2002-02-21 文章 张小龙谈如何写 E-mail 软件
2002-02-21 文章 张小龙谈如何写 E-mail 软件
《新潮电子》的编辑向我约稿，而我一向都是懒得写文章的，但编辑说是写关于怎样写邮件软件的，因为很多读者对开发邮件程序感兴趣。我想这倒比其他内容好写些，因为开发 foxmail 的缘故，毕竟积累了一些想法。但因为是面向大众的文章，技术性又不能太强，因此主要从概念上说说我自己的看法。
首先要确定的是你要开发的邮件软件的应用对象和范围。分为三类吧，第一类，你的目标是通用的 E-mail 软件，就像 foxmail, outlook 一样。第二类，是 E-mail 的一些分支，如邮件监测器 (POP3 Monitor，自动检测服务器上是否有邮件到来)，批量邮件发送器 (bulk emailer) 等。第三类，是将 E-mail 应用到某些软件项目中，比如，你可能须要在一个 MIS 项目中用 E-mail 来传输数据，或在 Web 上提供发送邮件的功能（如贺卡）。
关于三种类型，他们的实现方法和难度是不一样的。为了讲解方便，我们将上面三种类型称为 A 类，B 类和 C 类。其中 A 类因为用户的覆盖面最广，须要考虑的因素最多，对程序的稳定性和适应性要求也最大，B 类次之。
下面的内容主要集中在邮件相关知识上。我要强调的是，一个邮件软件，更多的是非网络的处理。因为邮件软件不同于其它的网络应用，邮件软件要更贴近用户，实际上是一个日常办公应用。事实上，在 Foxmail 中，网络部分的处理可能只用了 10% 的精力。
一、了解 TCP/IP 网络编程方法
对于 A 类和部分 B 类应用，要求你自己编程实现基于 TCP 的邮件通讯。因此对 TCP/IP 编程的理解是必要的。而且一旦你掌握了 TCP/IP 的编程方法，你可以完成更多的网络程序，比如 FTP, HTTP 等。这里没法深入去讨论，因为这是一本书或几本书的内容。因此只能向你推荐我自己觉得必看的书目:
1.Internet 的经典教材:
书名：Internetworking With TCP/IP。作者：Douglas E. Comer。出版：Prentice Hall。
中译本:《用 TCP/IP 进行网际互连》。出版：电子工业出版社。
这套书共有三卷。清华大学出版社在国内发行英文版，因为价格比国外买便宜，前不久我还在广州买了一套寄给在美国念书的朋友（邮费比书还贵）。
2. 一本很好的关于 Winsock 编程的书
书名:《Internet 编程》，电子工业出版社，1996。
这是一本翻译过来的书，详细讲解了 TCP/IP 编程的概念和方法。其中对 Unix socket 和 Windows socket 编程的区别，以及 Windows 下 socket 的同步和异步，消息和多线程等概念讲解透砌。1996 年我就是因为看了这本书，萌发了写 foxmail 的想法。
二、了解电子邮件相关的标准
对 A 类和 B 类应用，有必要非常熟悉网络协议，特别是与 E-mail 相关的 RFC 协议。RFC 是 Request for Comments 的简称，Internet 的绝大部分协议都是通过 RFC 的方式提供与更新的，比如我们常用的 HTTP 协议，就是由 RFC2068 定义的。与 E-mail 相关（通讯，邮件格式，附件编码等）的协议有很多，以下是必须要看的 RFC:
RFC 821 (SMTP，简单邮件传输协议，定义了发送邮件的机制)
RFC 822 (邮件格式定义)
RFC 1725 (POP3，邮局协议版本 3，定义了从 POP3 服务器收取邮件的机制)
RFC 1521 (MIME 标准)
RFC 1522 (MIME 标准 2)
在这里，因为篇幅关系，没有办法深入讲解，因此只能由读者自己查阅这些文档。这些文档可以在 Internet 上很多站点找到，比如 http://www.cis.ohio-state.edu/htbin/rfc/INDEX.rfc.html 就列出了全部的 RFC 文档。
对于 C 类应用（和部分 B 类应用），可以不去关心这些协议，因为你可以采用一些现成的控件来完成邮件的功能，封装得好的控件可以完全屏蔽掉这些实现细节。
三、非网络的因素
如前面所说的，你须要投入更大的精力到其它非网络的部分的开发中，因为作为一个应用软件，你要细致地处理每个细节。但这里说的并不是各个特性细节的堆砌。比如对于 A 类应用，你须要做好合理的系统设计，然后对设计中的每个大模块找到好的实现方法。比如电子邮件的存储，我称它为邮箱文件系统，事实上是个基于索引的变长记录系统。如收件箱，由两个文件组成，In.ind 是索引文件，记录了每个邮件的摘要信息（发件人，主题，日期等），更重要的是，每个邮件在数据文件中的位置；数据文件是 in.box，简单地记录了每个邮件的原始内容。邮箱文件系统的原理并不难理解，难的是要保证其非常高的稳定性，因为邮箱文件的设计错误将直接导致邮件的丢失。
就像浏览器的开发一样，浏览器的 HTTP 网络协议处理并不复杂，但 HTML 的显示要复杂得多。电子邮件也一样。但是在 B 类和 C 类应用中，问题比较简单，因为是特定的功能实现就可以了。
四、Winsock 的消息和多线程
对 Winsock 的异步机制的理解非常重要，对多线程的理解也很重要。很多人以为多线程可以解决任何问题，我想并不全是这样。Windows 下的 socket 编程与 Unix 下的一个很大差别是，你可以将 socket 的事件与 Windows 的消息机制紧密联系起来，写出高效率的 Winsock 程序，这有赖与对 Windows 和 Winsock 的理解。如果须要用到多线程，须要周密考虑好线程同步问题，这不仅仅是对线程的理解，可能在规划的时候，就要考虑线程同步问题来。比如你有一个线程在从发件箱中发邮件，一个线程在接收邮件，还有一个线程（主线程）在显示或删除邮件，这些线程可能同时对同一个邮箱文件进行操作，如果不同步的话，后果将是邮箱文件被破坏。
采用 Winsock 的基于消息的异步机制是个很好的选择，这样只有当有网络消息到来时，Winsock 才发消息通知程序处理，程序不会停顿在等待或循环中。利用异步机制，须要构造好一个 “状态机”，即你要让程序清楚知道目前处理到什么阶段了，当网络（服务器）需要数据时，程序才能知道下一步要发送什么数据出去。
五、开发工具的选择
对于 A 类和部分 B 类应用，我想 Visual C++ 和 Delphi 是比较好的选择。我个人在开发 Foxmail 的时候决定用 Delphi，是因为它可以帮我省去许多设计界面的时间。而且 Delphi 具备 C++ 的绝大部分优点，如真正的面向对象，运行的效率等，同时具有比 C++ 更容易理解的语法。而且 Internet 上有许多 Component 可以参考，我常去的一个 Delphi 站点是 http://sunsite.icm.edu.pl/delphi。
对于部分 B 类和 C 类应用，开发工具的选择面大很多，VC++, Delphi, VB, PowerBuilder，甚至 Java 等都是考虑的对象，就看你的应用方向了。如果基于现成的控件来做，一般是 OCX 的形式，OCX 可以在绝大多数开发平台上使用。
对于开发工具，我还想说的是，开发工具并不是最重要的，因为任何一种工具，必须用好它，才能发挥它的功能，而用好一个工具的基本点，是对编程的理解和掌握，与开发工具无关。
六、要不要熟悉 TCP/IP 和邮件协议？
看了上面的介绍，可能很多读者会问，如果从头去学习 TCP/IP 编程，并掌握关于 email 的协议，会用去大量的时间，有没有更快速的方法呢？我想，同样得看你的应用目标是什么。比如，你只是想在一个 MIS 项目中包含电子邮件功能，当然没必要从底层开发所有的东西，你可以借助一个商业（甚至免费）的 OCX 来完成邮件功能。比如 Delphi 中，就包含了 POP3 和 SMTP 的 OCX，可以直接应用。有了这些 OCX，为什么还要自己从头开发呢？因为商业的 OCX 并不能保证它是功能齐全和稳定的，特别对于 email 来说，有许多非标准（或准标准）的因素存在，比如汉字的编码方法，这些国外出的 OCX 一般都没有考虑到。而且从稳定性上来说，email 软件须要适应不同的网络和服务器，只有自己开发的，才能不断地改进。Internet 上甚至还提供一些免费的源代码。这些代码只能作为参考，不要指望它们能解决所有问题。
七、小结
我担心读者看了上面的介绍，可能有些失望，因为只是些指导性的内容。但没办法，因为任何一个细节的深入探讨都将超出本文的篇幅，我也不想以偏概全。另外你可能觉得工作量太大，不过，如上面说的，如果你只是将邮件功能应用到一个小范围，是不需要这样专注的，但你对 TCP/IP 和 E-mail 标准的理解是有帮助的，而且也有助于你对其它网络协议的理解，如 HTTP, FTP 等。