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受 SQLite 多年青睞,C 語言到底好在哪兒?

SQLite 近日發表了一篇博文,解釋了為什麼多年來 SQLite 一直堅持用 C 語言來實現,以下是正文內容:

C 語言是最佳選擇

從 2000 年 5 月 29 日發布至今,SQLite 一直都是用 C 語言實現。C 一直是實現像 SQLite 這類軟體庫的最佳語言。目前,還沒有任何計劃要採用另外一門語言對 SQLite 進行重新開發。

為什麼 C 語言是實現 SQLite 的最佳選擇?原因主要體現在這幾個方面:

  • 性能
  • 兼容性
  • 低依賴性
  • 穩定性

性能

像 SQLite 這類庫要求速度必須要快。SQLite 的速度就很快,它比文件系統快 35%(詳情可以參考這兩個示例:Internal Versus External BLOBs 和 35% Faster Than The Filesystem)。

而 C 語言就能實現快速編寫代碼。C 語言通常被描述為「可移植性的彙編語言」。它使開發人員能夠儘可能靠近底層硬體進行編碼,同時仍然可以跨平台保持可移植性。

平常,我們可能會看到有人描述某種語言「像 C 語言一樣快」,卻不會看到有人說,作為通用目的編程時,會有一門語言「比 C 語言快」,因為這種語言真的不存在。

兼容性

幾乎所有系統都能調用 C 語言編寫的庫,但其他語言就不盡然。例如,用 Java 編寫的 Android 應用能夠調用 SQLite(通過適配器)。 如果用 Java 編寫 SQLite,那麼對 Android 來說可能會更方便,因為這會使接口更簡單。但在 iPhone 上,應用程式是用 Objective-C 或 Swift 編寫的,它們都不能調用用 Java 編寫的庫。 因此,如果用 Java 編寫,SQLite 將無法在 iPhone 上使用。

低依賴性

用 C 語言編寫的庫對運行時沒有很強的依賴。SQLite 的最低配置也只要求 C 庫中的這些方法:

  • memcmp()
  • memcpy()
  • memmove()
  • memset()
  • strcmp()
  • strlen()
  • strncmp()

在更完整的構建中,SQLite 也使用諸如 malloc() 和 free() 之類的庫例程以及用於打開,讀取,寫入和關閉文件的作業系統接口。 但即便如此,依賴的數量也很少。

穩定性

C 語言易於理解,契合了 SQLite 的要求,適合 SQLite 的開發。

為什麼 SQLite 不使用面向對象的語言?

開發人員可能無法想像用「非面向對象」來開發一個像 SQLite 這樣複雜的系統會是什麼樣子。所以 SQLite 為什麼不使用 C++ 或者 Java 來開發呢?

  1. 用 C++ 或 Java 編寫的庫通常只能由以相同語言編寫的應用程式使用。 使用 Haskell 或 Java 編寫的應用程式很難調用用 C++ 編寫的庫。 另一方面,用 C 語言編寫的庫可以從任何程式語言調用。
  2. 面向對象是設計模式,而不是程式語言。 你可以使用任何所需語言(包括彙編語言)進行面向對象編程。 某些語言(例如:C++ 或 Java)可以使面向對象更容易,但你仍然可以用像 C 這樣的語言進行面向對象的編程。
  3. 面向對象不是唯一有效的設計模式。對象通常是分解問題的好方法。 但不是唯一的方法,也不總是分解問題的最佳方法。 有時好的舊程序代碼更容易編寫,更易於維護和理解,並且比面向對象的代碼更快。
  4. SQLite 進行開發時,Java 還不是一門成熟的語言,C++ 會成熟一點,但當時要找到兩種能以 相同方式工作的 C++ 編譯器比較困難。相比之下,C 語言是個不錯的選擇。雖然,這種情況現在有所改善,但為此對 SQLite 重新開發並沒有什麼好處。

為什麼 SQLite 不使用"安全"語言編寫?

使用「安全」語言不易發生內存泄露、數組溢出等的安全問題。最近,許多人好像對 Rust 和 Go 這樣的「安全」語言感興趣。但 SQLite 為什麼不使用呢?

  1. SQLite 出現後的 10 年時間裡,所謂的「安全」語言還不存在。雖然 SQLite 可以用 Rust 或者 Go 重新編寫,但這樣可能會引入更多難以修復的 Bug,進而會影響編碼速度。
  2. 「安全」程式語言解決簡單的問題:像內存泄露、數組溢出等。在解決 SQL 計算結果這類的問題上,並不如 C 語言好用。
  3. 「安全」語言可防止安全漏洞,但 SQLite 並非一個對安全敏感的庫。如果應用運行了不受信任的 SQL,那它可能已經存在更大的安全問題,而這是「安全」語言無法修復的問題。
  4. 一些「安全」語言(如 Go 語言)不喜歡使用 assert(),但這是保持 SQLite 可維護性的重要前提。
  5. 「安全」語言會插入額外的機器分支來執行其他操作。但在正確的代碼中,這些分支並不會被採用。所以機器代碼不能 100% 被測試到,可這恰恰是 SQLite 質量檢測的重要組成部分。
  6. 「安全」語言會在內存不足(OOM)時請求終止,而 SQLite 的設計是遇到 OOM 時能重新恢復。目前,還不知道如何利用「安全」語言實現這一點。
  7. 現有的「安全」語言都比較新,SQLite 開發員對它們的出現表示讚賞,但依然認為 C 語言更適合目前的開發工作。

文章最後表示,SQLite 可能會考慮使用 Rust 重新開發,但不太可能使用 Go 語言,因為它對 assert() 不友好。但其實 Rust 目前的條件並不足以對 SQLite 進行重新開發,它還需要繼續發展,詳情請查看原文。

原文:https://sqlite.org/whyc.html

編譯:開源中國

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