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Ruby on Rails 簡介
Ruby on Rails是一套非常有生產力、維護性高、容易佈署的Web開發框架。從一開始不知名的玩具，到現在它已經成為全世界Web應用程式開發的首選框架之一。進入學習的旅程之前，我們先了解為什麼它如此特別？
什麼是網站開發框架(Web framework)？
從1990年Tim Berners-Lee發明全球資訊網之後，就開始有了動態網頁的需求，早期最風行的方法是使用Perl CGI，會在Perl程式中，輸出HTML內容，例如以下是一個簡單的計數器：
#!/usr/bin/perlopen(FILE, "count.txt");
$num = <FILE>; $num++;
close (FILE);open(WRITETO, ">count.txt");
print WRITETO "$num";
close (WRITETO);print <<PRINTAREA;
content-type:text/html\n\n
<style>
<!--
body {background-color: black; line-height:1;
margin-top: 0cm;
margin-left: 0cm;
margin-right: 0cm}
-->
</style>
<body><center>
<b><font size=1 color=white>
$num</font></b>
PRINTAREA
讀者可以發現，這樣的方式在HTML內容佔多數的情況，顯著十分不容易維護及閱讀。大約在2000年左右，PHP、ASP等以樣板(Template)為主的程式語言出現了，同時期搭配著關聯式資料庫如MySQL一起流行起來。這種寫法與上述的Perl CGI恰巧相反，是在HTML樣板中內嵌入程式和SQL指令，例如以下是一個PHP&MySQL程式，其中用<?php ... ?>括起來的部份，就是PHP程式：
<?php$db = mysql_connect("localhost", "root", "password");mysql_query("SET NAMES 'utf8'");mysql_select_db($SERVER['db']);
?>
<html><?php$sql="select * from news where Class='1' or Class='3' order by CTDate desc limit 0,5";$result= mysql_query($sql);while ( $arr=mysql_fetch_array($result) ) {echo <<<NEWSEND<div class="box"><span class="box-title-1"> <b>【$arr[Title]】</b> $arr[CTDate] </span><div class="box-content">$arr[Text]</div></div>NEWSEND;}?>
</html>
這種用法非常容易使用。特別像是討論區、部落格(Blog)、內容管理系統(CMS)、Wiki這類系統，重點主要在資料的保存和顯示，牽扯的複雜商業邏輯不多，特別適合這樣的開發方式。程式只是資料庫系統的糖衣介面，不需要MVC架構、不需要頁面與程式邏輯分開、不需要物件導向技術，也可以開發的很好。
但是近年來隨著Web 2.0和雲端風潮帶來越來越多的Web應用程式開發需求，網站軟體的規模開始增加，需要加入更多的商業邏輯和功能，這樣的開發方式，導致了整個專案的結構變得十分混雜，不利於團隊合作開發。要接手維護這樣的網站，常常會不知道如何閱讀及修改起，因為所有的商務邏輯與HTML混雜在一起，不同人開發就有不同的程式架構，缺乏程式文件是常有的事情，也不容易進行測試。
於是我們有了Web開發框架的需求，引入完整的物件導向觀念和技術。而所謂的框架就是制定好了一套規範和慣例，讓開發者在該架構下來進行開發。
非常多的Web框架都實踐一個叫做MVC的軟體架構設計模式，將軟體分成三個部分：
- Model物件包裝了資料與商業邏輯，例如操作資料庫
- View表示使用者介面，顯示及編輯表單，可內嵌Ruby程式的HTML
- Controller負責將資料送進送出Model，處理從外界(也就是瀏覽器)來的HTTP Request請求，與Model互動後輸出View(也就是HTML)
這張圖示中的執行步驟是：
- 瀏覽器發出HTTP request請求
- 負責處理的Controller操作Model資料
- Model存取資料庫
- Controller將得到的資料餵給View樣板
- 回傳最後的HTML成品給瀏覽器
透過MVC模式，我們可以有系統的組織程式碼，並且分離商業邏輯和使用者介面，讓前端與後端開發者可以獨立作業，也讓程式碼有著一致性的結構，檔案位置清楚，這些慣例Web框架都幫你想好了。有了程式規範，也就比較容易維護開發了。
Web框架通常包括以下功能，
ORM
ORM(Object-relational mapping)可以用物件導向語法來操作關聯式資料庫，容易使用、撰碼十分有效率，不需要撰寫繁瑣的SQL語法，也增加了程式碼維護性。例如：
SELECT * FROM orders, users WHERE orders.user_id = users.id AND orders.status = "Paid" LIMIT 5 ORDER BY orders.created_at;
這一段SQL敘述，在Rails中的語法是：
Order.where(:status => "paid").includes(:user).limit(5).order("created_at")
URL路由
不同於PHP直接使用檔案目錄結構來對應網址，例如網址是/foo/bar，就得有個檔案在/foo/bar.php下。這種一對一的方式雖然直覺，但是卻大大限制了程式架構和開發，網址也常常不漂亮，不利於SEO(Search engine optimization)。
使用Web框架則沒有這種問題，你擁有最大的彈性，您可以指定任意URL對應到任一個Controller的動作，跟檔案位置是無關的。
此外，Web框架也附帶了非常多開發Web會用到的函式庫，例如Template、Email、Session、快取、JavaScript/Ajax、測試等等。這也是為什麼使用Web框架可以大大加速網站專案的開發時程，因為開發Web應用程式會用到的功能大部分都內建了，我們不需要重複開發輪子。
什麼是Ruby on Rails？
Ruby on Rails(官方簡稱為Rails，RoR非官方簡稱)是使用Ruby這套開放原始碼(採用MIT授權)、物件導向程式語言所開發的Web開發框架，主要用於開發資料庫網站應用程式。Rails是一套專業的開發框架，採用了MVC(Model-View-Control)模式、內建支援單元測試和整合測試、支援Ajax和RESTful介面、ORM機制，以及支援各種最新的業界標準像是HTML5、JQuery等等功能。它的發明人是David Heinemeier Hanson(DHH)，DHH是2004年將Rails從37signals商業產品中獨立出來成為開源專案。
它的設計目標是只要開發者熟悉它的慣例，它就可以讓網站開發變的非常容易。而相對於其他程式語言和框架，Rails可以讓你用更少的程式碼達成更多的功能，它甚至讓網站開發變得更有趣。
Rails的哲學包括以下指導原則：
- 不要重複自己(DRY: Don’t Repeat Yourself) – 撰寫出重複的程式碼是件壞事
- 慣例勝於設定(Convention Over Configuration) – Rails會預設各種好的設定跟慣例，而不是要求你設定每一個細節到設定檔中。
- REST是網站應用程式的最佳模式 – 使用Resources和標準的HTTP verbs(動詞)來組織你的應用程式是最快的方式(我們會在路徑一章詳細介紹這個強大的設計)
為何選擇Rails？
這是一個開發框架的時代，熟悉開發框架的人，可以很快的完成任務以及熟悉網站程式的架構。而各種程式語言要入門上手，其實都不會太困難。我認為重點會在於你不能夠熟悉做事情的框架。
所以，撇開程式語言的偏好，Ruby on Rails是目前網站開發框架中做前端(提供動態HTML給瀏覽器)應用伺服器最為成功和技術先進的。它的概念也深深影響了非常多其他程式語言的後進網站開發框架，例如ASP.NET MVC、CakePHP、Grails、TurboGears、Pylons、web2py、catalyst等等(模仿是最大的恭維)。我們可以用非常有效率的程式碼開發出網站應用程式。另外，可能會讓你感到意外的是，它也是目前動態語言中，生態圈最為豐富的網站開發框架，相關的書籍、研討會、顧問公司、第三方服務、外掛套件等等十分豐富。因為使用Rails的人數眾多，所以在開發上各個方向都有人提供了最佳實務，像是如何寫出好的程式碼、網站安全性、網站性能、擴充性、全文搜尋、非同步處理等等，這是一個非常活躍的社群。
當然，最重要的一個理由，就是採用Rails後生產力暴增：寫新的應用程式、增加新功能變成容易地多。讓你可以用更少程式碼做更多的事情，而且程式也更容易維護。當然，學習新工具總是需要時間投資的，一開始可能沒辦法立刻見效。但是如果你有長期的開發工作，而且網站有一定的複雜性，那麼一個短期學習Ruby on Rails的投資，長期來說將會是非常值得的。
Rails 不是什麼
- 如上所述，Rails是一個打造網站應用程式的開發框架，如果你只需要靜態的HTML，那是絕不需要用到Rails的。
- Rails不是CMS(Content Management System)內容管理系統。CMS是一套寫好的架站系統，可以讓你不需要寫程式就可以架站。市面上流行成熟的CMS系統多為PHP寫成，例如Drupal、WordPress等。當然也有用Ruby寫的，例如Radiant。如果這些架站系統剛好符合你的需求，那就不一定需要Rails。
- Rails是一套網站開發框架幫助你建立網站應用程式，它不是程式語言。
什麼是Ruby？
Rails是一套使用Ruby開發的網站框架。如果您對Ruby一無所知就一頭栽進Rails，恐怕不是個好主意。
Ruby是一套開放原碼、物件導向的動態直譯式(interpreted)程式語言，它有著簡單哲學、高生產力、精巧、自然的語法。他的創造者是來自日本的松本行弘(又名Matz)，設計的靈感來自於Lisp、Perl和Smalltalk，設計的目的是要讓程式設計師能夠快樂地寫程式。
讓我們看一個非常簡單的範例：
str = "May Ruby be with you!"
5.times { puts str }
這的範例就簡單告訴我們有關Ruby的三件事情了：
- 動態分型(typing)，不需要宣告型態
- 每樣東西都是物件，包括數字
- 匿名函式(code block)隨處可見
我們會在Ruby一章介紹基本的語法，讓各位讀者可以很快的入門。
動態語言的好處
為什麼開發伺服器端應用程式，使用動態語言(Ruby、Python、PHP、Perl等)比起靜態語言(Java、C++等)有更好的優勢呢？
著名的”人月神話”一書作者Fred Brooks曾說：「一個程式設計師一天能產生的程式碼行數是差不多的，無論什麼程式語言」。因此一個具有表達能力的高階程式語言，就會比低階的程式語言能完成更多功能。相較於靜態程式語言，使用更高階的動態腳本語言可以幫助我們：
- 用更少程式碼做更多事情，大大增加生產力
- 更快因應客戶開發需求，敏捷開發
不過，動態語言也不是沒有缺點：
- 執行效能是絕對比不上靜態語言的
- 沒有編譯期可以檢查型別錯誤
但是，我們知道現在的電腦越來越快、越來越便宜、上網越來越容易、記憶體越來越多、硬碟越來越大。另外，行動裝置也越來越多，需要搭配的網路服務需求也增加了。這些趨勢告訴我們有更多的軟體的需求，另一方面由於硬體效能的增強，人力開發成本比起軟體的執行期的效能，也越來越重要。同樣一個程式，用動態語言執行的效能已經可以達到實用(例如每秒可以處理50~500個的HTTP請求，也可以透過增加伺服器來擴展架構)，也許用靜態語言後的執行速度可以再快一倍，但是卻需要十倍以上的時間來開發，這件事情是不是值得呢？
沒有編譯期可以檢查型別錯誤的問題，也隨著單元測試和TDD(Test-driven development)測試驅動開發等敏捷最佳實務而逐漸降低重要性。而大部分的Bug會出自於商業邏輯錯誤，而不是型別錯誤上。
為何選擇Ruby？
Ruby 是一套非常重視使用性(Usability)的物件導向程式語言，非常看重程式碼的可讀性及維護性。Matz在設計Ruby時，就特別考量一般人容不容易了解(他說我們都是凡人，像Lisp是給神人用的)。這也是為什麼你常常會聽到Ruby的程式碼自然簡潔又漂亮。您可以看看這份 Ruby創造者Matz的Why Ruby?投影片或是Matz的演講:RubyConf 2008、RubyConf 2009、Mountain West Ruby Conference 2010，相信您會更了解及喜愛Ruby的哲學。
Ruby也是目前做Domain-specific language(DSL)，特別是Internal DSL最為成功的程式語言。透過DSL，程式不但可以擁有非常好的可讀性，也可以大幅增加生產力。成功的DSL函式庫例如有：Rake建構工具、RSpec測試工具、Chef伺服器設定工具、Cucumber驗收測試等。這些函式庫正積極地影響我們對軟體開發的想法。我們相信，還會有更多更有趣的DSL函式庫出現。
