其實(shí) Unix 很簡(jiǎn)單

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陳皓

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很多編程的朋友都在網(wǎng)上問(wèn)我這樣的幾個(gè)問(wèn)題， Unix 怎么學(xué)？ Unix 怎么這么難？如何才能學(xué)好？并且讓我給他們一些學(xué)好 Unix 的經(jīng)驗(yàn)。在絕大多數(shù)時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)問(wèn)這些問(wèn)題的朋友都有兩個(gè)特點(diǎn)：

1 ）對(duì) Unix 有畏難心理，對(duì)其沒(méi)有信心；

2 ）喜歡用拿 Windows 來(lái)和 Unix 做比較。

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這兩種特點(diǎn)就像兩個(gè)“心理暗示”，暗示著自己 Unix 很不好學(xué)，暗示著 Unix 很糟糕，不如 Windows 好。于是，自己也就被自己的這種長(zhǎng)期的“暗示”所催眠了。因?yàn)椋瑥囊婚_始就有畏難情緒，所以也就覺(jué)得 Unix 不好，覺(jué)得非常很吃力，最后還會(huì)導(dǎo)致對(duì) 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(jiǎn)單。

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在正式敘述“簡(jiǎn)單的 Unix ”之前，我想做幾點(diǎn)說(shuō)明：（以免陷入無(wú)意義的爭(zhēng)論）

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1） ? 本文是站在開發(fā)者的角度來(lái)說(shuō)明的，所以，如果有朋友不同意我的觀點(diǎn)，請(qǐng)也以開發(fā)者的角度來(lái)向我提出質(zhì)問(wèn)和討論，本人非常歡迎。

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2） ? 本文難免要用 Windows 來(lái)和 Unix 做對(duì)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(duì)比已經(jīng)沒(méi)有什么意思了，但因?yàn)楸姸嗟呐笥驯? Windows 先入為主了，所以，我一定要拿 Windows 來(lái)開刀，才能扭轉(zhuǎn)那個(gè)“心理暗示”。僅此而已。

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?????? OK ，言歸正傳。先說(shuō) Unix 的一個(gè)最重要的特點(diǎn)——“高內(nèi)聚，低藕合”！也就是說(shuō)， Unix 下的各種應(yīng)用程序都和別人不相干。這就是貫穿整個(gè) Unix 的思維——模塊和程序的高度獨(dú)立性。這樣的設(shè)計(jì)和做法，會(huì)讓你的系統(tǒng)比較的穩(wěn)定，也會(huì)讓你的系統(tǒng)特別地容易管理和維護(hù)。 Unix 下的應(yīng)用程序們就像一支正規(guī)軍一樣排列地整整齊齊，只要司令（內(nèi)核）還在，系統(tǒng)是不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)軍隊(duì)的損失而無(wú)法自舉的。而 Windows 的應(yīng)用程序們就像一片樹林一樣，從地表上看過(guò)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(fù)雜。

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?????? “高內(nèi)聚，低藕合”的給 Unix 造成的結(jié)果是，其系統(tǒng)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(dāng)我們需要構(gòu)造建一個(gè)自定義的建筑時(shí)，大多數(shù)情況下，我們只需要做的只是一個(gè)“搭積木”的簡(jiǎn)單游戲。 Windows 建設(shè)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(lái)。總是要你模仿或重寫。

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（ 插一句： 你是否注意到在網(wǎng)上下載 Windows 的軟件時(shí)，會(huì)有一種所謂的“綠色軟件”？這就是對(duì) Windows 的最大諷刺， Windows 下裝一個(gè)軟件， N 個(gè) DLL 放到 Windows 系統(tǒng)目錄下，注冊(cè)表里寫入 N 個(gè)鍵值，還有很多你不知道的動(dòng)作。而在 Unix 裝軟件，你不用擔(dān)心你的系統(tǒng)目錄下會(huì)莫明其妙地多出些亂七八糟的文件。就是 copy 那么簡(jiǎn)單，那怕是 rpm 自動(dòng)安裝，安裝完后，你也能夠查詢到軟件安裝后對(duì)系統(tǒng)所做的改變。所以，你在 Unix 下分發(fā)你的軟件時(shí)，你會(huì)覺(jué)得比 Windows 下要做得簡(jiǎn)單了許多許多。）

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?????? 再說(shuō)說(shuō) Unix 的另一個(gè)最重要的特點(diǎn)——“所有的設(shè)備都可以像文件一樣地操作”。簡(jiǎn)單吧。所有的調(diào)備，文件、打印機(jī)、顯示器、終端、網(wǎng)絡(luò)、軟盤、磁帶、 USB 、 CDROM 、等等的 I/O 操作，都以文件描述符的方式進(jìn)行操作。兩個(gè) Unix 下最重要的系統(tǒng)調(diào)用 read/write 就可以勝任所有設(shè)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(lái)很簡(jiǎn)單。

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?????? 也許很多人都覺(jué)得 Unix 的命令行太過(guò)復(fù)雜。一個(gè)命令有著若干的參數(shù)，異常地復(fù)雜。但之所以今天 Unix 下的應(yīng)用程序還在以字符界面為主，這恰好體現(xiàn)了 Unix 的簡(jiǎn)單的特征。這也是 Unix 的另一個(gè)特點(diǎn)——“命令的相互支持性”，命令們通過(guò)一個(gè)管道或是重定向，可以互相聯(lián)系在一起，再加以 Shell 腳本的支持，哪怕要實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的功能（比如一個(gè)小型的文本數(shù)據(jù)庫(kù)），也是簡(jiǎn)單之極。

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?????? 如果上面的論述依然不能讓你信服 Unix 很簡(jiǎn)單，那么，讓我們來(lái)用一些具體地實(shí)際的例子來(lái)看一下， Unix 是如何簡(jiǎn)單的。讓我們?cè)囍鱿旅娴倪@樣一個(gè)假設(shè)：“如果我們?cè)趯W(xué)習(xí)編程的時(shí)候一開始是學(xué) Unix ，然后轉(zhuǎn)去做 Windows ”，那會(huì)是怎么樣的一個(gè)情況？

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1） ? 我們?cè)? Unix 下創(chuàng)建進(jìn)程，使用 fork 調(diào)用。到了 Windows 下，我們查了 MSDN ，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)叫 CreateProcess 的系統(tǒng)調(diào)用可以創(chuàng)建進(jìn)程，但我們卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用有 10 個(gè)參數(shù)。而 Unix 下的 fork 卻一個(gè)參數(shù)都沒(méi)有。這種情況下，你是否會(huì)有一種頭大的感覺(jué)？因?yàn)椋? Unix 下，你根本看不到會(huì)有 10 參數(shù)這樣復(fù)雜的系統(tǒng)調(diào)用 API 。

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2） ? 我們?cè)? Unix 下操作文件權(quán)限很簡(jiǎn)單，文件權(quán)限分三組（本人，同組，別人），每組都是可讀，可寫，可執(zhí)行。兩個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)調(diào)用 chmod/chown 就搞定。到了 Windows 下，如果是 NTFS ，如果要以程序的方式設(shè)置文件權(quán)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(guān)的系統(tǒng) API 函數(shù)等著你。（參看我的《 以程序操作 NTFS 文件權(quán)限 》）你也許會(huì)覺(jué)得這么復(fù)雜的安全策略是讓系統(tǒng)更安全的基礎(chǔ)，可以自從 Windows 出現(xiàn)的那一天以后，在安全方面的表現(xiàn)就沒(méi)有勝過(guò) Unix 。這無(wú)疑讓人感到 Windows 做了一件吃力不討好的事。

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（ 插一句 ： Unix 下的用戶切換是相當(dāng)簡(jiǎn)易方便的。而 Windows 下的用戶切換會(huì)導(dǎo)致你需要退出當(dāng)前用戶的前臺(tái)程序。這導(dǎo)致了 Windows 下的用戶幾乎無(wú)一例外地都會(huì)選擇在超級(jí)用戶的權(quán)限下工作 / 上網(wǎng)，這完全是讓自己的機(jī)器在裸奔，所以， Windows 下的病毒一旦在系統(tǒng)中運(yùn)行就為所欲為了。而 Unix 下，很少用戶會(huì)以 root 身份操作本機(jī)，因?yàn)榍袚Q用戶非常方便。 ）

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3） ? 在 Unix 下，用戶有 ID ，用戶組有 ID ，進(jìn)程 / 線程都有 ID 。 ID 很簡(jiǎn)單易懂，就像我們的身份證一樣。到了 Windows 下，用戶標(biāo)識(shí)叫 Token ，進(jìn)程標(biāo)識(shí)叫 Handle （其實(shí)也就是一個(gè) DWORD 的類型），我看到網(wǎng)上很多問(wèn)題都在問(wèn) Windows 下的 Handle 的概念問(wèn)題。我一直在想，為什么微軟不取一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的術(shù)語(yǔ)？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(huì)因此加大了學(xué)習(xí)復(fù)雜度。（ Windows 的開發(fā)學(xué)習(xí)復(fù)雜度要比 Unix 復(fù)雜多了，而且有太多的看似很高深的術(shù)語(yǔ)讓人一頭霧水）

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4） ? 讓我們?cè)賮?lái)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(wù)器和 NFS 服務(wù)器（以 Autofs 自動(dòng) mount ），簡(jiǎn)潔，清楚。到了 Windows 下，與其相似的是一個(gè)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(lái)告訴本機(jī)的用戶登錄源，無(wú)需重啟），而對(duì)開發(fā)者來(lái)說(shuō)， Unix 的這個(gè)配置對(duì)程序是完全透明的。而 Windows 的域用戶和本地用戶需要一個(gè)域名來(lái)區(qū)分。在程序中切換用戶時(shí)， Unix 只需要 setuid/seteuid 就行了， Windows 對(duì)此有三個(gè)比較復(fù)雜的 API ： CreateProcessAsUser, ImpersonateLoggedOnUser, LogonUser ，其復(fù)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(huì)全部放到 Domain 服務(wù)器上去，你在別的機(jī)器上登錄時(shí)，需要下載這些文件。最后，我倒不擔(dān)心你和網(wǎng)友的 MSN 聊天記錄會(huì)因?yàn)槟愕牡卿浂教幎际牵覔?dān)心的是，你在這么復(fù)雜的管理環(huán)境中寫出來(lái)的代碼是否能讓別人放心？ :-(

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5） ? 在 Unix 下，要把自己的程序加入系統(tǒng)的啟動(dòng)服務(wù)只需要在 /etc/init.d 中配置就行了。寫下一個(gè)有啟動(dòng)停止功能腳本，以特殊命名的方式鏈接到不同啟動(dòng)模式目錄下就行了。 Windows 下加一個(gè)啟動(dòng)服務(wù)，如果你不編寫程序，估計(jì)比較困難。

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6） ? 在 Unix 下，如果要取得系統(tǒng)的信息。只需要到 /proc 目錄下去 cat 那堆文件。所有進(jìn) / 線程的狀態(tài)、命令行、內(nèi)存 / 交換區(qū)使用情況、打開的文件描述符，等等，系統(tǒng)的 CPU ，內(nèi)存，交換區(qū)，內(nèi)存文件 IO ，分區(qū)，信息，網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)設(shè)備，等等，要有多詳細(xì)就有多詳細(xì)，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(tǒng)當(dāng)前進(jìn)程的信息，就不是一樣很容易的事，更別說(shuō)要取得別的信息了。

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我很佩服微軟把操作系統(tǒng)搞得那么復(fù)雜，又是注冊(cè)表，又是安全策略，又是 OLE ，又是 COM ……。每次打開 regedit.exe 時(shí)，我根本不敢碰 HKEY_CLASSES_ROOT ，因?yàn)槲铱粗锩婺切┏汕先f(wàn)個(gè) CLSID ，我有點(diǎn)暈菜。

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自 1995 年以來(lái)， 10 來(lái)年過(guò)去了。微軟推出了多種各式各樣的技術(shù)。我還記得 Visual Studio 6.0 中還有兩個(gè)叫做 FoxPro 和 J++ 的東西， FoxPro 來(lái)自 Foxbase ，還有個(gè)幾年， J++ 好像就沒(méi)有幾年。 ActiveX Control 完全是一個(gè)失敗的技術(shù)，而那個(gè)叫做 VB 的編程語(yǔ)言，今天看來(lái)，它的確毀了很多很有潛力的程序員。在 COM 出現(xiàn)的時(shí)候，不知道今天還有多少人還記得一個(gè)叫 MTS 的玩意？今天，不知道還有多少人記得有一個(gè)叫 ODBC 的東西？在這種復(fù)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(shù)會(huì)隨著時(shí)間所沉淀？在 Windows 上面，我們學(xué)習(xí)了許多的失敗技術(shù)或是說(shuō)是過(guò)渡技術(shù)。而我們的 Unix 自從上紀(jì) 70 年代以來(lái)，就沒(méi)有多大的變化，而因?yàn)? Unix 應(yīng)運(yùn)而生的 C 語(yǔ)言直到今天依然光彩奪目。我相信這個(gè) 30 多年來(lái)久經(jīng)考驗(yàn)還那么簡(jiǎn)單的 Unix 。

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Unix 就是這么簡(jiǎn)單，各位想在 Unix 下學(xué)開發(fā)的朋友， Windows 那么復(fù)雜的操作系統(tǒng)都過(guò)來(lái)了，你還會(huì)怕這么簡(jiǎn)單的 Unix 么？

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