【翻译】服务器后端的编程语言

对于那些需要web服务的初创公司里的大型新项目，我会选择何种后端编程语言呢？在客户端侧有CSS、html和javascript（包括CoffeeScript和TypeScript这类衍生语言）可供选择。而对于存储，我曾经用过mysql和redis，这也基本够用了。但是选择服务器端的语言却没那么容易。我曾经使用了好长时间的php，因为在我刚开始编程时候，它最简单，成本也最低。但是时过境迁，现在的我不用再担心昂贵的服务器托管费用了。尽管我对web项目的经验没那么多，但我还是想分享自己的一些看法。

定义：后端与安全性

事先声明一下：我只讨论后端。所谓的后端，指的是处理服务器请求的数据接入层。它需要肩负着处理很多请求（大于100请求每秒）和快速处理请求（平均处理时间小于300ms）的职责。而那些可以被提前计算，或者是不需要直接展示给客户端的繁重计算的工作，则并不适合用后端进行处理。这些工作可以通过其他的语言通过另外的方式实现。后端也并不直接处理对用户的展现，这是前端应该做的。但是后端开发者，应该对如何给前端提供数据有着清晰的认知。我所见过最清晰的方式就是在前后端之间使用纯Restful API进行交互。

后端语言也应该很容易校验前端发来的数据，方便的连接数据库，以及从文件系统保存或是获取文件。

在接下来的篇幅中，我会描述语言的安全性。但这并不意味着你不能用不安全的语言写出安全的代码，而是不同语言编译器能够保证你的代码不出现某些特定的bug。举例而言，C的编译器并不进行边界检查，因此它是一种非常不安全的语言。而那些可以被自动工具检查出来的错误包括：

• 语法错误
• 读越界
• 内存溢出（C/C++并不检查，但在java中几乎不可能）
• 未被使用的变量
• 类型问题：这个问题略微有些模棱两可，因为在每种语言你都能写出强类型的代码。但是在一些语言中，类型更为常见。有些语言同样也使用类型系统来发现错误。举例而言，php从这个意义上来说十分不安全。连123=="123ab"都可以为true。 Python稍微安全一点，但你却可以随意的返回值。Java相比之下安全多了。Haskel从这个层面来说更加安全，因为它的强类型系统会拒绝执行任何无意义的表达式，同时也不会进行任何形式的强制转换。

在程序的运行时，也有一些错误会被发现。而在不同的语言中，对这种运行时错误的处理完全不同。举例来说，C和C++会默默的失败。（就像这个链接里说的） 这当然是很不好的。相比C/C++对越界错误的忽略，Rust则会发出明显的提示。（之前的heartbleed是一个典型的例子，可以看看这篇文章）

当然了，所有这些问题都可以通过良好的测试来发现。但是，能够被自动化的过程越多，当你测试不那么充分的时候，可能发生的意外也就越少。

Java

Java是跑在Java虚拟机的面向对象的语言。对于商业网站而言，java是使用最广泛的语言。为什么呢？

• java比较成熟：1995年就已出现
  
  • 很多大学都会教授Java，很多人也因此至少对它一知半解。所以公司寻找Java的开发者也并不困难。尽管那些号称了解Java的人可能都是泛泛之辈。
  • Java的生态系统非常成熟:
    
    • IDE有eclipse、IntelliJIDEA和Netbeans
    • Jenkins进行持续集成
    • GlassFish
    • Apache Ant/Apache Maven 或 Gradle进行自动化构建
    • JUnit, Mockito是自动化单元测试的利器
    • log4J和log4J2进行打log
    • Apache JMeter进行负载测试
    • Jersey提供RESTful的web服务
    • Apache Tomcat/WildFly: 应用服务器、web服务器、servlet容器
    • Grizzly/Jetty: Web服务器
    • FindBugs,SonarQube 进行代码质量把控与静态代码分析
    • Hibernate进行ORMapping
    • 像Spring，JSF,JSP,Apache Struts 2,Apache Wicket这类框架。
  • Java是由Oracle开发的。因此当遇到的问题的时候，可以向他们寻求技术支持。

上述是Java的优点，那么它的缺点呢：

• 非常笨拙的语法。为了完成一个功能，你可能要打很多字。。当然自动补全是必不可少的，但是要打的东西还是不少。代码越多，维护起来成本越高。
• 要把一个工具跑起来难度很高
• 那些被设计用来扩展的super-abstract结构，事实上可能永远不会被用到。
• 因为没有指针的存在，Java不能访问越界的数组，所以比C/C++安全一些。那些烦恼你的内存溢出也几乎不存在了。但是付出的代价就是，语法更加的复杂，而且你如果一不小心，就会掉入Java中得不安全的陷阱。
• 速度和内存使用量：Java在速度上并不突出，而在内存使用上则是相当的多。但是这并没给它的大范围使用带来太多的问题。感兴趣的可以看看这篇文章

对于Java还可以参考以下文章：

• Java是编译还是解释性的语言? 答案是否定的，但是Java可能不想听到这个结论:)
• 为什么我听到了这么多关于Java不安全的论点？其他语言更安全么？: 答案也是否定的，想想C/C++吧。
• JVM对服务器的安全性
• C++ 性能 Vs Java/C#

Javascript: Node.js

Node.js自从2009年发布一下，使用十分广泛。Node.js具有异步，事件驱动以及可扩展的特性。Node.js应用是由JavaScript开发的，因此它具有JavaScript的所有优点：

• 享受到了JavaScript V8引擎的好处
• 灵活而轻量级的语法
• 跟Java一样，JavaScript出现在1995年。所以语言本身发展历史很长，相对稳定。
  
  • 很多开发者都或多或少的了解一些JavaScript
  • 生态系统很成熟
    
    • npm和bower进行包管理
    • Backbone.js/AngularJS进行MVP/MVC
    • Unit.js进行单元测试
    • Grunt进行自动化任务管理
    • Sequelize进行ORM
    • Karma进行测试构建
    • expressjs：web应用框架
  • 很多非常简单的教程

还有什么要补充的？

• Node很快，而且可扩展。（参考 Performance Comparison Between Node.js and Java EE）
• JavaScript不太安全。即使很小的语法错误也只会在执行的时候暴露出来。因此单元测试十分重要。
• Node.js被LinkedIn，Yahoo!, Uber, Paypal使用
• 有很多人从Node.js转向了Go 1 2 3

参考：

• 如何决定何时使用Node.js
• 如何debug Node.js的应用
• Node.js教程

Go

Go是由Google开发的，静态类型的编译语言。它直到2009年才出现，十分短暂。

• Go提供了那些你进行web开发需要的基本工具
  
  • martini/Gin Gonic: 一个web开发框架
  • mustache 进行模板渲染
  • gorm： ORM
• 有不错的教程和一些web开发的材料
• 有一些任务在Go语言中超过预期的复杂，比如排序，详见link
• Go有一些跟其他语言完全不同的diffuser，比如如果你想声明一个public方法，那这个方法的第一个字母一定要是大写的。还有未被使用的变量会导致编译错误。

参考：

• Gin Gonic 可能比Martini快40倍, 但却没什么luan用
• Go vs Node.js

C

C#是由微软开发的具有静态类型的编译语言。但是它却有很多动态特性。 它出现在2000年。而针对web开发的框架ASP.NET直到2002年才发布。

C#的生态系统包括：

• buget.org
• IIS: web服务器
• Enity Framework: ORM
• LINQ: SQL查询
• Visual Studio: IDE
• ASP.NET: MVC框架

我对C#/ASP.NET的理解并不深入，因此无法更详尽的分析它的优略。

Python

python是现在在用的最古老的语言之一。它最早出现于1991年。Python是具有动态的类型，面向对象的解释性语言。而且它具有函数编程的特性。
尽管我曾经在很多项目中使用过Python，但并不包括web项目。因此那些重要的工具和框架可能会被遗漏：

• 生态系统：
  
  • pypi.python.org和pip: 包托管和包管理
  • Sphinx: 自动代码文档生成，比如scipy docs就是通过Sphinx生成的。这是我所见过的最好的文档
  • Django/Flash作为框架
  • pytest/nose进行测试
  • gevent: 基于协程的Python网络框架
  • Tornado: Web服务器
• 有些使用Python的开发者切换到了Go 1 2
• Python有不错的教程和很赞的文档：
  
  • Flash
  • djandobook.com和docs.djangoproject.com
  • fullstackpython.com
• Flask和Django配合Pypy(源码), 性能会更高。
• 那些使用Python的成熟公司：
  
  • Quora(source)
  • Prezi,Pinterest,Instagram(source)
  • Bitbucket, The Onionsource

我认为Python最主要的优势在于代码容易撰写，而且可读性很高。我对Python显然是有偏爱的，而且我坚信很多人和我有着同样的观点。

PHP

PHP是动态类型的服务器端语言，它在1995年被推出。

• 语言的不连续性是PHP很大的一个问题，可以看看这篇文章
• 生态系统是比较完善的：
  
  • PHPCI和cruisecontrol进行持续集成
  • Zend Framework/Symfony
  • 有类似于CakePHP和Code Igniter这类轻量级框架
  • Drupal/Joomla/TYP03/WordPress
  • PHPUnit进行单元测试
  • Composer进行包管理，packagist.org来寻找php包

PHP最大的优势是学习门槛低。它基本可以在任何地方被执行，托管和非常简单。Wikipedia使用的就是PHP，所以很明显使用PHP来创建可用的大型网站是可行的。

Hack

Hack是由Facebook在2014年开发的编程语言。它是PHP的变体。它与PHP最主要的不同在于：

• 函数参数和返回值是指定类型的
• Hack并不完全支持PHP的一些特性source，比如goto、可变变量、字符串自增，这有时候也挺好的。

参考：

• hacklang.org

Rust

Rust是很安全的语言，但是对于它在生产环境的使用，仍有疑虑。

参考：

• arewewebyet.com
• Rust Web Frameworks

其他

Ruby with Rails: 我知道它应用广泛，但是我对Ruby的了解并不充分。Ruby的语法与Python类似。

参考

• Web Framework Benchmarks
• 网站服务器端的编程语言使用
• todobackend.com: 很不多不同的后端技术集合
• bento.io: 不少教程
• RedMonk的编程语言排行：2015年1月
• 不同编程语言的对比

结论

仔细想来，对我来说以下的语言更适合我做后端：

• Go：很快，而且是编译型的
• node.js: 很好的可扩展性
• Python: 这是我最了解的语言。除此之外，它有非常清晰的语法，很好的社区开发的变法风格，以及易读性。

对我来说不适合的语言：

• PHP: 因为语言的不一致，导致建立稳定的后端没那么简单。
• C#: 这个语言太以微软为中心了
• Java：语法有点拖沓，成本高。

其他语言可能也是很好的选择，只是我知之甚少。我对rust在后端使用的可行性非常好奇。Hack语言非常年轻，让我们对它未来的发展拭目以待。

原文链接：http://martin-thoma.com/languages-for-back-ends/#tocAnchor-1-11