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其實Unix很簡單

發布時間: 2012/8/6 19:27:02

　陳皓
　　很多編程的朋友都在網上問我這樣的幾個問題，Unix怎么學？Unix怎么這么難？如何才能學好？并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點：
　　1）對Unix有畏難心理，對其沒有信心；
　　2）喜歡用拿Windows來和Unix做比較。
　　兩種特點就像兩個“心理暗示”，暗示著自己Unix很不好學，暗示著Unix很糟糕，不如Windows好。于是，自己也就被自己的這種長期的“暗示”所催眠了。因為，從一開始就有畏難情緒，所以也就覺得Unix不好，覺得非常很吃力，最后還會導致對Unix的厭惡和反感的情緒。所以，為了糾正上述朋友們的“心理暗示”。我想寫下這篇文章，想告訴大家，Unix真的很簡單。
　　在正式敘述“簡單的Unix”之前，我想做幾點說明：（以免陷入無意義的爭論）
　　1）本文是站在開發者的角度來說明的，所以，如果有朋友不同意我的觀點，請也以開發者的角度來向我提出質問和討論，本人非常歡迎。
　　2）本文難免要用Windows來和Unix做對比。這并不代表我不喜歡Windows，也不代表我要叫你放棄Windows。我們也知道這種對比已經沒有什么意思了，但因為眾多的朋友被Windows先入為主了，所以，我一定要拿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的一個最重要的特點——“高內聚，低藕合”！也就是說，Unix下的各種應用程序都和別人不相干。這就是貫穿整個Unix的思維——模塊和程序的高度獨立性。這樣的設計和做法，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一樣排列地整整齊齊，只要司令（內核）還在，系統是不會因為某個軍隊的損失而無法自舉的。而Windows的應用程序們就像一片樹林一樣，從地表上看過去，樹木們排列地整整齊齊，但是他們的樹根在地下卻相互纏繞在一起，剪不斷，理還亂，異常地復雜。
　　“高內聚，低藕合”的給Unix造成的結果是，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一樣，當我們需要構造建一個自定義的建筑時，大多數情況下，我們只需要做的只是一個“搭積木”的簡單游戲。Windows建設得富麗堂皇，可惜，別人的“積木”你幾乎不可能拿到自己的建筑中來。總是要你模仿或重寫。
　　（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，注冊表里寫入N個鍵值，還有很多你不知道的動作。而在Unix裝軟件，你不用擔心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那么簡單，那怕是rpm自動安裝，安裝完后，你也能夠查詢到軟件安裝后對系統所做的改變。所以，你在Unix下分發你的軟件時，你會覺得比Windows下要做得簡單了許多許多。）
　　再說說Unix的另一個最重要的特點——“所有的設備都可以像文件一樣地操作”。簡單吧。所有的調備，文件、打印機、顯示器、終端、網絡、軟盤、磁帶、USB、CDROM、等等的I/O操作，都以文件描述符的方式進行操作。兩個Unix下最重要的系統調用read/write就可以勝任所有設備的I/O了。Unix早就在/dev目錄下為你建好了這些文件。使用起來很簡單。
　　也許很多人都覺得Unix的命令行太過復雜。一個命令有著若干的參數，異常地復雜。但之所以今天Unix下的應用程序還在以字符界面為主，這恰好體現了Unix的簡單的特征。這也是Unix的另一個特點——“命令的相互支持性”，命令們通過一個管道或是重定向，可以互相聯系在一起，再加以Shell腳本的支持，哪怕要實現一些復雜的功能（比如一個小型的文本數據庫），也是簡單之極。
　　如果上面的論述依然不能讓你信服Unix很簡單，那么，讓我們來用一些具體地實際的例子來看一下，Unix是如何簡單的。讓我們試著做下面的這樣一個假設：“如果我們在學習編程的時候一開始是學Unix，然后轉去做Windows”，那會是怎么樣的一個情況？
　　1）我們在Unix下創建進程，使用fork調用。到了Windows下，我們查了MSDN，發現了一個叫CreateProcess的系統調用可以創建進程，但我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。這種情況下，你是否會有一種頭大的感覺？因為，在Unix下，你根本看不到會有10參數這樣復雜的系統調用API。
　　2）我們在Unix下操作文件權限很簡單，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，如果是NTFS，如果要以程序的方式設置文件權限，呵呵，你需要先了解什么是：SID，什么是DACL，什么是SACL，什么是ACE，還有十幾相關的系統API函數等著你。（參看我的《以程序操作NTFS文件權限》）你也許會覺得這么復雜的安全策略是讓系統更安全的基礎，可以自從Windows出現的那一天以后，在安全方面的表現就沒有勝過Unix。這無疑讓人感到Windows做了一件吃力不討好的事。
　　（插一句：Unix下的用戶切換是相當簡易方便的。而Windows下的用戶切換會導致你需要退出當前用戶的前臺程序。這導致了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作/上網，這完全是讓自己的機器在裸奔，所以，Windows下的病毒一旦在系統中運行就為所欲為了。而Unix下，很少用戶會以root身份操作本機，因為切換用戶非常方便。）
　　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，就像我們的身份證一樣。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），我看到網上很多問題都在問Windows下的Handle的概念問題。我一直在想，為什么微軟不取一個簡單易懂的術語？要取得那么抽象，那么讓人很迷惑。雖然這讓Windows看起很NB，但也會因此加大了學習復雜度。（Windows的開發學習復雜度要比Unix復雜多了，而且有太多的看似很高深的術語讓人一頭霧水）
　　4）讓我們再來看一下用戶管理和程序所有者方面的東西。在Unix下，需要你做的是配置NIS服務器和NFS服務器（以Autofs自動mount），簡潔，清楚。到了Windows下，與其相似的是一個叫Domain的東西（主域控制器），首先，為了加入域，你需要重啟電腦（Unix下只需要配置/etc/nsswitch.conf文件來告訴本機的用戶登錄源，無需重啟），而對開發者來說，Unix的這個配置對程序是完全透明的。而Windows的域用戶和本地用戶需要一個域名來區分。在程序中切換用戶時，Unix只需要setuid/seteuid就行了，Windows對此有三個比較復雜的API：CreateProcessAsUser, ImpersonateLoggedOnUser, LogonUser，其復雜度就不用比較了。另外，在Domain方式下，你的Document and Setting目錄下的文件，會全部放到Domain服務器上去，你在別的機器上登錄時，需要下載這些文件。最后，我倒不擔心你和網友的MSN聊天記錄會因為你的登錄而到處都是，我擔心的是，你在這么復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，要把自己的程序加入系統的啟動服務只需要在/etc/init.d中配置就行了。寫下一個有啟動停止功能腳本，以特殊命名的方式鏈接到不同啟動模式目錄下就行了。Windows下加一個啟動服務，如果你不編寫程序，估計比較困難。
　　6）在Unix下，如果要取得系統的信息。只需要到/proc目錄下去cat那堆文件。所有進/線程的狀態、命令行、內存/交換區使用情況、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，而且完全是純文本的，直接就可以看了。到了Windows下，要窮舉系統當前進程的信息，就不是一樣很容易的事，更別說要取得別的信息了。
　　我很佩服微軟把操作系統搞得那么復雜，又是注冊表，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，因為我看著里面那些成千上萬個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中還有兩個叫做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完全是一個失敗的技術，而那個叫做VB的編程語言，今天看來，它的確毀了很多很有潛力的程序員。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？在這種復雜混亂的Windows世界中，是否讓你疲于追趕？今天的.NET不知道又有多少技術會隨著時間所沉淀？在Windows上面，我們學習了許多的失敗技術或是說是過渡技術。而我們的Unix自從上紀70年代以來，就沒有多大的變化，而因為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么簡單的Unix。
　　Unix就是這么簡單，各位想在Unix下學開發的朋友，Windows那么復雜的操作系統都過來了，你還會怕這么簡單的Unix么？