人們對Python在企業級開發中的10大誤解

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在PayPal的編程文化中存在着大量的語言多元化。除了長期流行的C++和Java，愈來愈多的團隊選擇JavaScript和Scala，Braintree的收購也推出了成熟的Ruby社區。

有一種特別的語言，它在eBay和PayPal有很長的歷史，在開發者心中的地位也在日漸提升，這種語言就是：Python。

多年來，Python一直獲得eBay開發人員的普遍使用和支持。甚至在官方管理層支持之前，技術人員就開始使用Python，並從中受益。多年前，我加入PayPal，並選擇Python來編寫內部應用程序，但我發如今PayPal的一些產品中，Python代碼存在已有15年之久了。

如今，Python掌控了超過50個項目，包括：

• 功能和產品，如eBay Now和RedLaser
• 運營和基礎設施，既有OpenStack，也有專屬產品
• 中間層服務和應用程序，如設置PayPal的價格和顧客的功能審查
• 監控代理和接口，用於多種部署和安全用例
• 數據導入的批量做業，價格調整等等
• 還有太多的開發工具沒有計入

eBay/PayPal的Python社區，2011年只有25名工程師，而2014年這個數字已經超過了260。接下來的一系列文章，我會詳細介紹促進Python社區發展的舉措和技術。對於這篇介紹性文章，我會專一於人們對Python的10個誤解，它們中大多數，我都已經在eBay和PayPal的企業級環境中對它的真相予以揭穿。

誤解1： Python是一門新的語言

今天，伴隨着大多初創企業使用的使用，同時兒童也在進行學習，咱們不難發現這種誤解仍然在持續。事實上，Python已經有超過23年的歷史了，它的第一個公開版本發佈於1991年，比HTTP 1.0早了5年，比JAVA早了4年。Python一個著名的早期使用的例子是1996年Google的第一個成功的網絡爬蟲。

若是你對Python悠久的歷史感到好奇，Python語言的創立者吉多·範羅蘇姆(Guido van Rossum)會向你詳細講述關於Python的整個故事。

誤解2：Python沒有被編譯

Python不像C++須要單獨的編譯器工具鏈，它更像Java和其它編譯型語言，會將代碼編譯成字節碼。進一步的編譯步驟，若是有的話，是在程序運行時決定的，並由CPython, PyPy, Jython/JVM, IronPython/CLR或其它進程虛擬機來完成。更多信息參見誤解#6。

PayPal和其它地方的通常原則是，安全不能依靠編譯狀態的代碼，更重要的是使運行環境更安全。由於在本質上，每種語言都有反彙編器或能夠被破解的特性，這一特性會破壞程序的保護狀態。看一看下一個誤解，咱們可以瞭解更多Python的安全內容。

誤解 3：Python不安全

Python與輕量級的密切關係也許不會讓它看起來很是強大，但偏偏是這種直覺會給人誤解。安全的一個核心原則是儘量小的呈現目標。大系統趨向於過分集中化的行爲，以及對開發者理解力的削弱，使得它是反安全的。Python的簡單高效輕鬆的解決了這個問題。此外，CPython經過簡單的、穩定的和易於審計的虛擬機來解決這些問題。事實上，在Coverity軟件最近的一個分析中，CPython獲得了最高的質量評價。

Python還具備一系列普遍開源的、行業標準的安全庫。在PayPal，咱們對安全和信任絲絕不敢馬虎。咱們發現，將hashlib，PyCrypto和OpenSSL結合在一塊兒，經過PyOpenSSL，以及咱們自定義的捆綁，已經覆蓋了PayPal的各類安全和性能需求。

綜合這些緣由，咱們已經能夠看到一些在PayPal(eBay)的應用安全組中使用Python並被快速採用的例子。下面給出一些在PayPal最重要的環境中利用Python的基於安全應用的例子。

• 爲促進密鑰置換和增強加密的實現建立安全代理
• 集成行業領先的HSM技術
• 爲不兼容的棧構建基於傳輸層安全的包裝器代理
• 爲咱們內部雙向認證機制產生密鑰和證書
• 開發主動的漏洞掃描器

另外，不少由Python構建的以運營爲導向的系統都暗含安全特性，例如防火牆和鏈接管理。未來，咱們確定會嘗試將PayPal python的安全事項進行深刻結合。

誤解4：Python是一門腳本語言

Python確實能夠做爲腳本語言使用，並且仍是這個領域的先行者之一，由於它語法簡單，支持跨平臺，而且廣泛存在於Linux，Macs和其它Unix機器中。

事實上，Python多是通用編程語言中最靈活的技術之一。下面列出一部分例子：

1. 電話基礎設施（Twilio）
2. 支付系統（PayPal，Balanced Payments）
3. 神經科學和心理學（例子不少）
4. 數值分析和工程學（numpy, numba和不少其它例子）
5. 動畫片(LucasArts, Disney, Dreamworks)
6. 遊戲後端（Eve Online, Second Life, Battlefield和不少其它例子）
7. 電子郵件基礎設施（Mailman, Mailgun）
8. 媒體存儲和處理（YouTube, Instagram, Dropbox）
9. 運營和系統管理（Rackspace, OpenStack）
10. 天然語言處理（NLTK）
11. 機器學習和計算機視覺（scikit-learn, Orange, SimpleCV）
12. 安全和滲透測試（太多了，包括eBay/Paypal/）
13. 大數據（Disco, Hadoop support）
14. 日曆（Calendar Server, which powers Apple iCal）
15. 搜索系統（ITA, Ultraseek, and Google）
16. 互聯網基礎設施(DNS) (BIND 10)

更不用說大量的網站和網絡服務器。事實上，PayPal工程師彷佛都有一個嗜好，喜歡從事一些基於Python的門戶網站的開發，如YuTube和Yelp。從官方的名單中，能夠列舉出更多關於Python成功的應用。

誤解 5: Python是弱類型的

強大的動態類型是Python類型系統的特色。維基百科上有更詳細的解釋。

這不是比賽，但作爲一個有趣的事實，Python具備比Java更強的類型系統。Java的原語和對象有各自的類型系統，Null存在於一種灰色地帶。而另外一方面，Python有一個統一的強類型系統，None這種類型也有明確的定義。此外，Java虛擬機自己也是動態類型，它能夠追溯到SUN公司收購的Smaltalk虛擬機的實現。

Python的類型系統很是友好，但對於企業的使用，還有更須要關注的問題。

誤解 6: Python速度慢

首先，很重要的一點是：Python是一種編程語言，不是一個運行環境。下面列舉幾種Python的主要實現：

1. CPython是參考實現，它的分佈和使用也最爲普遍。
2. Jython是一種成熟的實現，是在Java虛擬機上使用的Python。
3. IronPython是用微軟的公共語言庫即.NET實現的Python語言。
4. PyPy是一種頗有前途的Python語言的實現，具備一些高級特性，如JIT編譯器，增量垃圾收集等等。

每種運行時都有它自身的性能特色，它們中沒有一個自己是慢的。更重要的一點是這裏存在一個錯誤，即對一種編程語言進行性能評估。應該對一個應用程序，最好是針對一個特定的用例進行評估。

爲了使問題更明確，這裏篩選了幾個案例來講明Python有很是大的性能優點：

1. 使用NumPy做爲英特爾公司數學核心函數單指令多數據的接口
2. PyPy的JIT編譯器達到了比C語言更快的性能
3. Disqus的用戶規模從2.5億增加到5億，一直都是使用一樣的100臺服務器

誠然，這些都不是最新的例子，只是我最喜歡的，由於這將很容易扯到高性能Python和獨特運行時的廣闊世界。咱們應該將注意力應該轉移到一些通用的，影響開發者提升最終產品性能的問題上，尤爲是企業級環境上，而不是解決單個特殊的問題。

C++與Python的對比，兩種語言，同一輸出

只要有足夠的時間，一個受過訓練的開發人員能夠執行惟一行之有效的方法，從而得到準確的高性能的軟件：

1. 工程師的正確行爲，包括相應的測試開發
2. 歸納和測量性能，識別瓶頸
3. 優化，適當考慮測試套件和阿姆達爾定律，同時利用Python在C語言方面強大的根源關係。

這也許聽起來簡單，但即便對於經驗豐富的工程師，這也是一個很是耗時的過程。Python從設計之初就充分考慮過開發者的時間表。根據咱們的經驗，Python項目經受3次甚至更多的迭代並不稀罕，而一樣的時間，C++或Java項目只須要作一次。今天，PayPal和eBay已經看到了多個成功的案例，Python項目超越了C++和Java的同行，使用更少的代碼，這一切都得益於快的開發時間能夠進行仔細的裁剪和優化。你應該知道這些有趣的內容。

誤解 7: Python不能擴展

關於擴展有多種定義，但不管哪一種，YouTube都是一個可擴展的網站。每個月都有超過10億的獨立訪客，每分鐘上傳超過100小時的視頻，佔用20%的互聯網絡峯值帶寬，這些都用Python做爲核心技術。Dropbox,Disqus,Eventbrite,RedTwilio,Instagram,Yelp,EVE Online, Second Life, 是的，還有eBay和PayPal，這些案例證實Python的擴展性不只僅只是可能，仍是一種模式。

簡單性和一致性是成功的關鍵。CPython這個基本的Python虛擬機，使這些特徵最大化，同時也使運行時間能夠預測。很難看到Python程序員關注垃圾收集停止或應用程序啓動時間。隨着強大的平臺和網絡支持，Python天然地適應了智能的橫向可伸縮性，主要表如今像BitTorrent這樣的系統中。

此外，伸縮性是與全部測量和迭代有關。Python創建的初衷是分析與優化。誤解6能夠找到更多關於如何垂直擴展Python的內容。

誤解 8: Python缺少好的併發性支持

在消除了性能和伸縮性的誤解後，一些人試圖從技術方面來置疑Python，「Python缺少併發性」，或者，「Python的GIL怎麼樣？」，若是數十個反例還不足以支撐一我的對Python在水平和垂直方面的擴展能力的信心，那麼對CPython的詳細實現展開來解釋也沒有什麼幫助，因此我只進行簡單的說明。

Python有大量的併發性原語，包括generators,greenlets,Deferreds和futures。Python有很是多的併發性框架，包括eventlet,gevent和Twisted。目前已有大量的工做投入到了爲併發性定製運行時間，包括Stackless和PyPy。全部這些以及更多的案例代表有效地使用Python進行併發編程不乏其人。全部這些企業級的產品都獲得了官方支持和使用。例子能夠參考誤解7。

全局解釋器鎖或GIL是在Python大多數使用狀況下的性能優化，也是CPython 代碼在開發中的易用性優化。GIL可讓操做系統的線程或綠色線程使用起來更容易，同時不影響多進程的使用。更多信息能夠參考這個主題的Q&A和Python文檔的綜述。

在PayPal，一個典型的業務配置須要多臺機器承擔，採用多進程，多線程，和大量的綠色線程，達到一個很是強大和可擴展性的並行環境（見下圖）。在大多數企業級環境中，當事人出於謹慎和災難居處的目的，傾向於選擇一個很是高的配置。然而，在某些狀況下，仍然能看到Python服務器天天每臺機器有數百萬次的請求，但它們均可以輕鬆的處理。

一個處在基於協同的異步架構內的工做草圖，最外面的盒子是一個進程，下一級是線程，在線程內是「綠色線程」。操做系統處理線程間的搶佔，I/O協同是合做的。

誤解 9: Python程序員稀缺

這個誤解有一些道理。Python的網頁開發工程師不如PHP和Java那麼多。這多是因爲行業需求和教育的聯動致使的，但教育趨勢代表這頗有可能會被改變。

即使如此，Python開發者並不稀缺。全世界有數以百萬計的Python開發人員，幾十個Python會議，StackOveflow上幾萬個Python相關的問題，一些公司，如YouTube，美國銀行，和LucasArts/Dreamworks僱用了成千上萬的Python開發人員。在eBay和PayPal，咱們有數百名開發人員常用Python，爲何會這樣呢？

一個項目建立的時候爲何選擇Python？Python很是容易學習，並且對孩子，大學生和在職人員來講也是首選編程語言。在eBay，對一個新Python程序員來講，只須要一週時間，他就可以初見成效，每每在2到3個月就能夠大放異彩，互聯網上豐富的互動式教程，書籍，文檔和開源的代碼庫，使這一些變得可能。

另外一個重要因素是使用Python的項目比其它項目須要的開發人員要少。正如誤解6和9中所說的，像Instagram這樣的精幹、高效的團隊，在Python項目中已成爲一個常見的比喻，這也無疑是咱們在eBay和PayPal的經驗。

誤解 10: Python不適合作大項目

誤解7中討論了Python項目在運行時的擴展性，但Python項目在開發中的擴展性又怎樣呢？如誤解9中提到的，Python項目的人員不是不少。然而，Instagram達到天天億萬次的點擊和數10億美圓，整個公司仍然只有一組數十人的團隊。Dropbox在2011年僅有70名工程師，其它Python團隊的狀況也很相似，人員很少。因此Python能夠擴展到一個很大的團隊嗎？

美國銀行實際上有超過5000名Python的開發人員，一個單獨的Python項目有超過千萬行Python代碼。摩根大通經歷了類似的轉變。YouTube也有數千名工程師和數百萬行代碼。大的產品和大的團隊天天都使用Python，它們具備卓越的模塊化和封裝特性，超過某一特定點後，通用開發規模基本保持不變。工具、強的約定和代碼評審使大的項目易於管理。

幸運的是，Python始於一個好基線。在提交代碼前，咱們使用PyFlakes和其它工具去執行Python代碼的靜態分析，同時也堅持PEP8，即Python語言的風格指南。

最後，須要注意的是，除了誤解6和7中提到的調度的明顯變化外，使用Python的項目也須要更少的開發人員。咱們最多見的成功案例是，一個Java或C++項目，預計須要一個3-5人的開發團隊，2-6周的時間，最終由一名受到激勵的開發人員僅用2-6周（或小時）完成這個項目。

這是一個奇蹟，但也是現代發展的事實，而且一般是商業競爭的必需品。

乾淨的狀態

誤解能夠做爲有趣的消遣。圍繞這些誤解的討論仍然是一些最積極和有意義的事情，包括內部的和外部的，由於從每個誤解中都能認識到Python的優點。同時也要記住，那些表面上看起來繁瑣和麻煩的事情經常是興趣穩步增加的表現，隨着各行業穩定的流入，帶來了持續的教育工做。但願這篇文章能夠撲滅一場火焰戰爭，可以談論一兩個用Python實現的項目。

未來的文章，我會深刻地對細節進行研究。若是在此以前，你但願瞭解細節或有任何修正和評論，能夠給我發郵件:mahmoud@paypal.com。到那時，快樂編碼吧！