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本书主要介绍了Unix系统领域中的设计和开发哲学、思想文化体系、原则与经验，由公认的Unix编程大师、开源运动领袖人物之一Eric S. Raymond倾力多年写作而成。包括Unix设计者在内的多位领域专家也为本书贡献了宝贵的内容。本书内容涉及社群文化、软件开发设计与实现，覆盖面广、内容深邃，完全展现了作者极其深厚的经验积累和领域智慧。

Contents

序 xxv

Part I 1

第1章 哲学 3

1.1 文化？什么文化 3

1.2 Unix的生命力 4

1.3 反对学习Unix文化的理由 5

1.4 Unix之失 6

1.5 Unix之得 7

1.5.1 开源软件 7

1.5.2 跨平台可移植性和开放标准 8

1.5.3 Internet和万维网 8

1.5.4 开源社区 9

1.5.5 从头到脚的灵活性 9

1.5.6 Unix Hack之趣 10

1.5.7 Unix的经验别处也可适用 11

1.6 Unix哲学基础 11

1.6.1 模块原则：使用简洁的接口拼合简单的部件 14

1.6.2 清晰原则: 清晰胜于机巧 14

1.6.3 组合原则：设计时考虑拼接组合 15

1.6.4 分离原则: 策略同机制分离，接口同引擎分离 16

1.6.5 简洁原则：设计要简洁，复杂度能低则低 17

1.6.6 吝啬原则: 除非确无它法，不要编写庞大的程序 18

1.6.7 透明性原则：设计要可见，以便审查和调试 18

1.6.8 健壮原则: 健壮源于透明与简洁 18

1.6.9 表示原则: 把知识叠入数据以求逻辑质朴而健壮 19

1.6.10 通俗原则：接口设计避免标新立异 20

1.6.11 缄默原则：如果一个程序没什么好说的，就保持沉默 20

1.6.12 补救原则: 出现异常时，马上退出并给出足量错误信息 21

1.6.13 经济原则: 宁花机器一分，不花程序员一秒 22

1.6.14 生成原则: 避免手工hack，尽量编写程序去生成程序 22

1.6.15 优化原则: 雕琢前先得有原型，跑之前先学会走 23

1.6.16 多样原则:决不相信所谓“不二法门”的断言 24

1.6.17 扩展原则: 设计着眼未来，未来总比预想快 24

1.7 Unix哲学之一言以蔽之 25

1.8 应用Unix哲学 26

1.9 态度也要紧 26

第2章 历史——双流记 29

2.1 Unix的起源及历史，1969－1995 29

2.1.1 创世纪：1969－1971 30

2.1.2 出埃及记：1971－1980 32

2.1.3 TCP/IP 和Unix内战：1980－1990 35

2.1.4 反击帝国：1991－1995 41

2.2 黑客的起源和历史：1961－1995 43

2.2.1 游戏在校园的林间：1961－1980 44

2.2.2 互联网大融合与自由软件运动：1981－1991 45

2.2.3 Linux 和实用主义者的应对：1991－1998 48

2.3 开源运动：1998年及之后 49

2.4 Unix的历史教训 51

第3章 对比： Unix哲学同其他哲学的比较 53

3.1 操作系统的风格元素 53

3.1.1 什么是操作系统的统一性理念 54

3.1.2 多任务能力 54

3.1.3 协作进程 55

3.1.4 内部边界 57

3.1.5 文件属性和记录结构 57

3.1.6 二进制文件格式 58

3.1.7 用户界面风格 58

3.1.8 目标受众 59

3.1.9 开发的门坎 60

3.2 操作系统的比较 61

3.2.1 VMS 61

3.2.2 MacOS 64

3.2.3 OS/2 65

3.2.4 Windows NT 68

3.2.5 BeOS 71

3.2.6 MVS 72

3.2.7 VM/CMS 74

3.2.8 Linux 76

3.3 种什么籽，得什么果 78

Part II 81

第4章 模块性：保持清晰，保持简洁 83

4.1 封装和模块大小 85

4.2 紧凑性和正交性 87

4.2.1 紧凑性 87

4.2.2 正交性 89

4.2.3 SPOT原则 91

4.2.4 紧凑性和强单一中心 92

4.2.5 分离的价值 94

4.3 软件是多层的 95

4.3.1 自顶向下和自底向上 95

4.3.2 胶合层 97

4.3.3 实例分析：被视为薄胶合层的C语言 98

4.4 程序库 99

4.4.1 实例分析：GIMP插件 100

4.5 Unix和面向对象语言 101

4.6 模块式编码 103

第5章 文本化：好协议产生好实践 105

5.1 文本化的重要性 107

5.1.1 实例分析：Unix口令文件格式 109

5.1.2 实例分析：.newsrc格式 110

5.1.3 实例分析：PNG图形文件格式 111

5.2 数据文件元格式 112

5.2.1 DSV 风格 113

5.2.2 RFC 822 格式 114

5.2.3 Cookie-Jar格式 115

5.2.4 Record-Jar格式 116

5.2.5 XML 117

5.2.6 Windows INI 格式 119

5.2.7 Unix文本文件格式的约定 120

5.2.8 文件压缩的利弊 122

5.3 应用协议设计 123

5.3.1 实例分析：SMTP，一个简单的套接字协议 124

5.3.2 实例分析：POP3，邮局协议 124

5.3.3 实例分析：IMAP，互联网消息访问协议 126

5.4 应用协议元格式 127

5.4.1 经典的互联网应用元协议 127

5.4.2 作为通用应用协议的HTTP 128

5.4.3 BEEP：块可扩展交换协议 130

5.4.4 XML-RPC，SOAP和Jabber 131

第6章 透明性：来点儿光 133

6.1 研究实例 135

6.1.1 实例分析：audacity 135

6.1.2 实例分析：fetchmail的?Cv选项 136

6.1.3 实例分析：GCC 139

6.1.4 实例分析：kmail 140

6.1.5 实例分析：SNG 142

6.1.6 实例分析：Terminfo数据库 144

6.1.7 实例分析：Freeciv数据文件 146

6.2 为透明性和可显性而设计 148

6.2.1 透明性之禅 149

6.2.2 为透明性和可显性而编码 150

6.2.3 透明性和避免过度保护 151

6.2.4 透明性和可编辑的表现形式 152

6.2.5 透明性、故障诊断和故障恢复 153

6.3 为可维护性而设计 154

第7章 多道程序设计： 分离进程为独立的功能 157

7.1 从性能调整中分离复杂度控制 159

7.2 Unix IPC 方法的分类 160

7.2.1 把任务转给专门程序 160

7.2.2 管道、重定向和过滤器 161

7.2.3 包装器 166

7.2.4 安全性包装器和Bernstein链 167

7.2.5 从进程 168

7.2.6 对等进程间通信 169

7.3 要避免的问题和方法 176

7.3.1 废弃的Unix IPC方法 176

7.3.2 远程过程调用 178

7.3.3 线程——恐吓或威胁 180

7.4 在设计层次上的进程划分 181

第8章 微型语言：寻找歌唱的乐符 183

8.1 理解语言分类法 185

8.2 应用微型语言 187

8.2.1 案例分析：sng 187

8.2.2 案例分析：正则表达式 188

8.2.3 案例分析：Glade 191

8.2.4 案例分析：m4 193

8.2.5 案例分析：XSLT 194

8.2.6 案例分析：The Documenter＇s Workbench Tools 195

8.2.7 案例分析：fetchmail的运行控制语法 199

8.2.8 案例分析：awk 200

8.2.9 案例分析：PostScript 202

8.2.10 案例分析：bc和dc 203

8.2.11 案例分析：Emacs Lisp 205

8.2.12 案例分析：JavaScript 205

8.3 设计微型语言 206

8.3.1 选择正确的复杂度 207

8.3.2 扩展和嵌入语言 209

8.3.3 编写自定义语法 210

8.3.4 宏—慎用 210

8.3.5 语言还是应用协议 212

第9章 生成：提升规格说明的层次 215

9.1 数据驱动编程 216

9.1.1 实例分析：ascii 217

9.1.2 实例分析：统计学的垃圾邮件统计 218

9.1.3 实例分析：fetchmailconf中的元类改动 219

9.2 专用代码的生成 225

9.2.1 实例分析：生成ascii显示的代码 225

9.2.2 实例分析：为列表生成HTML代码 227

第10章 配置：迈出正确的步 231

10.1 什么应是可配置的 231

10.2 配置在哪里 233

10.3 运行控制文件 234

10.3.1 实例分析：.netrc文件 236

10.3.2 到其它操作系统的可移植性 238

10.4 环境变量 238

10.4.1 系统环境变量 238

10.4.2 用户环境变量 240

10.4.3 何时使用环境变量 240

10.4.4 到其它操作系统的可移植性 242

10.5 命令行选项 242

10.5.1 从?Ca到?Cz的命令行选项 243

10.5.2 到其它操作系统的可移植性 248

10.6 如何挑选方法 248

10.6.1 实例分析：fetchmail 249

10.6.2 实例分析：XFree86服务器 251

10.7 论打破规则 252

第11章 接口：Unix环境下的用户接口设计模式 253

11.1 小立异原则的应用 254

11.2 Unix接口设计的历史 256

11.3 接口设计评估 257

11.4 CLI和可视接口之间的权衡 259

11.4.1 实例分析：编写计算器程序的两种方式 262

11.5 透明度、表现力和可配置性 264

11.6 Unix接口设计模式 266

11.6.1 过滤器模式 266

11.6.2 Cantrip模式 268

11.6.3 源模式 268

11.6.4 接收器模式 269

11.6.5 编译器模式 269

11.6.6 ed模式 270

11.6.7 Roguelike 模式 270

11.6.8 “引擎和接口分离”模式 273

11.6.9 CLI服务器模式 278

11.6.10 基于语言的接口模式 279

11.7 应用Unix接口设计模式 280

11.7.1

11.8 网页浏览器作为通用前端 281

11.9 沉默是金 284

第12章 优化 287

12.1 什么也别做，就站在那儿 287

12.2 先估量，后优化 288

12.3 非定域性之害 290

12.4 吞吐量和延迟 291

12.4.1 批操作 292

12.4.2 重叠操作 293

12.4.3 缓存操作结果 293

第13章 复杂度：尽可能简单，但别简过了头 295

13.1 谈谈复杂度 296

13.1.1 复杂度的三个来源 296

13.1.2 接口复杂度和实现复杂度的折中 298

13.1.3 必然的、可能的和偶然的复杂度 299

13.1.4 映射复杂度 300

13.1.5 当简洁性不能胜任 302

13.2 五个编辑器的故事 302

13.2.1 ed 304

13.2.2 vi 305

13.2.3 Sam 306

13.2.4 Emacs 307

13.2.5 Wily 308

13.3 编辑器的适当规模 309

13.3.1 甄别复杂度问题 309

13.3.2 折衷无用 312

13.3.3 Emacs是个反Unix传统的论据吗 314

13.4 软件的适度规模 316

Part III 319

第14章 语言：C还是非C 321

14.1 Unix下语言的丰饶 321

14.2 为什么不是C 323

14.3 解释型语言和混合策略 325

14.4 语言评估 325

14.4.1 C 326

14.4.2

Eric S.Raymond，从1982年开始就是UNIX开发者。作为开源社区文化的倡导和呼吁者，他在《大教堂与市集》中写下了这场运动的宣言，同时他还是《新黑客词典》的编辑。

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terminfo本身使用文件系统作为一个简单的层级数据库。这种偷懒相当具有建设性，符合经济性原则和透明性原则。这意味着对文件系统进行浏览、检查和修改的所有普通工具都可以用于对terminfo数据库进行浏览、检查和修改；无需编写和调试专用工具（用于打包和解包单个记录的tic（1）和infocmp（1）工具除外）。这也意味着要加速数据库的访问就得要加速文件系统本身，知道这一点可以使更多应用程序受益，而不仅仅是curses（3）的用户。

　　这种结构还有另外一种优点，但在terminfo例子中没有展示出来：你开始使用Unix的授权机制而不用自己编写带来额外bu9的访问控制层。这也是采纳而不是对抗Unix“一切皆文件”基本原则的结果。

　　terminfo目录的布局在大多数Unix文件系统上都很浪费空间。每条目长度通常在400～1400字节之间，但是文件系统通常为每一个非空磁盘文件至少分配4k的空间。出于选择压缩二进制格式的同一个原因，即为了把terminfo使用的程序的启动延时降到小，设计者接受了这个代价。同一价格所能买到的磁盘容量已经猛增了一千倍，更能证明这个决定的正确。

　　比较这种格式和Microcsoft Windows的注册表文件所用的格式很有启发意义。注册表是Windows本身及应用程序都使用的属性数据库。所有注册记录都存放在一个大文件中。注册记录既包含文本也包含二进制数据，需要专用的编辑工具。别的不说，这种“一个大文件”的方法还导致了臭名昭著的“注册表蠕变”现象；平均访问时间随着新记录的加入而无限上升。因为系统没有提供标准APl来编辑注册表，应用程序本身使用专用代码编辑注册表，使得注册表极易受损，甚至能够锁定整个系统。

　　使用Unix文件系统作为数据库是一种策略，对数据库要求简单的其它应用程序可以效仿并从中受益。不这样做的充分理由通常与性能问题无关，更可能的情形是数据库关键字不太适合做文件名。无论如何，这是在原型设计时非常有用的一种很好的快速编程方法。

　　6.1.7 实例分析：Freeciv数据文件

　　Freeciv是一款受到Sid Meier经典的Civilization H启发而制作的开源策略游戏。在该游戏中，每个玩家从一群到处流浪的新石器游牧民开始缔造一个文明。玩家的文明可以探索并拓殖世界，参与战争，从事贸易和研究先进技术。有些玩家实际上可能是人工智能；和这些电脑玩家玩单机游戏很有挑战性。如果谁统治了整个世界，或者个研制出先进技术从而获得宇宙飞船飞往半人马座阿尔法星（Alpha Centauri），谁就是游戏的胜利者。源码和文档可以在处获得。

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模块化代码的首要特质就是封装。封装良好的模块不会过多向外部披露自身的细节，不会直接调用其他模块的实现代码，也不会胡乱共享全局数据。模块之间通过应用程序变成接口（API）——一组严密、定义良好的程序调用和数据结构来通信。这就是模块化原则的内容。

有一种很好的方式来验证API是否设计良好：如果是这用纯人类语言描述设计（不许摘录任何源代码），能否把事情说清楚？养成在编码前为API编写一段非正式书面描述的习惯，是一个非常好的办法。实际上，一些最有能力的开发者，一开始总是定义接口，然后编写解药的注释，对其进行描述，最后才编写代码——因为编写注释的过程就是阐明了代码必须要到的目的。这种描述能够帮助你组织思路，本身就是十分有用的模块说明，而且，最终要可能还想把这些说明做成路标文档，方便以后的人阅读代码。

不要重复自身（Don't Repeat Yourself），意思是说：任何一个知识点在系统内都应当有一个唯一、明确、权威的表述。在本书中，我们更愿意根据Brain Kernighan的建议，把这个远程称为“真理的单点性（Single Point Of Truth）“或者SPOT原则

数据结构也存在类似的SPOT原则：”无垃圾，无混淆（No junk, no confusion）“。”无垃圾“是说数据结构（模型）应该最小化，比如不要让数据结构太通用，居然还能表示不可能存在的情况。”无混淆“是指在真实世界中绝对明确清晰的状态在模型中也应该同样明确清晰。简言之，SPOT原则就是提倡寻找一种数据结构，使得模型中状态跟真实世界系统的状态能够一一对应。

我们将使用五种度量标准对接口风格进行分类：简洁、表现力、易用、透明和脚本化能力。

程序接口的简洁是指一个事务处理需要的动作时间及复杂度有较低的上限（可以用击键量、鼠标手势量和需要多少秒的注意力来衡量）。简洁的接口会以相对较少的比特或状态变化包装更多的作用效果。

接口具有表现力是指接口可以触发相当广泛的行为。最具表现力的接口可以是启动程序设计者没有预见的行为组合，并仍然给予用户有用和一致的结果。

接口易用性同接口要求要求用户记忆的东西成反比——为了使用接口，用户需要特别记忆多少东西（命令，鼠标手势，原语概念）。编程语言的记忆负荷愈高、易用性愈低；菜单和屏幕上标记良好的按钮就较为简单。

接口透明度是用户在使用接口时，几乎没有什么问题、数据或程序的相关状态需要记忆。一个高度透明的接口，对于用户动作的效果，能够自然的给出中间结果、有用反馈和错误通知。所谓的所见即所得（WYSIWYG， what you see is what you get）的接口是图将透明度做到极致，但有时适得其反——尤其是对于定义域视图过度简化时。

相关的可显性概念同样适用于接口设计。一个可显的接口向用户伸出学习援手，比如指向上下文帮助的提示消息，或是一个说明性的弹出式气球。尽可能对于可显性，将要支持的不同接口风格的实现可能大有不同，但是所能够获得的可显程度大部分独立与接口风格。由此，在本章的讨论中，我们并不把可显性作为衡量标准。

同其它美学形式一样，我们需要注意何时设计上的简约已经不再是有价值的自律形式，而开始成为一件伪装的苦行僧外衣——一种实际上把美德作为借口来敷衍工作的纵容方式。

这些富有哲理的原则决不是模糊笼统的泛泛之谈。在Unix世界中，这些原则都是直接源于实践，并形成了具体的规定，我们已经在上文中阐述了一些。以下例举的只是部分内容：

1、只要可行，一切都应该做成与来源和目标无关的顾虑器。

2、数据流应尽可能文本化（这样可以使用标准工具来查看和过滤）。

3、数据库部署和应用协议应该尽可能文本化（让人可以阅读和编辑）。

4、复杂的前端（用户界面）和后端应该泾渭分明。

5、如果可能，用C编写前，先用解释性语言搭建原型。

6、当且仅当只用一门语言编程会提高程序复杂度时，混用语言编程才比单一语言编程来得好。

7、宽收严发（对接收的东西要包容，对输出的东西要严格）。

8、过滤时，不要丢弃的信息决不丢。

9、小就是美，在确保完成任务的基础上，程序功能尽可能少。

要良好的运用Unix哲学，你就应该不断地追求卓越。你必须相信，软件设计是一门技艺，值得你付出所有的智慧、创造力和激情。否则，你的视线就不会超越那些简单、老套的设计和实现；你就会在应该思考的时候急急忙忙跑去编程。你就会在该无情删繁就简的时候反而把问题复杂化——然后你还会反过来奇怪你的代码怎么会那么臃肿、那么难以调试。

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前言

出版说明

　　悦读上品得乎益友

　　孔子云：“取乎其上，得乎其中；取乎其中，得乎其下；取乎其下，则无所得矣”。

　　对于读书求知而言，这句古训教我们去读好书，好是好书中的上品——经典书。其中，科技人员要读的技术书，因为直接关乎客观是非与生产效率，阅读选材本更应慎重。然而，随着技术图书品种的日益丰富，发现经典书越来越难，尤其对于涉世尚浅的新读者，更为不易，而他们又往往是需要阅读、提升的重要群体。

　　所谓经典书，或说上品，是指选材精良、内容精练、讲述生动、外延丰盈、表现手法体贴入微的读品，它们会成为读者的知识和经验库中的重要组成部分，并且拥有从不断重读中汲取养分的空间。因此，选择阅读上品的问题便成了有效阅读的首要问题。当然，这不只是效率问题，上品促成的既是对某一种技术、思想的真正理解和掌握，同时又是一种感悟或享受，是一种愉悦。

　　与技术本身类似，经典IT技术书多来自国外。深厚的积累、良好的写作氛围，使一批大师为全球技术学习者留下了璀璨的智慧瑰宝。就在那个年代即将远去之时，无须回眸，也能感受到这一部部厚重而深邃的经典著作，在造福无数读者后从未蒙尘的熠熠光辉。而这些凝结众多当今国内技术中坚美妙记忆与绝佳体验的技术图书，虽然尚在国外图书市场上大放异彩，却已逐渐淡出国人的视线。为遗憾的是，迟迟未有可以填补空缺的新书问世。而无可替代，不正是经典书被奉为圭臬的原因？

　　为了不让国内读者，尤其是即将步入技术生涯的新一代读者，就此错失这些滋养过先行者们的好书，以出版IT精品图书，满足技术人群需求为己任的我们，愿意承担这一使命。本次机遇惠顾了我们，让我们有机会携手权威的Pearson公司，精心推出“传世经典书丛”。

　　在我们眼中，“传世经典”的价值首先在于——既适合喜爱科技图书的读者，也符合专家们挑剔的标准。幸运的是，我们的确找到了这些堪称上品的佳作。丛书带给我们的幸运颇多，细数一下吧。

　　得以引荐大师著作

　　有恐思虑不周，我们大量参考了国外权威机构和网站的评选结果，并得到了Pearson的专业支持，又进一步对符合标准之图书的国内外口碑与销售情况进行细致分析，也听取了国内技术专家的宝贵建议，才有幸选出对国内读者富有技术养分的大师上品。

　　向深邃的技术内涵致敬

　　中外技术环境存在差异，很多享誉国外的好书未必适用于国内读者；且技术与应用瞬息万变，很容易让人心生迷惘或疲于奔命。本丛书的图书遴选，注重打好思考方法与技术理念的根基，旨在帮助读者修炼内功，提升境界，将技术真正融入个人知识体系，从而可以一通百通，从容面对随时涌现的技术变化。

　　翻译与评注的双项选择

　　引进优秀外版著作，将其翻译为中文供国内读者阅读，较为有效与常见。但另有一些外语水平较高、喜好阅读原版的读者，苦于对技术理解不足，不能充分体会原文表述的精妙，需要有人指导与点拨。而一批本土技术精英经过长期经典熏陶及实践锤炼，已足以胜任这一工作。有鉴于此，本丛书在翻译版的同时推出融合英文原著与中文点评、注释的评注版，供不同志趣的读者自由选择。

　　承蒙国内一流译（注）者的扶持

　　优秀的英文原著终转化为真正的上品，尚需跨越翻译鸿沟，外版图书的翻译质量一直屡遭国内读者诟病。评注版的增值与含金量，同样依赖于评注者的高卓才具。好在，本丛书得到了久经考验的权威译（注）者的认可和支持，首肯我们选用其佳作，或亲自参与评注工作。正是他们的参与保证了经典的品质，既再次为我们的选材把关，更提供了一流的中文表述。

　　期望带给读者良好的阅读体验

　　一本好书带给人的愉悦不止于知识收获，良好的阅读感受同样不可缺少，且对学业不无助益。为让读者收获与上品相称的体验，我们在图书装帧设计与选材用料上同样不敢轻率，惟愿送到读者手中的除了珠玑章句，还有舒适与熨帖的视觉感受。

　　所有参与丛书出版的人员，尽管能力有限，却无不心怀严谨之心与完美愿望。如果读者朋友能从潜心阅读这些上品中偶有获益，不啻为对我们工作的褒奖。若有阅读感悟，敬请拨冗告知，以鼓励我们继续在这一道路上贡献绵薄之力。如有不周之处，也请不吝指教。

　　电子工业出版社博文视点

　　二〇一〇年十二月

书籍介绍

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