前言： 吳思先生在《潛規(guī)則》（中國(guó)歷史中的真實(shí)游戲）一書中講述了很多生動(dòng)、有趣的官場(chǎng)故事，透過(guò)歷史表象，揭示出隱藏在正式規(guī)則之下、實(shí)際上支配著社會(huì)運(yùn)行的不成文的規(guī)矩， 非常值得閱讀。

和碼農(nóng)翻身公眾號(hào)之前的文章不同， 這是一篇沒(méi)有故事，讀起來(lái)不那么好玩的超級(jí)干貨， 我建議你靜下心來(lái)，閱讀一遍， 仔細(xì)的思考一下， 絕對(duì)物超所值。

1. 上帝的規(guī)矩：局部性原理

這個(gè)原理講的是在一段時(shí)間里， 整個(gè)程序的執(zhí)行僅限于程序的某一個(gè)部分， 相應(yīng)的， 程序訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間也局限于某一個(gè)內(nèi)存區(qū)域， 具體分為：

(1) 時(shí)間局部性：是指如果程序中的某條指令一旦執(zhí)行，則不久之后該指令可能再次被執(zhí)行； 如果某數(shù)據(jù)被訪問(wèn)，則不久之后該數(shù)據(jù)可能再次被訪問(wèn)。

(2) 空間局部性： 是指一旦程序訪問(wèn)了某個(gè)存儲(chǔ)單元，則不久之后。其附近的存儲(chǔ)單元也將被訪問(wèn)。

為什么是這樣？ 我也不知道， 可能是計(jì)算機(jī)界的上帝定下的規(guī)矩。

但是這個(gè)原理的用處可就大了， 例如Java 虛擬機(jī)， 本來(lái)是解釋執(zhí)行.class 文件，性能不怎么樣， 但是利用局部性原理， 就可以找到那些常用的， 所謂的熱點(diǎn)(Hotspot)代碼， 然后把他們編譯成本地原生代碼(native code), 這樣執(zhí)行效率就和C/C++差不多了。

當(dāng)然這個(gè)原理更大的用處就是下面要提到的緩存。

2. 坐飛機(jī)的怎么和坐驢車的打交道： 緩存

如果CPU每次做事的時(shí)候， 都等著內(nèi)存和硬盤， 那整個(gè)計(jì)算機(jī)的速度估計(jì)要慢的要死了。

所以根據(jù)局部性原理， 操作系統(tǒng)會(huì)把經(jīng)常需要用的數(shù)據(jù)從硬盤取到內(nèi)存， CPU 會(huì)把經(jīng)常用的數(shù)據(jù)從內(nèi)存取到自己的緩存中。

(參見(jiàn)文章《CPU阿甘》)

通過(guò)這種辦法等待的問(wèn)題能帶到極大的緩解。

在Web 開(kāi)發(fā)中，緩存更是非常常見(jiàn)的， 由于數(shù)據(jù)庫(kù)（硬盤）太慢， 大部分Web系統(tǒng)都會(huì)把最常用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)放到內(nèi)存中緩存起來(lái)。

3. 拋棄細(xì)節(jié)： 抽象

當(dāng)我們遇到復(fù)雜問(wèn)題的時(shí)候， 抽象是非常重要的武器。

《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》一書中提到：

“指令集是對(duì)CPU的抽象， 文件是對(duì)輸入/輸出設(shè)備的抽象， 虛擬存儲(chǔ)器是對(duì)程序存儲(chǔ)的抽象， 進(jìn)程是對(duì)一個(gè)正在運(yùn)行的程序的抽象， 而虛擬機(jī)是對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)（包括操作系統(tǒng)、處理器和程序）的抽象?！薄?總結(jié)的非常精辟

CPU集成電路硬件無(wú)比復(fù)雜， 但是我們寫程序肯定不用接觸這些硬件細(xì)節(jié)， 那樣就累死了， 我們只要遵循CPU的指令集， 程序就可以正確的運(yùn)行， 而不用關(guān)心指令在硬件層次到底是怎么運(yùn)行的。

硬盤也是這樣， 有磁道，柱面，扇區(qū)， 我們寫應(yīng)用層程序也不用和這些煩人的細(xì)節(jié)打交道， 在操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)的配合下， 我們只需要面對(duì)一個(gè)個(gè)“文件”，打開(kāi)，讀取，關(guān)閉就行了。 操作系統(tǒng)會(huì)把邏輯的文件翻譯成物理磁盤上的字節(jié)。

再比如為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，數(shù)據(jù)的一致性和安全性，需要大量的，復(fù)雜的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)， 每個(gè)應(yīng)用程序都實(shí)現(xiàn)一份肯定不是現(xiàn)實(shí)的。 所以計(jì)算機(jī)科學(xué)抽象出了一個(gè)叫數(shù)據(jù)庫(kù)的東西， 你只需要安裝數(shù)據(jù)庫(kù)軟件， 使用SQL和事務(wù)就能實(shí)現(xiàn)多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的安全訪問(wèn)了。

參見(jiàn)文章《抽象， 程序員必備的能力》

4. 我只想和鄰居打交道： 分層

分層其實(shí)也是抽象的一種，它通過(guò)層次把復(fù)雜的，可能變化的東西隔離開(kāi)來(lái)， 某一層只能訪問(wèn)它的直接上層和下層， 不能跨層訪問(wèn)。

例如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層：

再比如Web開(kāi)發(fā)的分層：

分層的好處就是隔離變化， 在接口不變的情況下， 某一層的變化只會(huì)局限于本層次內(nèi)。

即使是接口變化， 也僅僅會(huì)影響調(diào)用方。

5. 我怕等不及： 異步調(diào)用

當(dāng)你的程序需要等待一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的操作而被阻塞住時(shí)而無(wú)所事事的時(shí)候， 異步調(diào)用就派上用場(chǎng)了。

異步調(diào)用簡(jiǎn)單就是說(shuō)： 我等不及你了， 先去做別的事情， 你做完了告訴我一聲。

回到最早的那個(gè)CPU的例子， CPU速度太快， 當(dāng)它想讀取硬盤文件的時(shí)候，是不會(huì)等待慢1000多萬(wàn)倍的硬盤的， 它會(huì)啟動(dòng)一個(gè)DMA , 不用通過(guò)CPU， 直接把數(shù)據(jù)從硬盤讀到內(nèi)存， 讀完以后通過(guò)中斷的方式來(lái)通知CPU。

Node.js 和 Web服務(wù)器Nginx 也是這樣， 一個(gè)線程或若干個(gè)線程處理所有的請(qǐng)求， 遇到耗時(shí)的操作， 絕不等待， 馬上去干別的事情，等到耗時(shí)操作完成后，再來(lái)通知這些干活的線程。

還有著名的AJAX , 當(dāng)瀏覽器中的javascript發(fā)出一個(gè)Http 請(qǐng)求的時(shí)候, 也不會(huì)等待從服務(wù)器端返回?cái)?shù)據(jù)， 只是設(shè)置一個(gè)回調(diào)函數(shù)， 服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)回來(lái)的時(shí)候調(diào)用一下就行了。

6. 大事化小， 小事花了 ： 分而治之

分而治之的基本思想是將一個(gè)規(guī)模比較大的問(wèn)題分解為多個(gè)規(guī)模較小的子問(wèn)題，這些子問(wèn)題相互獨(dú)立且與原問(wèn)題性質(zhì)相同。求出子問(wèn)題的解，最后組合起來(lái)就可得到原問(wèn)題的解。

由于子問(wèn)題和原問(wèn)題性質(zhì)相同， 所以很多時(shí)候可以用遞歸。

歸并排序就是一個(gè)經(jīng)典的例子， 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法書上到處都是， 這里就不在贅述了。

如果把分而治之泛化一下， 到軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域， 就可以認(rèn)為是把一個(gè)大問(wèn)題逐步分解的過(guò)程：