其實Unix很簡單
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。
2.
(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。
關健詞:Unix
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