嘉賓介紹：鄭曄，Ruff CTO，Oracle Duke選擇獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)作品Moco的作者，目前投身于 IoT 領(lǐng)域，致力于簡化 IoT 應(yīng)用的開發(fā)方式。他多次在各種媒體上發(fā)表文章，在各種技術(shù)大會(huì)上做過演講，對(duì)敏捷軟件開發(fā)、軟件設(shè)計(jì)、領(lǐng)域特定語言等方面，有著深刻理解，愿意分享自己對(duì)于軟件開發(fā)的理解，也愿意吸收新的知識(shí)，更愿意與人暢聊軟硬件開發(fā)。

【Ruff CTO 鄭曄】

IoT（Internet of Things）是大家公認(rèn)的未來。但讓人尷尬的是，這些代表未來的炫酷產(chǎn)品似乎只存在于業(yè)內(nèi)人士的 PPT 中。真正走進(jìn)普通人生活的，大多只是一些“帶有 Wi-Fi 的普通硬件”。和大多數(shù)生態(tài)普及過程中遇到的問題相同，IoT 缺少一個(gè)關(guān)鍵的系統(tǒng)——應(yīng)用。應(yīng)用缺失，自然難以營造用戶生態(tài)。然而這并不完全是開發(fā)者的責(zé)任，大多數(shù)情況下，開發(fā)者都處在臣妾做不到的狀態(tài)，因?yàn)樯婕坝布摹扒度胧介_發(fā)”需要非常多的底層硬件代碼基礎(chǔ)，這讓廣大的軟件程序猿望而卻步。

“Ruff”的目標(biāo)就是解決這個(gè)問題。簡而言之，Ruff 可以允許開發(fā)者用普及的 JavaScript 語言進(jìn)行嵌入式開發(fā)，他們究竟是怎么做到的呢？且聽 Ruff CTO 鄭曄慢慢道來。

何謂 Ruff？

Ruff 是一個(gè)硬件應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。簡言之，通過 Ruff，開發(fā)者可以使用 JavaScript 開發(fā)硬件應(yīng)用。

從行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)可以看到，IoT（Internet of Things）是大家公認(rèn)的未來。大家也知道，我國目前在生產(chǎn)制造的水準(zhǔn)也是世界級(jí)的。但是，從趨勢(shì)到現(xiàn)實(shí)中，中間還欠缺了什么呢？我們看到的是：應(yīng)用。

我們都在說智能硬件。實(shí)際上，所謂智能硬件是一個(gè)“硬件應(yīng)用”，是把硬件和應(yīng)用場景結(jié)合起來。應(yīng)用的成功本質(zhì)上是個(gè)概率問題，我們之所以還沒有看到很多成功的硬件應(yīng)用，主要是應(yīng)用的總體數(shù)量太少。很多人都能看到這是一片藍(lán)海，但問題是，并不是每個(gè)人都有能力進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域，因?yàn)橛布?yīng)用的門檻太高了。

這一點(diǎn)類似于 Nokia 手機(jī)的時(shí)代，很多人都想編寫手機(jī)應(yīng)用，但只有很少量的程序員有能力編寫手機(jī)應(yīng)用，我自己就曾經(jīng)希望買 Nokia 手機(jī)來做開發(fā)，但最后放棄了，也是因?yàn)殚_發(fā)太麻煩。后來有了 iOS 和 Android，開發(fā)門檻一下子降了下來，大量的程序員涌了進(jìn)來，才有了我們看到的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起，也才有了微信、滴滴等爆款應(yīng)用。

所以 Ruff 就是要在硬件應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域解決同樣的問題，降低硬件應(yīng)用開發(fā)的門檻，讓更多有應(yīng)用開發(fā)能力的人進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域里。

有一個(gè)前端開發(fā)者，他拿到 Ruff，很快就寫了一個(gè)小應(yīng)用：用打火機(jī)點(diǎn)亮網(wǎng)頁上的一盞燈。因?yàn)橛辛?nbsp;Ruff，這個(gè)從來沒寫過硬件的開發(fā)者，就有機(jī)會(huì)開始編寫硬件應(yīng)用了。這就是 Ruff 降低門檻起到的作用?？偨Y(jié)起來，Ruff 就是要降低硬件應(yīng)用開發(fā)門檻，讓開發(fā)者能夠創(chuàng)造出更多有創(chuàng)意的硬件應(yīng)用。

硬件應(yīng)用開發(fā)的門檻有多高？

從現(xiàn)狀來看，硬件和應(yīng)用完全就是兩套詞匯表，比如，做硬件的人關(guān)心的是，GPIO、I2C、時(shí)序、驅(qū)動(dòng)等，而做應(yīng)用的人關(guān)心的是，需求、用戶體驗(yàn)、高可用性、系統(tǒng)架構(gòu)等。我問過應(yīng)用開發(fā)者什么是 GPIO，他們的表情就像見了鬼一樣；我也曾讓硬件開發(fā)者講講什么是 SOLID 設(shè)計(jì)原則，很少有人能講清楚。

這就是軟硬件之間的鴻溝，讓一個(gè)人同時(shí)具備硬件和應(yīng)用兩套技能，這是很高的要求。其實(shí)，即便是只在硬件開發(fā)領(lǐng)域，除了應(yīng)用以外，做系統(tǒng)的和做硬件的也是不同的話語體系，有人關(guān)注進(jìn)程，有人關(guān)注晶振；有人關(guān)注嵌入式系統(tǒng)，有人關(guān)注 PCB。

讓一個(gè)人掌握好所有的東西，難度系數(shù)會(huì)直線上升。即便有這樣的人，價(jià)格也會(huì)非常高，而且能找到的人數(shù)量也有限。另外，在硬件領(lǐng)域，重復(fù)造輪子的現(xiàn)象是很嚴(yán)重的。很多東西即便開發(fā)者再熟悉，到了一個(gè)新的環(huán)境可能就要重新做一遍，比如，常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要移植，常見的驅(qū)動(dòng)要編寫。我的這些印象，全部來自一個(gè)有20年硬件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的老法師，他將其稱為血淚史。

與應(yīng)用的對(duì)接中，硬件開發(fā)的過程，基本上是一個(gè)瀑布式開發(fā)的過程，或者說一個(gè)自頂向下的過程，也就是說，把需求確定好了，然后，進(jìn)入一個(gè)開發(fā)過程，這個(gè)過程往往會(huì)持續(xù)很長一段時(shí)間。從軟件工程的實(shí)踐來看，這是一種低效的做法，因?yàn)樽霎a(chǎn)品，最重要的是快速反饋，一年前的市場需求和現(xiàn)在的市場需求是不同的。

所以，在軟件領(lǐng)域有了敏捷、精益等方法論，改善這個(gè)過程，最重要的就是迭代的思想，不斷地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。目前市面上很多有想法的人來自互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，他們習(xí)慣了與軟件應(yīng)用開發(fā)者協(xié)同工作，所以，他們也更習(xí)慣采用迭代的思想進(jìn)行工作，但同樣的工作邏輯拿到硬件領(lǐng)域幾乎沒辦法行得通。

舉個(gè)例子，

產(chǎn)品經(jīng)理希望迭代地看到產(chǎn)品進(jìn)展，因?yàn)樗南敕ㄐ枰磸?fù)驗(yàn)證，而硬件開發(fā)者希望確定好需求再來做開發(fā)，因?yàn)樵谒倪壿嬂铮布且坏┲瞥删秃茈y改變了。

造成這種現(xiàn)象更根本的原因是，是硬件制造商在編寫應(yīng)用。而應(yīng)用開發(fā)根本就不是硬件制造商擅長的。當(dāng)我們可以把硬件和應(yīng)用兩個(gè)概念分開之后，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，同樣的硬件，在不同的場合下，可以有不同的應(yīng)用。

舉例來說，

• 同樣的飲水機(jī)，如果你買了回家，它的應(yīng)用是統(tǒng)計(jì)你家的飲水狀況，提醒你多喝水；

• 如果把飲水機(jī)租回家，它會(huì)提醒你按時(shí)繳費(fèi)，保證正常使用。

硬件上是一樣的，但應(yīng)用是不同的。解決這個(gè)問題最好的辦法就是分工，讓應(yīng)用開發(fā)者只關(guān)注應(yīng)用，硬件制造商只關(guān)注硬件。將二者聯(lián)系起來，這就是 Ruff 要做的事情。

為什么是 JavaScript？

對(duì)程序員來說，語言的選擇永遠(yuǎn)是宗教戰(zhàn)爭。我們把 Ruff 定位成一個(gè)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，所以，選擇做技術(shù)選型的時(shí)候，盡可能考慮應(yīng)用開發(fā)者熟悉的東西，所以 Ruff 選擇了 JavaScript。 

首先，我們排除了硬件開發(fā)者最熟悉的 C/C++，因?yàn)?nbsp;C/C++在多數(shù)程序員眼里是系統(tǒng)語言，一旦使用 C/C++，程序員們就會(huì)回到系統(tǒng)開發(fā)的思路上。

再次，我們排除的是目前最流行的語言 Java。從受眾的角度考慮，最該考慮的是 Java，這就是 Android 的做法，但在資源受限的硬件上，Java 太重了。

JavaScript 是一個(gè)恰當(dāng)?shù)恼Z言，原因如下：

首先，它是一門真正的全平臺(tái)語言，可以運(yùn)行在所有系統(tǒng)上，包括瀏覽器、手機(jī)、服務(wù)器、客戶端，都有。

其次，隨著 Node.js 的流行，JavaScript 的社區(qū)越來越活躍，許多新想法都是在這個(gè)社區(qū)內(nèi)涌現(xiàn)出來的。

再次，JavaScript 有很多不錯(cuò)的運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)，方便我們開展工作。套用軟件開發(fā)社區(qū)里的一個(gè) 說法：Atwood 定律，所有能用 JavaScript 寫的應(yīng)用，最終都會(huì)用 JavaScript 寫就。

然而，根因是受眾面，不需要從頭教育市場。所以，Ruff 選擇了 JavaScript。事實(shí)上，很多大廠也下水做這個(gè)領(lǐng)域，大部分人的選擇也是 JavaScript。

JavaScript 比 C 語言更有優(yōu)勢(shì)嗎？

從個(gè)人的角度來說，我更愿意比較的是抽象層次，而非簡單的語法。從技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，我們已經(jīng)非常清楚地看到，應(yīng)用開發(fā)的抽象層次是越來越高的。

比如：最開始大家是用機(jī)器碼，因?yàn)橛洃洸环奖阌辛藚R編，又因?yàn)閰R編對(duì)于不同機(jī)型差異太大，而產(chǎn)生了 C 這樣的程序設(shè)計(jì)語言，再往后，C++提供了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，給程序組織提供了一種良好的方案。越高的抽象，意味著編寫同樣多的內(nèi)容用的代碼越少。

我曾經(jīng)對(duì)比過一個(gè)大廠出的 C/C++的硬件應(yīng)用開發(fā)框架，點(diǎn)亮一個(gè)板載燈，它寫了大約50行左右的代碼，用 Ruff，我寫了3行代碼，還有2行是框架代碼。

$.ready(function() {

  $('#led-r').turnOn();    

});

通過這段代碼大家就可以感受到差異，真正的核心代碼只有1行，這就是抽象的價(jià)值。

只使用 JavaScript 能做到怎樣的開發(fā)深度？

JavaScript 語言社區(qū)已經(jīng)提供了許多好的抽象，比如，基于事件的模型。

Ruff 還建立了自己建立的抽象。比如劃分了驅(qū)動(dòng)開發(fā)者和應(yīng)用開發(fā)者，只有驅(qū)動(dòng)開發(fā)者需要關(guān)心硬件細(xì)節(jié)，而應(yīng)用開發(fā)者只要關(guān)注應(yīng)用邏輯就好了。

剛才給大家展示的這段代碼就是一段應(yīng)用代碼，你根本看不到硬件參數(shù)這些東西，這就是分層架構(gòu)的力量，抽象的力量。此外，Ruff 在設(shè)計(jì)之初，就考慮了應(yīng)用測(cè)試的問題。用 Ruff 開發(fā)的代碼可以在開發(fā)機(jī)器上把邏輯測(cè)試好，再部署到具體硬件板子上。這樣可以防止因?yàn)橐恍┑图?jí)錯(cuò)誤，反復(fù)燒板子，造成時(shí)間上的浪費(fèi)。

Ruff 還配套了命令行工具，簡化應(yīng)用開發(fā)和板卡部署，另外還有一個(gè)軟件倉庫，可以讓驅(qū)動(dòng)開發(fā)者上傳自己的驅(qū)動(dòng)，與社區(qū)分享。

至于實(shí)現(xiàn)JavaScript的硬件編程，道理上很簡單：運(yùn)行一個(gè) JavaScript 引擎，在上面跑 Javascript 的程序。

從具體的實(shí)現(xiàn)上來說，

第一步：選擇了一個(gè)嵌入式 JavaScript 引擎；

第二部，在一個(gè)操作系統(tǒng)上把它運(yùn)行起來，在其基礎(chǔ)上構(gòu)建 Ruff，這也是目前對(duì)外發(fā)行的版本。

簡單來說，這是從打造最小可行產(chǎn)品（MVP）的思路來做的。Ruff 內(nèi)部正在研發(fā)基于 MCU 的版本，也就是將 JavaScript 引擎直接跑在硬件上。這樣可以更好地解決功耗、實(shí)時(shí)性等問題。

Ruff 的未來

現(xiàn)在，開發(fā)者能看到一些開發(fā)板，例如：樹莓派、Ardunio 和 Intel Edison。而 Ruff 提供了一個(gè)開發(fā)框架。另外 Ruff 本身也提供了一套開發(fā)套件，這么做的原因是為了讓人盡快上手 Ruff。

更關(guān)鍵的差異在于，這些開發(fā)板只能做小應(yīng)用或是原型，當(dāng)然，這也是 Ruff 開發(fā)套件的現(xiàn)狀。不同的是，我們做 Ruff 的目的不限于此，我們是希望將 Ruff 將來打通到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。也就是說，一個(gè)硬件應(yīng)用在軟件代碼完全不用修改的情況下，把它用在更真實(shí)的設(shè)備上，比如 MCU 上。我們很清楚，Ruff 的終點(diǎn)不是開發(fā)板，這與其它的開發(fā)板目標(biāo)是截然不同的。

坦白來講，讓應(yīng)用開發(fā)者意識(shí)到自己能夠編寫硬件應(yīng)用會(huì)是比較困難的。很多軟件程序員思考問題的邊界就是硬件，根本不敢想這方面的問題。就像 Android 和 iOS 之前，應(yīng)用開發(fā)者不會(huì)覺得自己能寫手機(jī)應(yīng)用一樣。這里面是一個(gè)意識(shí)的鴻溝，大多數(shù)應(yīng)用開發(fā)者并不覺得硬件開發(fā)和他們有什么關(guān)系。正因?yàn)樗麄冇X得硬件應(yīng)用開發(fā)太困難，才會(huì)退避三舍。

對(duì)于 Ruff 而言，這是一個(gè)教育市場的過程。其實(shí)，硬件應(yīng)用開發(fā)其實(shí)很簡單：控制你家的電視很簡單，點(diǎn)亮家里的燈也沒那么難?？缭搅艘庾R(shí)上的鴻溝，再來了解硬件，就不那么困難了。當(dāng)我們的正式版發(fā)布之后，我們會(huì)在開發(fā)者社區(qū)方面投入大量的精力，讓開發(fā)者們意識(shí)到，他們能做的事情其實(shí)更多。

關(guān)于Ruff的最新動(dòng)態(tài)

在1月份，Ruff 推出了少量的公測(cè)版套件，定向地發(fā)給了一些有興趣的用戶，軟件 SDK 隨公測(cè)版發(fā)布。大致一個(gè)月左右會(huì)有一次新的發(fā)布。鄭曄表示，正式版在內(nèi)部的備貨基本上已經(jīng)完成，五一之后，就會(huì)正式開始銷售，更多的開發(fā)者就可以嘗試新的開發(fā)體驗(yàn)了。

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官方網(wǎng)站：ruff.io

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