物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)對(duì)編程語(yǔ)言的要求

 1. 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言必須是跨硬件平臺(tái)的

所謂跨硬件平臺(tái)，指的是編寫(xiě)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，能夠在多種不同的目標(biāo)硬件設(shè)備上運(yùn)行，而不用重新編譯甚至修改應(yīng)用程序。這里的不同的目標(biāo)硬件，主要是指CPU指令集，內(nèi)存大小，外設(shè)的接口類型，外設(shè)的訪問(wèn)方式等等硬件層面的東西。如果開(kāi)發(fā)語(yǔ)言不是跨硬件平臺(tái)的，那么針對(duì)一種硬件平臺(tái)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，就只能運(yùn)行在這一種硬件設(shè)備上。因?yàn)橛布脚_(tái)的具體細(xì)節(jié)情況，都體現(xiàn)在目標(biāo)程序中。最典型的例子是采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，必須根據(jù)不同的目標(biāo)CPU指令集，編譯成匹配目標(biāo)指令集的二進(jìn)制代碼，才能運(yùn)行。這樣如果切換到另外一種指令集的CPU，則必須重新編譯，甚至要重新修改應(yīng)用程序。這在硬件標(biāo)準(zhǔn)化程度非常高的個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，問(wèn)題不大，因?yàn)橥ㄓ玫腃PU類型就那么幾種（Intel，ARM等），而且硬件配置都非常標(biāo)準(zhǔn)，硬盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備，顯示器，鍵盤(pán)/鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，USB接口，網(wǎng)絡(luò)接口等等，都是標(biāo)配。因此針對(duì)不同硬件平臺(tái)的軟件移植工作量并不大。但到了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，這顯然無(wú)法滿足物聯(lián)網(wǎng)硬件碎片化特征的需要。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，目標(biāo)設(shè)備CPU的種類是PC時(shí)代的數(shù)十倍，同時(shí)硬件配置也各不相同，大部分物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的配置都千差萬(wàn)別，因此，如果仍然采用傳統(tǒng)的不能跨硬件的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，那么對(duì)同一種功能的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，就需要針對(duì)不同的CPU類型，不同的硬件配置，分別進(jìn)行開(kāi)發(fā)和部署。這顯然是無(wú)法逾越的困難。

而采用跨平臺(tái)的編程語(yǔ)言，則可以解決這個(gè)問(wèn)題。比如針對(duì)智能攝像頭而言，A廠商的攝像頭個(gè)的配置，可能是ARM的CPU，USB接口，分辨率是1024*768等，而B(niǎo)廠商的攝像頭可能是基于x86的CPU，SPI接口。基于攝像頭編寫(xiě)一個(gè)人臉識(shí)別程序，如果采用跨平臺(tái)的編程語(yǔ)言，則針對(duì)A廠商設(shè)備編寫(xiě)的應(yīng)用程序，可以直接在B廠家的設(shè)備上使用。但是如果編程語(yǔ)言不是跨硬件平臺(tái)的，比如C/C++語(yǔ)言，則針對(duì)A廠家的攝像頭編寫(xiě)的應(yīng)用程序，必須經(jīng)過(guò)重新編譯（甚至還需要大量的修改）之后，才能在B廠家的攝像頭上運(yùn)行。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的碎片化特征，決定了開(kāi)發(fā)語(yǔ)言必須是跨硬件平臺(tái)的。

采用跨硬件平臺(tái)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的另外一個(gè)好處，就是限制錯(cuò)誤范圍，不會(huì)因?yàn)閼?yīng)用程序?qū)用娴腻e(cuò)誤，而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備硬件配置的巨大差異，由硬件與軟件不匹配導(dǎo)致的錯(cuò)誤會(huì)大大增加。比如，還是上面的智能攝像頭的例子，如果應(yīng)用程序通過(guò)人臉識(shí)別，發(fā)現(xiàn)可疑人員進(jìn)入某個(gè)特定的范圍，則會(huì)引發(fā)報(bào)警。報(bào)警的方式有很多種，比如會(huì)給智能攝像頭的后臺(tái)發(fā)送告警信息，調(diào)用本地的揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)，甚至在智能攝像頭的屏幕上輸出告警文字等。很可能有的攝像頭沒(méi)有配置本地?fù)P聲裝置，而有的攝像頭則沒(méi)有配置本地顯示器。這時(shí)候上述應(yīng)用程序的告警代碼，就會(huì)因?yàn)闊o(wú)法找到硬件而出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果這種錯(cuò)誤不被有效隔離或者限制范圍，那么可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。

一般的采用跨平臺(tái)編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，都是運(yùn)行在一個(gè)虛擬機(jī)或者解釋引擎之上的。虛擬機(jī)或者解釋引擎進(jìn)一步運(yùn)行在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的操作系統(tǒng)上。應(yīng)用程序?qū)用娴腻e(cuò)誤，會(huì)被虛擬機(jī)或者解釋引擎捕獲，并進(jìn)行特定的處理，比如終止應(yīng)用程序的運(yùn)行，而不會(huì)把應(yīng)用層面的錯(cuò)誤傳播到系統(tǒng)層面。但是傳統(tǒng)的非跨硬件平臺(tái)的編程語(yǔ)言，則無(wú)法限制錯(cuò)誤范圍。比如，采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，如果因?yàn)槎褩Ｒ绯龌蛘咧羔樺e(cuò)誤而導(dǎo)致內(nèi)存紊亂，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，尤其是在內(nèi)存管理單元（MMU）功能缺失的情況下，而這在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中是非常普遍的。

跨硬件平臺(tái)編程語(yǔ)言的一個(gè)不足，就是其運(yùn)行效率會(huì)比傳統(tǒng)的編譯型語(yǔ)言（C/C++等）要低一些。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)跨硬件平臺(tái)的語(yǔ)言，都需要一個(gè)虛擬機(jī)（VM）或解釋引擎的支持才能正常運(yùn)行。虛擬機(jī)或者解釋引擎本身是一個(gè)運(yùn)行在物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)之上的一個(gè)應(yīng)用程序，它會(huì)讀取應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件或者源代碼，然后分析解釋，轉(zhuǎn)換為目標(biāo)CPU的指令并啟動(dòng)運(yùn)行。而傳統(tǒng)的編譯型語(yǔ)言，則直接把源代碼編譯為目標(biāo)計(jì)算機(jī)的指令集，可以直接被CPU執(zhí)行。顯然，這個(gè)中間轉(zhuǎn)換的過(guò)程，會(huì)降低應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。但是執(zhí)行效率降低的程度，與虛擬機(jī)或者解釋引擎的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)。有的虛擬機(jī)或者解釋引擎，采用一些優(yōu)化算法，并運(yùn)用諸如“一次解釋，多次運(yùn)行”等機(jī)制，可以使得這種效率上的損失降到最低。比如Google推出的V8引擎，可以使得JavaScript語(yǔ)言編寫(xiě)的應(yīng)用程序，能夠基本達(dá)到C/C++程序的水平。因此，與跨硬件平臺(tái)編程語(yǔ)言配合的VM或者解釋器，也是至關(guān)重要的。

但無(wú)論如何優(yōu)化，JavaScript等跨硬件平臺(tái)語(yǔ)言始終無(wú)法真正趕上或者超于C/C++等編譯型語(yǔ)言的效率。因此在一些對(duì)實(shí)時(shí)性和執(zhí)行效率要求及其嚴(yán)格的場(chǎng)合，比如飛行控制，比如核電監(jiān)控等等應(yīng)用領(lǐng)域，在應(yīng)用之前必須經(jīng)過(guò)細(xì)致詳盡的評(píng)估測(cè)試。如果跨平臺(tái)語(yǔ)言無(wú)法滿足目標(biāo)場(chǎng)景的應(yīng)用，那么建議還是采用傳統(tǒng)語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。畢竟，采用跨平臺(tái)語(yǔ)言的初衷，是為了更好的擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的運(yùn)行范圍，能夠降低開(kāi)發(fā)效率和開(kāi)發(fā)難度，快速的形成物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。而這類要求極高的場(chǎng)景，已超出這個(gè)范疇。因此，對(duì)傳統(tǒng)編程語(yǔ)言和編程API的支持，是物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)必須能夠提供的能力。

2. 支持完善的面向?qū)ο髾C(jī)制

面向?qū)ο笫且环N程序設(shè)計(jì)方法，或者說(shuō)它是一種程序設(shè)計(jì)范型，其基本思想是使用對(duì)象，類，繼承，封裝，消息等基本概念來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界，從而完成程序設(shè)計(jì)任務(wù)。而在面向?qū)ο缶幊趟枷氤霈F(xiàn)之前，軟件行業(yè)流行的是模塊化的編程思想，即把一個(gè)大的計(jì)算機(jī)程序（或者代碼），按照功能拆分為一個(gè)一個(gè)小的源代碼模塊，通過(guò)明確定義的接口（API），把不同的功能模塊組裝在一起，形成最終的計(jì)算機(jī)程序。

而面向?qū)ο髣t是從現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的事物（即對(duì)象）出發(fā)來(lái)構(gòu)造軟件系統(tǒng)，并在系統(tǒng)構(gòu)造中盡可能運(yùn)用人類的自然思維方式，強(qiáng)調(diào)直接以問(wèn)題域（現(xiàn)實(shí)世界）中的事物為中心來(lái)思考問(wèn)題，認(rèn)識(shí)問(wèn)題，并根據(jù)這些事物的本質(zhì)特點(diǎn)，把它們抽象地表示為系統(tǒng)中的對(duì)象，作為系統(tǒng)的基本構(gòu)成單位（而不是用一些與現(xiàn)實(shí)世界中的事物相關(guān)比較遠(yuǎn)，并且沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系的其它概念來(lái)構(gòu)造系統(tǒng)）。這可以使系統(tǒng)直接地映射問(wèn)題域，保持問(wèn)題域中事物及其相互關(guān)系的本來(lái)面貌。

面向?qū)ο缶幊谭椒?，可以讓程序員以更接近實(shí)際世界的方式來(lái)理解應(yīng)用場(chǎng)景，建立程序開(kāi)發(fā)模型，同時(shí)也可以大大加快開(kāi)發(fā)速度。對(duì)于大型的軟件，面向?qū)ο笏枷肟梢院?jiǎn)化開(kāi)發(fā)維護(hù)過(guò)程，降低開(kāi)發(fā)成本。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，面向?qū)ο缶幊趟枷敫袃r(jià)值。因?yàn)槲覀兠鎸?duì)的是一個(gè)一個(gè)的“物”，每個(gè)物體都可以抽象為程序開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的一個(gè)對(duì)象，通過(guò)不同對(duì)象（物）之間的消息交互，可以快速完成復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。相比傳統(tǒng)的模塊化編程思想，面向?qū)ο缶幊趟枷敫m合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

需要說(shuō)明的是，面向?qū)ο缶幊趟枷胧且环N方法，是一種編程的理念，理論上說(shuō)，與具體的編程語(yǔ)言是沒(méi)有關(guān)系的。眾所周知，C語(yǔ)言是面向過(guò)程的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，但是完全可以用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)以面向?qū)ο笏枷朐O(shè)計(jì)的應(yīng)用程序。比如HelloX物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，完全采用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計(jì)，但是在實(shí)現(xiàn)時(shí)，確是采用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體來(lái)說(shuō)，就是采用C語(yǔ)言的函數(shù)指針，結(jié)構(gòu)體等等語(yǔ)言特性，來(lái)模擬出“對(duì)象”，“方法”，“消息”，甚至“繼承”等等面向?qū)ο蟮母拍?。另外一個(gè)例子就是，著名的Windows NT操作系統(tǒng)內(nèi)核，是完全按照面向?qū)ο笏枷朐O(shè)計(jì)的，但是其實(shí)現(xiàn)，仍然是采用C語(yǔ)言。

但如果采用面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，以面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，會(huì)更加事半功倍。之所以用傳統(tǒng)的非面向?qū)ο笳Z(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，是一種折中的選擇。因?yàn)槿绻捎肅++或者Java等面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，則由于語(yǔ)言本身的一些機(jī)制，會(huì)給操作系統(tǒng)級(jí)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)影響。而且采用面向過(guò)程的語(yǔ)言來(lái)仿真面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言，也是不徹底的，很多機(jī)制根本無(wú)法模仿，比如函數(shù)或方法的重載，動(dòng)態(tài)對(duì)象類型等等。如果不是系統(tǒng)級(jí)的程序開(kāi)發(fā)，不是必須要用C或者匯編等這一類底層編程語(yǔ)言，那么采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言是最好選擇。

而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)則符合這個(gè)前提，它是應(yīng)用層面的開(kāi)發(fā)，不需要對(duì)底層硬件進(jìn)行管理和操作，因此不需要C/匯編等底層語(yǔ)言。這樣采用諸如Java，JavaScript，Python等面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，并采用面向?qū)ο蟮乃枷?，顯然是最好選擇。

3. 支持事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制

與以人為中心的傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)模式不同，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的軟件，都是受“事件”驅(qū)動(dòng)的。面向物聯(lián)網(wǎng)的程序，大多數(shù)情況下處理的是一個(gè)一個(gè)的外部事件，根據(jù)外部事件做出響應(yīng)。比如一個(gè)火警探測(cè)設(shè)備，會(huì)針對(duì)“探測(cè)到起火”等異步事件，做出對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)，很多情況下就是編寫(xiě)一個(gè)一個(gè)的事件處理程序，并與事先定義好的事件關(guān)聯(lián)在一起。這樣一旦外部事件發(fā)生，則處理程序就會(huì)被調(diào)用。這種以“事件”為中心的物聯(lián)網(wǎng)編程方法，必須配以能夠支持完善事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

需要說(shuō)明的是，事件驅(qū)動(dòng)是一種程序設(shè)計(jì)的方法，或者機(jī)制。很多語(yǔ)言都可以實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制。比如C語(yǔ)言，通過(guò)聯(lián)合運(yùn)用回掉函數(shù)，函數(shù)指針等等語(yǔ)言特性，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制。最典型的Windows操作系統(tǒng)，就是采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了完整的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制。但是不同的語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制的難易程度不同。采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)事件機(jī)制，需要相對(duì)復(fù)雜的語(yǔ)言特性，而且要設(shè)計(jì)一套復(fù)雜的底層框架來(lái)支持。但有的語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)事件機(jī)制則會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單。比如JavaScript語(yǔ)言，由于其動(dòng)態(tài)類型的特征，以及函數(shù)本身就是對(duì)象的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制會(huì)非常簡(jiǎn)單。

4. Internet親和性

所謂Internet親和性，是指能夠與現(xiàn)有的Internet相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)兼容，采用這種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，能夠簡(jiǎn)單容易的集成到Internet上。我們認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)不會(huì)是一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)從零開(kāi)始建立，它必然是基于現(xiàn)有Internet的延伸。支撐Internet的大部分核心協(xié)議，比如IP協(xié)議，TCP/UDP協(xié)議，HTTP/HTTPS協(xié)議，都會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中得到重用。同時(shí)，Internet上的數(shù)據(jù)傳輸格式，比如JSON，XML，正則表達(dá)式（RegExp），也會(huì)被大量重用到物聯(lián)網(wǎng)中。這樣物聯(lián)網(wǎng)就可以很容易的與現(xiàn)有的Internet互通和集成，重用現(xiàn)有的Internet基礎(chǔ)架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步擴(kuò)展和壯大。

鑒于此，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，應(yīng)該能夠有效支持上述Internet已有的協(xié)議和特性。當(dāng)然，從理論上說(shuō)，任何編程語(yǔ)言通過(guò)有效擴(kuò)展，都可以實(shí)現(xiàn)上述特性的支持。即使匯編語(yǔ)言，我們對(duì)其從底層對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，比如先實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于匯編語(yǔ)言的TCP/IP協(xié)議棧，基于此協(xié)議棧再實(shí)現(xiàn)一系列的協(xié)議，包括HTTP/HTTPS等。對(duì)于數(shù)據(jù)交換格式的支持，我們也通過(guò)匯編語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)完整的JSON，XML等數(shù)據(jù)格式的封裝和解析，實(shí)現(xiàn)完全的正則表達(dá)式。這樣缺少什么，就補(bǔ)充什么，必然能夠達(dá)到與Internet完全互通的目的。但是這種代價(jià)就太大了，從實(shí)現(xiàn)角度，基本上是不可行的。

而有的語(yǔ)言，由于在Internet應(yīng)用開(kāi)發(fā)中被廣泛應(yīng)用，從而對(duì)上述特性有了成熟廣泛的支持。比如JavaScript，大部分的Intrernet前端應(yīng)用程序（即在瀏覽器內(nèi)運(yùn)行的Internet頁(yè)面，腳本，或者插件等）都是采用JavaScript開(kāi)發(fā)。隨著Node.js的流行和壯大，導(dǎo)致現(xiàn)在很多Internet的后端應(yīng)用，都是采用JavaScript開(kāi)發(fā)的。而且在Internet的數(shù)據(jù)交互中被廣泛采用的JSON標(biāo)準(zhǔn)，也是直接由JavaScript發(fā)展而來(lái)。JSON，就是JavaScript Object Notation的縮寫(xiě)，是JavaScript用于內(nèi)部標(biāo)識(shí)對(duì)象的數(shù)據(jù)格式。由于這種格式簡(jiǎn)單明了，表示能力強(qiáng)，逐漸替代了廣泛使用的XML，成為Internet事實(shí)上的數(shù)據(jù)表示標(biāo)準(zhǔn)。因此，如果采用JavaScript作為Internet的應(yīng)用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，那就會(huì)天然支持Internet已有的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，從而與Internet做到最大程度的兼容和親和。

5. 運(yùn)行環(huán)境緊湊，占用內(nèi)存少

所謂的運(yùn)行環(huán)境，是指支撐應(yīng)用程序正常運(yùn)行的相關(guān)組件，這些組件不屬于某一個(gè)特定的應(yīng)用程序，是所有采用同一種編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序都需要的公共組件。比如針對(duì)C/C++語(yǔ)言，C運(yùn)行庫(kù)（clib）和C++運(yùn)行庫(kù)就是運(yùn)行環(huán)境的一部分，幾乎所有的C/C++應(yīng)用程序，都需要C運(yùn)行庫(kù)的支持。操作系統(tǒng)在加載應(yīng)用程序的時(shí)候，同時(shí)要加載這些運(yùn)行庫(kù)組件。運(yùn)行庫(kù)提供了應(yīng)用程序所需的最基本函數(shù)和功能調(diào)用。

對(duì)于Java或者JavaScript，Python等這一類跨平臺(tái)的編程語(yǔ)言，除公共代碼庫(kù)等組件外，還需要虛擬機(jī)或者解釋引擎的支持。對(duì)Java語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，采用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序首先被編譯為Java字節(jié)碼，然后被Java虛擬機(jī)加載和執(zhí)行。而對(duì)于JavaScript等腳本語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，則直接被解釋引擎加載和解釋。從操作系統(tǒng)的視角來(lái)看，虛擬機(jī)或者解釋引擎本身就是一個(gè)應(yīng)用程序。

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，如果某一種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境太大，在一些資源受限的場(chǎng)合就無(wú)法使用。因此，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境，必須足夠緊湊，占用內(nèi)存必須足夠少。比如，在最極端的情況下，如果運(yùn)行環(huán)境對(duì)內(nèi)存的最低要不應(yīng)該超過(guò)64K字節(jié)。

6. 使用簡(jiǎn)單方便，開(kāi)發(fā)快速

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的最核心價(jià)值，就是提供一個(gè)公共的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使得各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，都可以在這個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)和運(yùn)行。這樣逐漸積累，最終會(huì)形成一個(gè)類似移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的生態(tài)鏈，支撐物聯(lián)網(wǎng)的大發(fā)展。而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是支撐這個(gè)生態(tài)環(huán)境壯大的基礎(chǔ)。

如果物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)模式依然采用傳統(tǒng)的嵌入式開(kāi)發(fā)模式，采用C或者匯編作為主要的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，需要程序員掌握硬件層面的每一個(gè)細(xì)節(jié)，包括CPU的指令集，硬件的I/O接口，甚至需要通過(guò)信號(hào)分析儀器去分析芯片的管腳輸入和輸出，則是無(wú)法推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)鏈發(fā)展壯大的。這種開(kāi)發(fā)模式的入門(mén)門(mén)檻太高，而且開(kāi)發(fā)效率太低，針對(duì)某一個(gè)硬件或者場(chǎng)景開(kāi)發(fā)的代碼，無(wú)法復(fù)用到其它的場(chǎng)景中。

因此，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)模式必須足夠簡(jiǎn)單，足夠方便，把這種傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)門(mén)檻徹底降下來(lái)。理想的目標(biāo)是，任何一個(gè)具有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的人員，經(jīng)過(guò)幾天甚至數(shù)小時(shí)的學(xué)習(xí)，就可以開(kāi)發(fā)出實(shí)用的物聯(lián)網(wǎng)程序。更理想的是，直接對(duì)已有的被廣泛使用的編程語(yǔ)言進(jìn)行改造，使之直接應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。這樣就可以充分利用已有的人才和代碼積累，“站在巨人的肩膀上”。比較典型的例子就是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的Android操作系統(tǒng)，采用Java語(yǔ)言作為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，這樣直接就繼承了現(xiàn)有的豐富的Java開(kāi)發(fā)資源，把當(dāng)前數(shù)量龐大的Java工程師一下子變成了“Android程序員”。

同時(shí)，對(duì)于開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)程序的方法和工具，也應(yīng)該充分降低門(mén)檻。原有的嵌入式開(kāi)發(fā)模式，需要安裝專業(yè)的工具(編譯器，連接器，調(diào)試器等)，同時(shí)需要復(fù)雜的命令來(lái)構(gòu)筑開(kāi)發(fā)工具鏈。很多對(duì)嵌入式開(kāi)發(fā)感興趣的工程師，都因?yàn)殚_(kāi)發(fā)環(huán)境的復(fù)雜，工具鏈的繁瑣，而望而卻步。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)必須改變這種狀況，對(duì)開(kāi)發(fā)人員“足夠友好”。比如，采用單一的工具或集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，就可以完成程序的編寫(xiě)，編譯，調(diào)試，模擬運(yùn)行等所有開(kāi)發(fā)工作。更簡(jiǎn)單的方式是，直接采用腳本語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)人員甚至不需要安裝任何開(kāi)發(fā)工具，直接通過(guò)記事本等文本編輯器編輯代碼，然后直接上傳到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中即可運(yùn)行。這樣開(kāi)發(fā)門(mén)檻降下來(lái)了，自然會(huì)有大量的程序員加入進(jìn)來(lái)。再建立一種代碼分享機(jī)制，就會(huì)形成滾雪球效應(yīng)，最終促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境的大發(fā)展。

從這個(gè)角度看，傳統(tǒng)的編譯型語(yǔ)言，比如C/C++，已經(jīng)不適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。而腳本語(yǔ)言，比如JavaScript，則更有優(yōu)勢(shì)。

二. 常見(jiàn)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言對(duì)比分析

下面對(duì)當(dāng)前常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行分析，比對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)對(duì)編程語(yǔ)言的要求，看看哪一種編程語(yǔ)言更適合物聯(lián)網(wǎng)的需求。下面的表格示意了常見(jiàn)編程語(yǔ)言的對(duì)比:

從這個(gè)對(duì)比表中可以看出，JavaScript是最適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的。首先，把不能支持“跨硬件平臺(tái)”特性的語(yǔ)言排除掉，這樣C/C++語(yǔ)言就被排除出可選范圍。再對(duì)比事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制和Internet親和性兩個(gè)角度，發(fā)現(xiàn)JavaScript語(yǔ)言最具有優(yōu)勢(shì)。對(duì)于運(yùn)行環(huán)境的緊湊程度，Java和JavaScript不相上下，而Python語(yǔ)言目前不具有優(yōu)勢(shì)。因此綜合對(duì)比下來(lái)，JavaScript語(yǔ)言最適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。

下面對(duì)每種語(yǔ)言，進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

首先看C語(yǔ)言，這是目前物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)的主流語(yǔ)言。但是由于C語(yǔ)言是一種編譯型語(yǔ)言，必須由編譯器根據(jù)目標(biāo)硬件的CPU指令集，把C語(yǔ)言編譯成適應(yīng)特定硬件的可執(zhí)行代碼。這樣的問(wèn)題是，必須針對(duì)所有的目標(biāo)硬件，都要對(duì)C語(yǔ)言進(jìn)行編譯和鏈接。同時(shí)由于硬件層面的差異性，在一種硬件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的C語(yǔ)言應(yīng)用，在移植到另外一個(gè)硬件平臺(tái)上時(shí)，必須修改源代碼。這顯然大大限制了C程序的應(yīng)用范圍。實(shí)際上，現(xiàn)在有大量的C語(yǔ)言代碼，但是這些代碼都是針對(duì)特定硬件開(kāi)發(fā)的，因此無(wú)法直接移植。C++語(yǔ)言的情況與此類似。

C語(yǔ)言是一種面向過(guò)程的語(yǔ)言，沒(méi)有內(nèi)置的面向?qū)ο髾C(jī)制。這不像C++語(yǔ)言，C++語(yǔ)言提供了完整的面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)法和機(jī)制，比如class關(guān)鍵字，template關(guān)鍵字，類的繼承，虛函數(shù)和函數(shù)重載等。這些豐富的面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言特性，可以使得C++語(yǔ)言很好的支持面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)。但C語(yǔ)言就沒(méi)有提供此類內(nèi)置特性，因此不是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。

雖然采用C語(yǔ)言的函數(shù)指針，回掉函數(shù)，結(jié)構(gòu)體（struct）等語(yǔ)言特性，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的面向?qū)ο髾C(jī)制和事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，但是與其它內(nèi)置這些特性的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言相比，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常繁瑣，且有的特性根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

雖然C語(yǔ)言有這些不足，但是始終無(wú)法否認(rèn)C語(yǔ)言是“編程語(yǔ)言之王”的崇高地位。正是C語(yǔ)言及C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的軟件，比如UNIX操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)等，奠定了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的核心軟件基礎(chǔ)。支撐國(guó)計(jì)民生的核心系統(tǒng)中運(yùn)行的核心程序，比如電力系統(tǒng)，航空航天系統(tǒng)，鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)，核電控制系統(tǒng)，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等等，大部分都是采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。毫不夸張的說(shuō)，是C語(yǔ)言支撐起了當(dāng)前的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)世界。其它語(yǔ)言的底層運(yùn)行環(huán)境，比如Java虛擬機(jī)，JavaScript解釋引擎，Python解釋引擎等等，都是采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。即使C語(yǔ)言滿足不了我們?cè)谶@里定義的物聯(lián)網(wǎng)編程語(yǔ)言的要求，但是在一些性能和實(shí)時(shí)性要求極端的場(chǎng)合，C語(yǔ)言仍然是唯一選擇。

C++語(yǔ)言的大部分情況與C語(yǔ)言類似。但與C語(yǔ)言不同的是，C++提供了豐富完整的面向?qū)ο缶幊虣C(jī)制。但正是這些面向?qū)ο髾C(jī)制，使得C++語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境變得比C復(fù)雜和不確定，在對(duì)目標(biāo)可執(zhí)行代碼要求嚴(yán)格的嵌入式及操作系統(tǒng)領(lǐng)域，C++并不如C語(yǔ)言合適。比如，為了實(shí)現(xiàn)C++語(yǔ)言的對(duì)象構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，異常機(jī)制，虛函數(shù)等特性，C++語(yǔ)言編譯器在編譯的目標(biāo)代碼中，植入了程序員不可見(jiàn)的代碼。這對(duì)系統(tǒng)級(jí)的編程是非常致命的，因?yàn)檫@些不可見(jiàn)的內(nèi)置代碼，系統(tǒng)程序員無(wú)法感知，出了問(wèn)題也無(wú)從查起。但是由于C++語(yǔ)言的面向?qū)ο蠹熬幾g型語(yǔ)言的高效快速等特征，使得C++語(yǔ)言非常適合對(duì)性能要求較高的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，比如游戲應(yīng)用，Internet瀏覽器等性能要求較高的大型應(yīng)用程序。但是由于C++語(yǔ)言不能跨硬件平臺(tái)，因此不適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

Java作為一種面向?qū)ο蠛涂缙脚_(tái)語(yǔ)言，是比較適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的要求的。但是由于Java語(yǔ)言的開(kāi)放程度并不如其它語(yǔ)言高，涉及到一些知識(shí)產(chǎn)權(quán)的糾葛。同時(shí)Oracle公司對(duì)Java的支持力度越來(lái)越低，因此Java語(yǔ)言呈現(xiàn)出逐漸式微的態(tài)勢(shì)。同時(shí)，在Internet親和性及事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制的支持力度上，Java并不如JavaScript，因此在我們的對(duì)比中，Java也被淘汰出局。

Python語(yǔ)言也是一種被廣泛應(yīng)用的腳本編程語(yǔ)言，尤其是在大數(shù)據(jù)分析，數(shù)學(xué)處理領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用。但是其Internet親和性并不如JavaScript，同時(shí)截至目前，Python解釋器并沒(méi)有被優(yōu)化到可以支持資源受限系統(tǒng)應(yīng)用的水平，因此Python仍然不如JavaScript。

綜合比對(duì)下來(lái)，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，JavaScript最終勝出。接下來(lái)，我們對(duì)JavaScript語(yǔ)言進(jìn)行更加詳細(xì)的闡述。需要說(shuō)明的是，這僅僅是在“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，JavaScript具備優(yōu)勢(shì)。在對(duì)性能和可靠性要求極度苛刻的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)場(chǎng)景，JavaScript仍然不適合，C語(yǔ)言仍然是這種場(chǎng)景的唯一選擇。

還有其它一些比較流行的語(yǔ)言，比如C#，VB，VBScript，GO，Delphi，Object-C等編程語(yǔ)言，我們并沒(méi)有進(jìn)行重點(diǎn)分析和比對(duì)。這是因?yàn)橛行┱Z(yǔ)言的開(kāi)放性不足，比如C#或者Object-C，都只能在廠商特定的平臺(tái)或工具上開(kāi)發(fā)，還有一些語(yǔ)言的應(yīng)用場(chǎng)景比較局限，因此暫時(shí)不作為重點(diǎn)分析對(duì)象。

因此，綜上所述，就目前來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為JavaScript是比較適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，未來(lái)或許有更加合適的編程語(yǔ)言被開(kāi)發(fā)出來(lái)。