其實Unix很簡單

 

 

陳皓

  不少編程的朋友都在網上問我這樣的幾個問題，Unix怎麼學？Unix怎麼這麼難？如何才能學好？而且讓我給他們一些學好Unix的經驗。在絕大多數時候，我發現問這些問題的朋友都有兩個特色： 1）對Unix有畏難心理，對其沒有信心； 2）喜歡用拿Windows來和Unix作比較。   這兩種特色就像兩個「心理暗示」，暗示着本身Unix很很差學，暗示着Unix很糟糕，不如Windows好。因而，本身也就被本身的這種長期的「暗示」所催眠了。由於，從一開始就有畏難情緒，因此也就以爲Unix很差，以爲很是很吃力，最後還會致使對Unix的厭惡和反感的情緒。因此，爲了糾正上述朋友們的「心理暗示」。我想寫下這篇文章，想告訴你們，Unix真的很簡單。   在正式敘述「簡單的Unix」以前，我想作幾點說明：（以避免陷入無心義的爭論）   1）  本文是站在開發者的角度來講明的，因此，若是有朋友不一樣意個人觀點，請也以開發者的角度來向我提出質問和討論，本人很是歡迎。   2）  本文不免要用Windows來和Unix作對比。這並不表明我不喜歡Windows，也不表明我要叫你放棄Windows。咱們也知道這種對比已經沒有什麼意思了，但由於衆多的朋友被Windows先入爲主了，因此，我必定要拿Windows來開刀，才能扭轉那個「心理暗示」。僅此而已。            OK，言歸正傳。先說Unix的一個最重要的特色——「高內聚，低藕合」！也就是說，Unix下的各類應用程序都和別人不相干。這就是貫穿整個Unix的思惟——模塊和程序的高度獨立性。這樣的設計和作法，會讓你的系統比較的穩定，也會讓你的系統特別地容易管理和維護。Unix下的應用程序們就像一支正規軍同樣排列地整整齊齊，只要司令（內核）還在，系統是不會由於某個軍隊的損失而沒法自舉的。而Windows的應用程序們就像一片樹林同樣，從地表上看過去，樹木們排列地整整齊齊，可是他們的樹根在地下卻相互纏繞在一塊兒，剪不斷，理還亂，異常地複雜。          「高內聚，低藕合」的給Unix形成的結果是，其系統中基本上都是功能單一的小程序，這些小程序就像積木同樣，當咱們須要構造建一個自定義的建築時，大多數狀況下，咱們只須要作的只是一個「搭積木」的簡單遊戲。Windows建設得富麗堂皇，惋惜，別人的「積木」你幾乎不可能拿到本身的建築中來。老是要你模仿或重寫。   （插一句：你是否注意到在網上下載Windows的軟件時，會有一種所謂的「綠色軟件」？這就是對Windows的最大諷刺，Windows下裝一個軟件，N個DLL放到Windows系統目錄下，註冊表裏寫入N個鍵值，還有不少你不知道的動做。而在Unix裝軟件，你不用擔憂你的系統目錄下會莫明其妙地多出些亂七八糟的文件。就是copy那麼簡單，那怕是rpm自動安裝，安裝完後，你也可以查詢到軟件安裝後對系統所作的改變。因此，你在Unix下分發你的軟件時，你會以爲比Windows下要作得簡單了許多許多。）          再說說Unix的另外一個最重要的特色——「全部的設備均可以像文件同樣地操做」。簡單吧。全部的調備，文件、打印機、顯示器、終端、網絡、軟盤、磁帶、USB、CDROM、等等的I/O操做，都以文件描述符的方式進行操做。兩個Unix下最重要的系統調用read/write就能夠勝任全部設備的I/O了。Unix早就在/dev目錄下爲你建好了這些文件。使用起來很簡單。          也許不少人都以爲Unix的命令行太過複雜。一個命令有着若干的參數，異常地複雜。但之因此今天Unix下的應用程序還在以字符界面爲主，這剛好體現了Unix的簡單的特徵。這也是Unix的另外一個特色——「命令的相互支持性」，命令們經過一個管道或是重定向，能夠互相聯繫在一塊兒，再加以Shell腳本的支持，哪怕要實現一些複雜的功能（好比一個小型的文本數據庫），也是簡單之極。          若是上面的論述依然不能讓你信服Unix很簡單，那麼，讓咱們來用一些具體地實際的例子來看一下，Unix是如何簡單的。讓咱們試着作下面的這樣一個假設：「若是咱們在學習編程的時候一開始是學Unix，而後轉去作Windows」，那會是怎麼樣的一個狀況？   1）  咱們在Unix下建立進程，使用fork調用。到了Windows下，咱們查了MSDN，發現了一個叫CreateProcess的系統調用能夠建立進程，但咱們卻發現這個系統調用有10個參數。而Unix下的fork卻一個參數都沒有。這種狀況下，你是否會有一種頭大的感受？由於，在Unix下，你根本看不到會有10參數這樣複雜的系統調用API。   2）  咱們在Unix下操做文件權限很簡單，文件權限分三組（本人，同組，別人），每組都是可讀，可寫，可執行。兩個簡單的系統調用chmod/chown就搞定。到了Windows下，若是是NTFS，若是要以程序的方式設置文件權限，呵呵，你須要先了解什麼是：SID，什麼是DACL，什麼是SACL，什麼是ACE，還有十幾相關的系統API函數等着你。（參看個人《以程序操做NTFS文件權限》）你也許會以爲這麼複雜的安全策略是讓系統更安全的基礎，能夠自從Windows出現的那一天之後，在安全方面的表現就沒有賽過Unix。這無疑讓人感到Windows作了一件吃力不討好的事。   （插一句：Unix下的用戶切換是至關簡易方便的。而Windows下的用戶切換會致使你須要退出當前用戶的前臺程序。這致使了Windows下的用戶幾乎無一例外地都會選擇在超級用戶的權限下工做/上網，這徹底是讓本身的機器在裸奔，因此，Windows下的病毒一旦在系統中運行就隨心所欲了。而Unix下，不多用戶會以root身份操做本機，由於切換用戶很是方便。）   3）  在Unix下，用戶有ID，用戶組有ID，進程/線程都有ID。ID很簡單易懂，就像咱們的身份證同樣。到了Windows下，用戶標識叫Token，進程標識叫Handle（其實也就是一個DWORD的類型），我看到網上不少問題都在問Windows下的Handle的概念問題。我一直在想，爲何微軟不取一個簡單易懂的術語？要取得那麼抽象，那麼讓人很迷惑。雖然這讓Windows看起很NB，但也會所以加大了學習複雜度。（Windows的開發學習複雜度要比Unix複雜多了，並且有太多的看似很高深的術語讓人一頭霧水）   4）  讓咱們再來看一下用戶管理和程序全部者方面的東西。在Unix下，須要你作的是配置NIS服務器和NFS服務器（以Autofs自動mount），簡潔，清楚。到了Windows下，與其類似的是一個叫Domain的東西（主域控制器），首先，爲了加入域，你須要重啓電腦（Unix下只須要配置/etc/nsswitch.conf文件來告訴本機的用戶登陸源，無需重啓），而對開發者來講，Unix的這個配置對程序是徹底透明的。而Windows的域用戶和本地用戶須要一個域名來區分。在程序中切換用戶時，Unix只須要setuid/seteuid就好了，Windows對此有三個比較複雜的API：CreateProcessAsUser, ImpersonateLoggedOnUser, LogonUser，其複雜度就不用比較了。另外，在Domain方式下，你的Document and Setting目錄下的文件，會所有放到Domain服務器上去，你在別的機器上登陸時，須要下載這些文件。最後，我倒不擔憂你和網友的MSN聊天記錄會由於你的登陸而處處都是，我擔憂的是，你在這麼複雜的管理環境中寫出來的代碼是否能讓別人放心？:-(   5）  在Unix下，要把本身的程序加入系統的啓動服務只須要在/etc/init.d中配置就好了。寫下一個有啓動中止功能腳本，以特殊命名的方式連接到不一樣啓動模式目錄下就好了。Windows下加一個啓動服務，若是你不編寫程序，估計比較困難。   6）  在Unix下，若是要取得系統的信息。只須要到/proc目錄下去cat那堆文件。全部進/線程的狀態、命令行、內存/交換區使用狀況、打開的文件描述符，等等，系統的CPU，內存，交換區，內存文件IO，分區，信息，網絡，系統運行狀態，系統設備，等等，要有多詳細就有多詳細，並且徹底是純文本的，直接就能夠看了。到了Windows下，要窮舉系統當前進程的信息，就不是同樣很容易的事，更別說要取得別的信息了。     我很佩服微軟把操做系統搞得那麼複雜，又是註冊表，又是安全策略，又是OLE，又是COM……。每次打開regedit.exe時，我根本不敢碰HKEY_CLASSES_ROOT，由於我看着裏面那些成千上萬個CLSID，我有點暈菜。   自1995年以來，10來年過去了。微軟推出了多種各式各樣的技術。我還記得Visual Studio 6.0中還有兩個叫作FoxPro和J++的東西，FoxPro來自Foxbase，還有個幾年，J++好像就沒有幾年。ActiveX Control徹底是一個失敗的技術，而那個叫作VB的編程語言，今天看來，它的確毀了不少頗有潛力的程序員。在COM出現的時候，不知道今天還有多少人還記得一個叫MTS的玩意？今天，不知道還有多少人記得有一個叫ODBC的東西？在這種複雜混亂的Windows世界中，是否讓你疲於追趕？今天的.NET不知道又有多少技術會隨着時間所沉澱？在Windows上面，咱們學習了許多的失敗技術或是說是過渡技術。而咱們的Unix自從上紀70年代以來，就沒有多大的變化，而由於Unix應運而生的C語言直到今天依然光彩奪目。我相信這個30多年來久經考驗還那麼簡單的Unix。   Unix就是這麼簡單，各位想在Unix下學開發的朋友，Windows那麼複雜的操做系統都過來了，你還會怕這麼簡單的Unix麼？