對Unix哲學(xué)的理解

      Douglas McIlroy是Unix系統(tǒng)上管道機制的發(fā)明者，也是Unix文化的締造者之一。他歸納的Unix哲學(xué)如下：

程序應(yīng)該只關(guān)注一個目標(biāo)，并盡可能把它做好。讓程序能夠互相協(xié)同工作。應(yīng)該讓程序處理文本數(shù)據(jù)流，因為這是一個通用的接口。

      更加簡化的版本是：做一件事，做好它。雖然只有第三條是特指Unix系統(tǒng)的，但Unix開發(fā)者們常常同時強調(diào)這三個信條。

      羅勃·派克在他的《Notes on Programming in C》中提到了以下格言。雖然這些規(guī)則是關(guān)于程序設(shè)計的，但作為Unix哲學(xué)絲毫不為過：

• 規(guī)則一：你永遠不會知道你的程序會在什么地方耗費時間。程序的瓶頸常常出現(xiàn)在意想不到的地方，因此在你確信找到瓶頸后再動手優(yōu)化代碼吧。

• 規(guī)則二：測試代碼。只有在你詳細測試了代碼，并且發(fā)現(xiàn)一部分代碼耗費了絕大部分的運行時間時再對程序作速度優(yōu)化。

• 規(guī)則三：功能全面的算法（fancy algorithm）在處理小規(guī)模問題時效率很低，這是因為算法時間效率中的常量很大，而問題往往規(guī)模很小。除非你知道你遇到的常常是復(fù)雜的情況，否則就讓代碼丑陋但是簡單而高效吧。（即使問題規(guī)模確實很大，也首先嘗試第二條規(guī)則。）

• 規(guī)則四：功能全面的算法比簡單的算法更容易產(chǎn)生Bug，更難實現(xiàn)。盡量使用簡單的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

• 規(guī)則五：數(shù)據(jù)決定一切。如果選擇的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能很好的管理數(shù)據(jù)，算法部分往往不言自明。記住，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而非算法，才是編程的關(guān)鍵。

• 規(guī)則六：沒有第六條規(guī)則。

      Pike的第一、二條規(guī)則重申了高德納的著名格言：“過早的優(yōu)化是一切罪惡的根源?！?sup class="reference" id="cite_ref-1">[1]Pike的第三、四條規(guī)則被肯·湯普遜改述成：“疑惑不定之時最適合窮舉?！笔聦嵣?，這兩條規(guī)則也是KISS原則的具體表現(xiàn)。規(guī)則五在之前Fred Brooks的人月神話中也被提及。Jon Bentley的《Programming Pearls》中也有一章闡述了相同的設(shè)計哲學(xué)。此規(guī)則作為“如果你的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很好，那么控制它的算法就無關(guān)痛癢了”的例子常常被簡化成“簡約地寫代碼，聰明地用數(shù)據(jù)”。第六條規(guī)則當(dāng)然只是Pike針對蒙提·派森之小品Bruces sketch的幽默發(fā)揮而已了。

      1994年，X Window系統(tǒng)開發(fā)組的成員Mike Gancarz根據(jù)他自己的Unix系統(tǒng)經(jīng)驗以及和其他領(lǐng)域使用Unix系統(tǒng)的資深程序員們的討論結(jié)果，寫成了《The UNIX Philosophy》，提出了9條訓(xùn)格之言：

• 一：小即是美。

• 二：讓程序只做好一件事。

• 三：盡可能早地創(chuàng)建原型。

• 四：可移植性比效率更重要。

• 五：數(shù)據(jù)應(yīng)該保存為文本文件。

• 六：盡可能地榨取軟件的全部價值。

• 七：使用shell腳本來提高效率和可移植性。

• 八：避免使用可定制性低下的用戶界面。

• 九：所有程序都是數(shù)據(jù)的過濾器。

此外還有十條原則則并不為所有人認同，甚至還是爭論的焦點（如宏內(nèi)核和微內(nèi)核之爭）：

• 一：應(yīng)該允許用戶定制操作環(huán)境。

• 二：讓操作系統(tǒng)核心小而輕。

• 三：使用小寫字母并盡量簡短。

• 四：節(jié)約紙張，保護樹林。

• 五：沉默是金。

• 六：并行地思考。

• 七：部分加部分大于整體。

• 八：尋找問題的帕雷托法則。

• 九：程序隨需求而增長（Worse is better）。

• 十：層級地思考。

     一個Unix內(nèi)核-核心或操作系統(tǒng)的關(guān)鍵組件-包括像進程管理，內(nèi)存管理，文件管理，設(shè)備管理和網(wǎng)絡(luò)管理的許多內(nèi)核子系統(tǒng)。

每個子系統(tǒng)有一些功能：

• 并發(fā)性：由于Unix是一個多操作系統(tǒng)，多程序同時運行，以提高系統(tǒng)的性能。

• 虛擬內(nèi)存（VM）：內(nèi)存管理子系統(tǒng)實現(xiàn)虛擬內(nèi)存的概念，用戶不必擔(dān)心可執(zhí)行程序的大小和RAM的大小。

• 分頁：它是一種技術(shù)，以盡量減少內(nèi)部以及外部碎片在物理內(nèi)存中。

• 虛擬文件系統(tǒng)（VFS）：VFS是一個文件系統(tǒng)，用來幫助用戶隱藏不同的文件系統(tǒng)的復(fù)雜性。用戶可以使用相同的標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)調(diào)用來訪問不同的文件系統(tǒng)。

內(nèi)核提供這些和其他基本服務(wù)的中斷和陷阱處理，用戶和系統(tǒng)空間之間的分離，系統(tǒng)調(diào)用，調(diào)度，定時器和時鐘處理，文件描述符管理。

的Unix架構(gòu)概念的一些主要功能是：

• Unix系統(tǒng)使用集中式的管理制度和流程活動的操作系統(tǒng)內(nèi)核。

• 所有非內(nèi)核軟件被組織成獨立的，核心管理流程。

• Unix系統(tǒng)搶先式多任務(wù)：可以同時運行多個進程，或者在小的時間片，幾乎在同一時間，任何進程都可以被打斷，并搬出由內(nèi)核執(zhí)行。這就是所謂的線程管理。

• 文件被存儲在一個分層文件系統(tǒng)磁盤上，與一個頂級整個系統(tǒng)中的位置（根，或“/”），文件和目錄，子目錄，子目錄的子目錄，等它下面。

• 除了 少數(shù)例外，設(shè)備和管理的進程之間的通信的某些類型的文件或假文件內(nèi)的文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)可見。這就是所謂的一切都是文件。然而，Linus Torvalds的狀態(tài)，這是不準(zhǔn)確的，可以更好地表述為“一切是一個字節(jié)流”。^[1]

UNIX操作系統(tǒng)支持下列特性和功能：

• 多任務(wù)和多用戶。

• 編程接口。

• 使用文件作為抽象的設(shè)備和其它的目的。

• 內(nèi)置的聯(lián)網(wǎng)。（TCP / IP是標(biāo)準(zhǔn)的）

• 持久的系統(tǒng)服務(wù)進程名為“守護”和由init或inetd的管理。