Unix 起源
Unix 是目前还在存活的操作系统的元老了,走过了 40 年的历程。由它引发的思想变革,对当今计算机文化造成的深远影响。这是一段所有从事计算机行业人员尤其是软件开发人员需要了解的历史。Unix 的传奇历史是整个计算机世界文化最具代表性的,它对整个计算机世界文化的影响也是最巨大,最深远的。他给人带来的不单单的对过去的回味,更为我们带来了计算机世界的新思潮。
回顾 Unix 历史,我们就要说一下一个叫 MULTICS 的项目。上世纪六十年代时,大部份计算机都是采用批处理的方式(也就是说,当作业积累一定数量的时候,计算机才会进行处理)。那时,我们熟知的 美国电话及电报公司 (AT&T) 、通用电器公司 (GE) 及 麻省理工学院 (MIT) 计划合作开发一个多用途、分时及多用户的操作系统,也就是这个 MULTICS,其被设计运行在 GE-645 大型主机上。不过,这个项目由于太过复杂,整个目标过于庞大,糅合了太多的特性,进展太慢,几年下来都没有任何成果,而且性能都很低。于是到了 1969年2月,贝尔实验室决定退出这个项目。
熟悉这段历史的人都知道,贝尔实验室中的有个叫 Ken Thompson 的人,他为 MULTICS 这个操作系统写游戏了个叫 “Space Travel” 的游戏,在 MULTICS 上经过实际运行后,他发现游戏速度很慢而且耗费昂贵 —— 每次运行会花费 75 美元。退出这个项目以后。他为了让这个游戏能玩,所以他找来 Dennis Ritchie 为这个游戏开发一个极其简单的操作系统,这就是后来的 Unix。(值得一提的是,当时他们本想在 DEC-10上 写,后来没有申请到,只好在实验室的墙角边找了一台被人遗弃的 Digital PDP-7 的迷你计算机进行他们的计划,这台计算机上连个操作系统都没有,于是他们用汇编语言仅一个月的时间就开发了一个操作系统的原型) 他们的同事 Brian Kernighan 非常不喜欢这个系统,嘲笑 Ken Thompson 说:“你写的系统好真差劲,干脆叫 Unics 算了。” Unics 的名字就是相对于 MULTICS 的一种戏称,后业改成了 Unix。于是,Unix 就在这样被游戏和玩笑创造了,当时是 1969年8月。也就是这一年,Linux 之父 Linus Torvalds 在芬兰出生了。
1971年,Ken Thompson 写了充分长篇的申请报告,申请到了一台 PDP-11/24 的机器。于是 Unix 第一版出来了。在一台 PDP-11/24 的机器上完成。这台电脑只有 24KB 的物理内存和 500K 磁盘空间。Unix 占用了 12KB 的内存,剩下的一半内存可以支持两用户进行 Space Travel 的游戏。而著名的 fork() 系统调用也就是在这时出现的。
到了 1973 年的时候,Ken Thompson 与 Dennis Ritchie 感到用 汇编语言 做移植太过于头痛,他们想用高级语言来完成第三版,对于当时完全以汇编语言来开发程序的年代,他们的想法算是相当的疯狂。一开始他们想尝试用 Fortran,可是失败了。后来他们用一个叫 BCPL 的语言开发,他们整合了 BCPL 形成 B 语言,后来 Dennis Ritchie 觉得 B 语言还是不能满足要求,就是就改良了 B 语言,这就是今天的大名鼎鼎的 C 语言。于是,Ken Thompson 与 Dennis Ritchie 成功地用 C 语言重写了 Unix 的第三版内核。至此,Unix 这个操作系统修改、移植相当便利,为 Unix 日后的普及打下了坚实的基础。而 Unix 和 C 完美地结合成为一个统一体,C 与 Unix 很快成为世界的主导。
Unix 的第一篇文章 “The UNIX Time Sharing System” 由 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 于 1974年7月 的 the Communications of the ACM 发表。这是 UNIX 与外界的首次接触。结果引起了学术界的广泛兴趣并对其源码索取,所以,Unix 第五版就以“仅用于教育目的”的协议,提供给各大学作为教学之用,成为当时操作系统课程中的范例教材。各大学公司开始通过 Unix 源码对 Unix 进行了各种各样的改进和扩展。于是,Unix 开始广泛流行。
1978 年,对 Unix 而言是革命性的一年,因为学术界的老大伯克利大学,推出了一份以第 6 版为基础,加上一些改进和新功能而成的 Unix。这就是著名的“1 BSD (1st Berkeley Software Distribution)”,开创了 Unix 的另一个分支:BSD 系列。 同时期,AT&T 成立 USG,将 Unix 变成商业化的产品。从此,BSD 的 Unix 便和 AT&T 的 Unix 分庭抗礼,Unix 就分为 System IV 和 4.x BSD 这两大主流,各自蓬勃发展。
1979 年发布的 Unix 第 7 版被称为是“最后一个真正的 Unix”,这个版本的 Unix 内核只有 40K bytes。后来这个版本被移植到 VAX 机上。20 世纪 80 年代相继发布的 8、9、10 版本只授权给了少数大学。
1982 年,AT&T 基于版本 7 开发了 UNIX System Ⅲ 的第一个版本,这是一个商业版本仅供出售。为了解决混乱的 Unix 版本情况,AT&T 综合了其他大学和公司开发的各种 Unix,开发了 Unix System V Release 1。这个新的 Unix 商业发布版本不再包含源代码,所以加州大学 Berkeley 分校继续开发 BSD Unix,作为 Unix System III 和 V 的替代选择。BSD 对 Unix 最重要的贡献之一是 TCP/IP。BSD 有 8 个主要的发行版中包含了 TCP/IP:4.1c、4.2、4.3、4.3-Tahoe、4.3-Reno、Net2、4.4 以及 4.4-lite。这些发布版中的 TCP/IP 代码几乎是现在所有系统中 TCP/IP 实现的前辈,包括 AT&T System V Unix 和 Microsoft Windows 中的 TCP/IP 都参照了 BSD 的源码。
同时,其他一些公司也开始为其自己的小型机或工作站提供商业版本的 UNIX 系统,有些选择 System V 作为基础版本,有些则选择了 BSD。BSD的一名主要开发者,Bill Joy,在 BSD 基础上开发了 SunOS,并最终创办了 Sun Microsystems。
1991 年,一群 BSD 开发者 (Donn Seeley、Mike Karels、Bill Jolitz 和 Trent Hein) 离开了加州大学,创办了 Berkeley Software Design. Inc (BSDI)。BSDI 是第一家在便宜常见的 Intel 平台上提供全功能商业 BSD UNIX 的厂商。后来 Bill Jolitz 离开了 BSDI,开始了 386BSD 的工作。386BSD 被认为是 FreeBSD、OpenBSD 和 NetBSD、DragonFlyBSD 的先辈。
这是一个 AT&T 妄图私有化的 Unix 的时代。为了私有化 Unix,1986 年 IEEE 指定了一个委员会制定了一个开放作业系统的标准,称为 POSIX (Portable Operating Systems Interface)。最后加上个 X,不知道是为了好听,还是因为这本质上是 Unix 的标准。当然,AT&T 的 Unix 取得了这个标准制订战争的胜利,还取得了 Unix 这个注册商标。此时 BSD 的拥护者自喻为冷酷无情的公司帝国的反抗军。就销售量来说,AT&T Unix 始终赶不上 BSD/Sun。到 1990 年,AT&T 与 BSD 版本已难明显区分,因为彼此都有采用对方的新发明。
这段时期,从实验室出来的被全世界所分享的 Unix,正处于被私有化的关键时期。
BSDI 很快就与 AT&T 的 UNIX Systems Laboratories(USL) 附属公司 产生了法律纠纷,USL 是 AT&T 注册的公司。AT&T 为了拥有 System V 版权以及 Unix 商标,为了垄断 Unix,1992 年,USL 正式对 BSDI 提起诉讼,说 BSD 剽窃他的源码,而最终了结了好评如潮的 BSD 系统。
由于最后判决悬而未决,这桩法律诉讼将 BSD 后裔的开发,特别是自由软件,延迟了两年,这导致没有法律问题的 Linux 内核获得了极大的支持。Linux 跟 386BSD 的开发几乎同时起步,Linus 说,当时如果有自由的基于 386 的 Unix-like 操作系统,他就可能不会创造 Linux。尽管无法预料这给以后的软件业究竟造成了什么样的影响 (如果没有这个法律纠纷,很有可能没有今天的革命性的 Linux),但有一点可以肯定,Linux 更加丰富了这块土壤。
这场官司一直打到 AT&T 将自己的 Unix 系统实验室卖掉,新接手的 Novell 公司采取了一种比较开明的做法,允许 BSDI 自由发布自己的 BSD,但是前提是必须将来自于 AT&T 的代码完全删除,于是诞生了 4.4 BSD Lite 版,由于这个版本不存在法律问题,4.4BSD Lite 成为了现代 BSD 系统的基础版本。
这桩诉讼最终在 1994年1月 了结,更多地满足了 BSDI 的利益。伯克利套件的 18,000 个文件中,只有 3 个文件要求删除,另有 70 个文件要求修改,并显示 USL 的版权说明。这项调解另外要求,USL 不得对 4.4BSD 提起诉讼,不管是用户还是 BSDI 代码的分发者。于是,BSD Unix 走上了复兴的道路。BSD 的开发也走向了几个不同的方向,并最终导致了 FreeBSD、OpenBSD 和 NetBSD 的出现。
从 AT&T 意识到了 Unix 的商业价值,不再将 Unix 源码授权给学术机构以来,到以后的几十年,Unix 仍在不断变化,其版权所有者不断变更,授权者的数量也在增加。Unix 的版权曾经为 AT&T 所有,之后 Novell 拥有了 Unix,再之后 Novell 又将版权出售给了 SCO (这一事实双方尚存在争议,这里是最新进展)。有很多大公司在取得了 Unix 的授权之后,开发了自己的 Unix 产品。(几年前,据传闻微软为了限制 Linux,微软让 SCO 到法院告Linux 剽窃其源码)
由于 Unix 是由 C 语言写的,所以修改和移植都很容易,因此,很多商业公司及学术机构均加入这个操作系统的研发,各个不同版本的 Unix 也开始蓬勃发展。这才产生了今天这么多的各式各样的 Unix 衍生产品。如 AIX、Solaris、HP-UX、IRIX、OSF、Ultrix 等等。(这些商业化的 Unix 基本上都是源于 AT&T 授权的 Unix System V)
AT&T 的这种商业态度,让当时许许多的 Unix 的爱好者和软件开发者们感到相当的痛心和忧虑,他们认为商业化的种种限制并不利于产品的发展,相反还能导制产品出现诸多的问题。随着商业化 Unix 版本的种种限制和诸多问题,引起了大众的不满和反对。于是,大家开始有组织地结成“反叛联盟”以此对抗欺行罢市的 AT&T 等商业化行为。
另一方面,关于“大教堂” (集权、封闭、受控、保密) 和“集市” (分权、公开、精细的同僚复审) 两种开发模式的对比成为了新思潮的中心思想。这个新思潮对 IT 业产生了非常深远影响,为整个计算机世界带来了革命性的价值观。
此时,一个名叫 Richard M.Stallman 的领袖出现了,他认为 Unix 是一个相当好的操作系统,如果大家都能够将自己所学贡献出来,那么这个系统将会更加的优异!他倡导的 Open Source 的概念,就是针对 Unix 反对实验室里的产品商业化私有化这一事实。尽管 Stallman 既不是、也从来没有成为一个 Unix 程序员,但在后 1980 的大环境下,实现一个仿 Unix 操作系统成了他追求的明确战略目标。Richard M.Stallman 早期的捐助者大都是新踏入 Unix 土地的老牌 ARPANET 黑客,他们对代码共享的使命感甚至比那些有更多 Unix 背景的人强烈。
为了这个理想,Richard M.Stallman 于 1984 年创业了 GNU,计划开发一套与 Unix 相互兼容的的软件。1985 年 Richard M.Stallman 又创立了自由软件基金会 (Free Software Foundation) 来为 GNU 计划提供技术、法律以及财政支持。尽管 GNU 计划大部分时候是由个人自愿无偿贡献,但 FSF 有时还是会聘请程序员帮助编写。当 GNU 计划开始逐渐获得成功时,一些商业公司开始介入开发和技术支持。当中最著名的就是之后被 Red Hat 兼并的 Cygnus Solutions。
GNU 组织的建立,延续了当年 Unix 刚出现时的情形,并为这种情形建立了可靠的法律和财务保障。GNU 工程十几年以来, 已经成为一个对软件开发主要的影响力量, 创造了无数的重要的工具。例如:强健的编译器,有力的文本编辑器,甚至一个全功能的操作系统。从那时开始,许多程序员聚集起来开始开发一个自由的、高质量、易理解的软件,让这使得 Unix 社区生机勃勃,一派繁荣景象。
自 90 年代发起这个计划以来,GNU 开始大量的产生或收集各种系统所必备的组件,包括函数库、编译器、调式工具、文本编辑器、网站服务器,以及一个 Unix 的使用者接口 (Unix shell) ,等等。但由于种种原因,GNU 一直没有开发操作系统的 kernel。正当 Richard M.Stallman 在为操作系统内核伤脑筋的时候,Linux 出现了。
1990 年,Linus Torvalds 还是芬兰赫尔辛基大学的一名学生,最初是用汇编语言写了一个在 80386 保护模式下处理多任务切换的程序,后来从Minix (Andy Tanenbaum 教授所写的很小的 Unix 操作系统,主要用于操作系统教学) 得到灵感,进一步产生了自认为狂妄的想法——写一个比 Minix 更好的 Minix,于是开始写了一些硬件的设备驱动程序,一个小的文件系统。这样 0.0.1 版本的 Linux 就出来了,但是它只具有操作系统内核的勉强的雏形,甚至不能运行,你必须在有 Minix 的机器上编译以后才能玩。这时候 Linus 已经完全着迷而不想停止,决定踢开 Minix,于是在 1991年10月5号 发布 Linux 0.0.2 版本,在这个版本中已经可以运行 bash 和 gcc。
从一开始,Linus 就决定自由扩散 Linux,包括原代码,随即 Linux 引起黑客们的注意,通过计算机网络加入了 Linux 的内核开发。Linux 倾向于成为一个黑客的系统——直到今天,在 Linux 社区里内核的开发被认为是真正的编程。由于一批高水平黑客的加入,使 Linux 发展迅猛,几乎一两个礼拜就有新版或修正版的出现,到 1993 年底 94 年初,Linux 1.0 终于诞生了! Linux 1.0 已经是一个功能完备的操作系统,而且内核写得紧凑高效,可以充分发挥硬件的性能,在 4M 内存的 80386 机器上也表现得非常好,至今人们还在津津乐道。时至今日,kernel 的版本已经出到 2.6。Linux 的发展不像传统的软件工程,它完全是透过网络,集合世界各地的高手而成的一套操作系统,在这里我们也可以见识到网络快速传播的威力。Linux 初次让整个世界感觉到了开源力量和网络力量的如此强大。(Linux 的标志和吉祥物是一只名字叫做 Tux 的 企鹅,标志的由来是因为 Linus 在澳洲时曾被一只动物园里的企鹅咬了一口,便选择了企鹅作为 Linux 的标志。)
Linux 的历史是和 GNU 紧密联系在一起的。从 1983 年开始的 GNU 计划致力于开发一个自由并且完整的类 Unix 操作系统,包括软件开发工具和各种应用程序。到 1991 年 Linux 内核发布的时候,GNU 已经几乎完成了除了系统内核之外的各种必备软件的开发。在 Linus Torvalds 和其它开发人员的努力下,GNU 组件可以运行于 Linux 内核之上。整个内核是基于 GNU 通用公共许可,也就是 GPL (GNU General Public License,GNU 通用公共许可证) 的,但是 Linux 内核并不是 GNU 计划的一部分。1994 年 3 月,Linux 1.0 版正式发布,Marc Ewing 成立了 Red Hat 软件公司,成为最著名的 Linux 分销商之一。
严格来讲,Linux 这个词本身只表示 Linux 内核,但在实际上人们已经习惯了用 Linux 来形容整个基于 Linux 内核、并且使用 GNU 工程各种工具和应用程序的操作系统 (也被称为 GNU/Linux)。基于这些组件的 Linux 软件被称为 Linux 发行版。一般来讲,一个 Linux 发行套件包含大量的软件,比如软件开发工具,数据库,Web 服务器 (例如 Apache),X Window,桌面环境 (比如 GNOME 和 KDE),办公套件 (比如 OpenOffice.org),等等。
1991 至 1995 年间,Linux 从概念型的 0.1 版本内核原型,发展成为能够在性能和特性上均堪媲美专有 Unix 的操作系统,并且在连续正常工作时间等重要统计数据上打败了这些 Unix 中的绝大部分。1995 年,Linux 找到了自己的杀手级应用——开源的 web 服务器 Apache。就像 Linux,Apache出众地稳定和高效,很快,运行 Apache 的 Linux 机器成了全球 ISP 平台的首选。约 60% 的网站选用 Apache,轻松击败了另两个主要的专有型竞争对手。今天的 LAMP (Linux, Apache, MySQL, PHP) 已经成为了架构 Web 服务器的主要首选。
现如今的 Linux 不但可以装在几乎所有的主流服务器上,当然也包括桌面的 X86 系统中。其还常常被用于嵌入式系统,机顶盒、手机、交换机、游戏机、PDA、网络交换机、路由器等等,都是因为 Linux 那精彩的内核。
Linux 的出现,不仅仅给世界带来了一个免费的操作系统,也不仅仅是对 Unix 自由、共享的文化的延续,它的出现带给了计算机世界自 Unix、GNU 以来更为成熟的思想和文化。
Linux 今天的领袖
Linux 和 GNU 关系是比较微妙的。那时,自由软件基金会编写的用户软件工具包铺平了一条摆脱高成本专有软件开发工具的前进道路。意识服从经济,而不是领导:一些新手加入了 RMS 的革命运动,高举 GPL 大旗,另一些人则更认同整体意义上的 Unix 传统,加入了反对 GPL 的阵营,但其他大部分人置身事外,一心编码。
Linus Torvalds 巧妙地跨越了 GPL 和反 GPL 的派别之争。他利用 GNU 工具包搭起了自创的 Linux 内核,用 GPL 的传染性质保护它,但拒绝认同 Richard M.Stallman 的许可协议反映的思想体系计划。Linus Torvalds 明确表示他认为自由软件一般情况下更好,但他偶尔也用专有软件。即使在他自己的事业中,他也拒绝成为狂热分子。这一点极大地吸引了大多数黑客,他们虽然早就反感 Richard M.Stallman 的言辞,但他们的怀疑论一直缺个有影响力或者令人信服的代言人。而 Linus Torvalds 正好充当了这一角色。
Linus Torvalds 令人愉快的实用主义及灵活而低调的行事风格,促使黑客文化在 1993 至 1997 年间取得了一连串令人惊奇的胜利,不仅仅在技术上的成功,还让围绕 Linux 操作系统的发行、服务和支持产业有了坚实的开端。结果,他的名望和影响也一飞冲天。Torvalds 成为了互联网时代的英雄;到 1995 年为止,他只用了四年时间就在整个黑客文化界声名显赫,而 Richard M.Stallman 为此花了十五年,而且他还远远超过了 Stallman 向外界贩卖“自由软件”的记录。与 Torvalds 相比,Richard M.Stallman 的言辞渐渐显得既刺耳又无力。(参看《Linus Torvalds 语录 Top 10》)
今天,我们也说不清楚是 GNU Linux 还是 Linux GNU。Linux 既不排斥开源,也不排斥商业化,Linus 认为好的软件是需要免费和商业化共同推进的。正是这种革命性的想法,造就了今天的 Linux 火红的局面 (参看《谁写了 Linux》、《Linux 基金会的广告》、《Linux Distribution Timeline》)。Linux 就像一股清泉流入了所有人的心中,引发了很多的启迪和思考。
黑客的文化和 Unix 的商业化存在着必然的联系。自从 Unix 出现,黑客文化就与之而来。
1993 初,一个悲观的观察家撰文指出,已经有理由认为 Unix 的传奇故事连同他带有黑客文明将一同破产。许多人预测,从那时起 Unix 将在六月内死亡。他们很清楚,十年的 Unix 商业化,使自由跨平台的 Unix 梦以失败告终。Unix 允诺的跨平台可移植性,在一打大公司专有的 Unix 版本之间不停地斗嘴中丢失,一个完美的操作系统最终沦为多种版本的一团乱麻,这应该说是人类文明史上的一个重大悲剧。
在专有软件社会中,只有像微软一样的“集权制,大教堂”生产方式才能成功。那个时代的人悲观地相信,技术世界的个人英雄主义时代已经结束,软件工业和发展中的互联网络将逐渐地由像微软一样的巨型企业支配,再也没有“佐罗”,世界是恺撒大帝的世界,计算机文明将进入黑暗的帝国时代。黑客已经死了,自由不复存在。
自从 Unix 出现以来,第一代的 Unix 黑客似乎垂垂老矣,衣食不饱 (Berkeley 计算机科学研究组在 1994 年丢失了自己基金)。这是一个抑压的时代。专有的商业 Unix 的结果证明那么沉重、那么盲目、那么不适当,以致微软能够用那次等技术的 Windows 抢走他们生存的空间,拿走他们的干粮。黑客世界的残余力量被逼到了世界上的角落里,苟延残喘。
就在黑客文化日渐衰落之时,美国新闻周刊的资深记者 Steven Levy 完成了著名的《黑客列传》一书,书中着力介绍了一个人物:Richard M.Stallman 的故事,他是麻省理工学院 (MIT) 人工智能实验室领袖人物,坚决反对实验室的研究成果商业化。他是商业软件社会中坚强的一员,决不随波逐流,建立了全新的黑客文化。
Richard M.Stallman (他的登陆名 RMS 更为人熟知) 早在 1970 年代晚期就已经证明他是当时最有能力的程序员之一。Emacs 编辑器就是他众多发明中的一项。RMS 的目标是将后 1980 的松散黑客社群变成一台有组织的社会化机器以达到一个单纯的革命目标。也许他未意识到,他的言行与当年卡尔·马克思号召产业无产阶级反抗工作的努力如出一辙。RMS 宣言引发的争论至今仍存于黑客文化中。他的纲要远不止于维护一个代码库,已经暗含了废除软件知识产权主张的精髓。RMS 通过“自由软件(free software)”让黑客文化更加有自我意识。当然,这个充满魅力又具争议的人物本身已经成为了一个黑客文化英雄。
只有痴迷的“黑客”和具有创造力的怪人结成的反叛联盟才能把我们从愚蠢中拯救出来——他们接着教导我们,真正的专业和奉献精神,正是我们在屈服于世俗观念的“合理商业做法”之前的所作所为。 ——《The Art of Unix Programming》
RMS 让世界上所有的人都知道,入侵电脑系统只是低级不入流的黑客干的事,真正的黑客,是为了自由,为了软件的自由,为了挑战计算机世界中的霸权主义而斗争。他们不是街头小混混,他们更像是绿林好汉,更像是罗宾汉,更像是佐罗,就像渴望民主的人民同专制的政府斗争一样。RMS 领导着许多的黑客通过互联网向专有软件发出宣战。
X Windows 是首批由服务于全球各地不同组织的许多个人以团队形式开发的大规模开源项目之一。电子邮件使创意得以在这个群体中快速传播,问题由此得以快速解决,而开发者可以人尽其才。软件更新可以在数小时之内发送到位,使得每个节点在整个开发过程中步调一致。网络改变了软件的开发模式。
另一方面,RMS 的理论体系有许多东西非常有争议,他的 GPL 被认为是一种“病毒式”的协议,BSD 的 fans 和老牌 Unix 黑客们认为,他们编写Unix 的年头都比 GPL 声明要长得多,GPL 依然有太多的限制,而 BSD 协议则比 GPL 更加的自由。另一方面,RMS 走向了另一个极端,他是完全反版权的,反商业化的,把软件产品从强制收费推向了强制免费、共享和开源,这也为他带来了许多许多的争议。
在 RMS 组织黑客闹革命的年代里,没有多少黑客认同于 RMS 的理论体系,更多的他们参与 GNU 只是为了体现那种在互联网上协同工作,令人激动的工作模式。自从 GNU 设立以来,争议不断,而黑客文化却从未有统一在他的理想体系之下。
自从 Linux 出现以后,一个新的黑客领袖出现了,Linus Torvalds 的中庸态度网聚了世界上顶尖的黑客,其绕过了 GPL 和反 GPL 的派系之争,他使用 GNU 的工具从而以 GPL 的“传染性”保护了 Linux,但他同时也不承认 RMS 的理论思想体系,他即开源,又支持商业化。虽然,他没有带给黑客们什么重要的思想体系或统一的价值观,但他整合了全世界黑客的阵营,让所有的黑客的行为都围绕着 Linux 这一事物进行。他以“用自由软件是因为它运行得更好”轻而易举地盖过了“用自由软件是因为所有软件都该是自由的”。
1998 年初,这种新思潮促使网景公司 (Netscape Communications) 公布了其 Mozilla 浏览器的源码。媒体对此事件的关注促成了 Linux 在华尔街的上市,推动了 1999-2001 年间科技股的繁荣。事实证明,此事无论对黑客文化的历史还是对 Unix 的历史都是一个转折点。
下面的文字出自《The Art of Unix Programming》。令今天我们所有人所反思。
在 Unix 历史中,最大的规律就是: (看看《谁写了 Linux》,你就会知道这一规律)
距开源越近就越繁荣。任何将 Unix 专有化的企图,只能陷入停滞和衰败。
回顾过去,我们早该认识到这一点。1984 年至今,我们浪费了十年时间才学到这个教训。如果我们日后不思悔改,可能还得大吃苦头。
虽然我们在软件设计这个重要但狭窄的领域比其他人聪明,但这不能使我们摆脱对技术与经济相互作用影响的茫然,而这些就发生在我们的眼皮底下。即使 Unix 社区中最具洞察力、最具远见卓识的思想家,他们的眼光终究有限。对今后的教训就是:过度依赖任何一种技术或者商业模式都是错误的——相反,保持软件及其设计传统的的灵活性才是长存之道。
另一个教训是:别和低价而灵活的方案较劲。或者,换句话说,低档的硬件只要数量足够,就能爬上性能曲线而最终获胜。经济学家 Clayton Christensen称之为“破坏性技术”,他在《创新者窘境》(The Innovator’s Dilemma) [Christensen]一书中以磁盘驱动器、蒸汽挖土机和摩托车为例阐明了这种现象的发生。当小型机取代大型机、工作站和服务器取代小型机以及日用 Intel 机器又取代工作站和服务器时,我们也看到了这种现象。开源运动获得成功正是由于软件的大众化。Unix 要繁荣,就必须继续采用吸纳低价而灵活的方案的诀窍,而不是去反对它们。
最后,旧学派的 Unix 社区因采用了传统的公司组织、财务和市场等命令机制而最终未能实现“职业化”。只有痴迷的“黑客”和具有创造力的怪人结成的反叛联盟才能把我们从愚蠢中拯救出来——他们接着教导我们,真正的专业和奉献精神,正是我们在屈服于世俗观念的“合理商业做法”之前的所作所为。
Unix 族谱
Unix 的故事仍旧延续着……,许多网站也为这段历史留下记录。一个详细记录 Unix 历史的网站(http://www.levenez.com/unix/),这个网站忠实记载着 1969~2005 年 Unix 发展的大事,而且还有 PDF 档案可供下载,上面有一个庞大的 Unix 家族版本树,让人叹为观止。网站的首页陈列每个时期 Unix 的历史,也代表着无数工程师的心血与努力。
现在的文献中提到 Unix 基本上是说,由 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 共同开发的。而通过历史我们也能发现,Unix 的主要是由 Ken Thompson 写下的。但在学术界,Dennis Ritchie 的名字往往被排在了 Ken Thompson 前面的。这就是因为,Dennis Ritchie 不但发明了 C 语言,而且当时他设计 Unix 操作系统的设计思想,影响了整个世界,直到今天。
当时,他们开发 Unix,没有正式立项,是 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 等少数几个人偷偷干的,如果一切都要从头从新设计,那几乎是不可能的。所以,Unix 吸取与借鉴了 Multics 的经验,如内核,进程,层次式目录,面向流的 I/O,把设备当作文件,……等等。但是 Unix 在继承中又有创新,比如 Unix 采用一种无格式的文件结构,文件由字节串加组成。这带来两大好处:一是在说明文件时不必加进许多无关的“填充物”,二是任何程序的输出可直接用作其他任何程序的输入,不必经过转换。后面这一点叫做“管道” (piping),这就是 Unix 首创的。此外,像把设备当作文件,从而简化了设备管理这一操作系统设计中的难题,虽然不是 UNIX 的发明,但是实现上它采用了一些新方法,比 Multics 更高明一些。
下面是 Unix 的特点:(30 多年过去了,这些东西早已变成经典)
Everything (including hardware) is a file
所有的事物(甚至硬件本身)都是一个的文件。
Configuration data stored in text
以文本形式储存配置数据。
Small, single-purpose program
程序尽量朝向小而单一的目标设计
Avoid captive user interfaces
尽量避免令人困惑的用户接口
Ability to chain program together to perform complex tasks
将几个程序连结起来,处理大而复杂的工作。
Unix 的影响和哲学
Unix 是第三次工业革命中计算机软件领域最具代表性的产物。在这近 40 年中,由 Unix 造成的影响是最有深远意义的。就我看来,Unix 为软件领域带来了至少以下有积极的东西,由这些东西所引发的直接或间接的事物更是举不胜数。
软件开发的若干哲学和思想。
全民参与推动软件,代码共享的模式。
开启了黑客文化和开源项目。
免费和商业的完美结合的 Linux。
C 语言,而后发展的 C++,Java 等等类 C 的语言和脚本。(参看《C 语言的演变史》)
TCP/IP,其的 Socket 编程已成为今天通用的网络编程主流。(参看《到处都是 Unix 的胎记》)
不能不说,AT&T 虽然发展了 Unix,但今天 Unix 的混乱的局面也和 AT&T 有着直接原因。但反过来说,如果没有 AT&T 的反面教材,今天的 GNU/Linux 很有可能也不会出现。AT&T 究竟是限制了 Unix 的发展,还是以反面示例促进了 Unix 社区,已不好评说。今天,软件是商业化好还是开源好的争论还在继续,纵观这几十年来 Unix 的历史,Linux 的划时代的出现,相信你会得出自己的结论。不管怎么样,Unix 的经历对计算机领域贡献的不单单是技术,他给我们提供了丰富而生动的教材。特别是 Unix 引发的哲学,让今天的我们依然受益匪浅。
说到 Unix 为我们所带来的软件开发的哲学,我必需要说一说。Unix 遵循的原则是 KISS(Keep it simple, stupid)。在 http://en.wikipedia.org/wiki/Unix_philosophy 上有很多的基本上大同小异的 Unix 哲学,都是很经典的。
Doug McIlroy 是认为 Unix 的哲学是这样的:三条哲学,简明扼要,就是这三条哲学贯穿着整个 Unix 世界。尤其是第一条“do one thing and do it well”真是相当精彩!
Write programs that do one thing and do it well.
Write programs to work together.
Write programs to handle text streams, because that is a universal interface.
只要是 Unix 的程序员,他们会比别的程序员在任何时候都会不停地强调着这三条哲学。
而《The Art of Unix Programming》总结了下面这些哲学,都是至理名言啊。
Rule of Modularity: Write simple parts connected by clean interfaces.
Rule of Clarity: Clarity is better than cleverness.
Rule of Composition: Design programs to be connected to other programs.
Rule of Separation: Separate policy from mechanism; separate interfaces from engines.
Rule of Simplicity: Design for simplicity; add complexity only where you must.
Rule of Parsimony: Write a big program only when it is clear by demonstration that nothing else will do.
Rule of Transparency: Design for visibility to make inspection and debugging easier.
Rule of Robustness: Robustness is the child of transparency and simplicity.
Rule of Representation: Fold knowledge into data so program logic can be stupid and robust.
Rule of Least Surprise: In interface design, always do the least surprising thing.
Rule of Silence: When a program has nothing surprising to say, it should say nothing.
Rule of Repair: When you must fail, fail noisily and as soon as possible.
Rule of Economy: Programmer time is expensive; conserve it in preference to machine time.
Rule of Generation: Avoid hand-hacking; write programs to write programs when you can.
Rule of Optimization: Prototype before polishing。 Get it working before you optimize it.
Rule of Diversity: Distrust all claims for “one true way”.
Rule of Extensibility: Design for the future, because it will be here sooner than you think.
X Windows 的设计者 Mike Gancarz 给出了下面九条哲学思想
Small is beautiful.
Make each program do one thing well.
Build a prototype as soon as possible.
Choose portability over efficiency.
Store data in flat text files.
Use software leverage to your advantage.
Use shell scripts to increase leverage and portability.
Avoid captive user interfaces.
Make every program a filter.
在今天,这种思想依然被传承着,在影响着世界上各个角落的每一个程序员。
Unix 痛恨者手册
这里还需要值得一提的是一本叫《The Unix-Haters Handbook》,中文译做《Unix 痛恨者手册》。可以在这里下载:http://research.microsoft.com/~daniel/uhh-download.html。其中以调侃的语气声讨了 Unix 的种种不是。虽然这是十年前的一本书了,但还是值得一读。这本书指出了许多 Unix 的设计错误,指出了种种看起来很合理的设计走向了荒谬,还这样调侃了 C 语言——“如果说 C 语言给足了让你上吊的绳子,那么,C++ 在给了你足够的绳子把你的邻居全部捆起来之后,还给了你足够的绳子让你为一艘小帆船装上帆,最后你还有足够的绳子把自己吊死在帆船的桅杆上”。呵呵,相当的尖酸刻薄吧。里面有一句对操作系统的评价是这样的: “The fundamental difference between Unix and the Macintosh operating system is that Unix was designed to please programmers, whereas the Mac was designed to please users. Windows, on the other hand, was designed to please accountants.”(Windows设计给会计人员?!连计算机用户都不是了,呵呵)
不过,我可以感觉得到这本书的作者在书中对 Unix 的感情是比较复杂的,爱恨交加,在书的最后有这样一句话 “would anyone have spent this much time and effort writing about how much they hated Unix if they didn’t secretly love it? I’ll leave that to the readers to judge, but in the end, it really doesn’t matter: If this book doesn’t kill Unix, nothing will”。是的,如果 Unix 能够存活这么长的时间,那么,不会有什么东西可以把他消灭了。
从《Unix 痛恨者手册》这本书,再加上 Unix 的历史,我们可以感到 Unix 的经历的风风雨雨,在 Unix 上面出现有种种教训,近 40 年的历程,Unix 历经磨难,几近夭折,一路走来的确很不容易,让人由衷感叹。今天的 Unix,今天的软件工业和以前相比已是不可同日而语。很大程度上,这些都要归功于这个充满苍桑的 Unix。
后记
在中国我们开始学习计算机的时候,我们被 Microsoft 所创造的文化所笼罩里。就在 Unix 出现革命性的转变,在 Unix 影响计算机世界文化的那几年里,科班出生专业开发人员学习的是 MS-DOS 和微软的文化,我们犹如一个井底之蛙一样,对外面的翻天覆地的变化无动于衷。微软创造的文化在我们这里尤其地根深蒂固,我们几乎忘记了另外一边的 Unix (参看《Unix 40年:Unix 年鉴》、《Unix 40 年:昨天,今天和明天》)。
在那充满激情的 Unix 的岁月里,大伙为了科研目的或个人兴趣在 Unix 上进行各种开发,并且不计较金钱利益,将这些源码公开,互相共享。在那里,开发和自由成为主题,正因为如此,当今的世界才如此丰富多采。在 40 年 Unix 文化和技术积淀的里面,蕴涵着比较纯正的计算机文化和思想。
纵观整个 Unix 的历史过程中,许许多多的程序员、工程师前辈们在 Unix 中所摸爬滚打,他们的辛勤地、他们呕心沥血地跟随 Unix,努力建立一个繁荣的计算机世界的文明。Unix 不是一个简简单单的操作系统。有人说,Unix 是程序员设计给程序员的,一点没错。Unix 的近 40 年历史造就了它的博大精深,它给程序员们带来的绝不仅仅只是技术上的知识。它的失误,它的无奈,它的精神,它的荣耀,它从技术和思想上都启迪着我们。对于程序员来说,学习 Unix 就等同于向前辈程序学习。无论你是什么样的程序员,你都应该了解 Unix,这是开发人员的根,前面的开发者造就了它,而它又在引领后面的开发人员,它是前辈程序员们交给我们的一份礼物,一个接力棒,它是开发人员赖以生存的土壤,是上一辈程序员留给我们这一代程序员开启未来的钥匙。Unix 就像一个程序员教父一样,理当受到我们的尊敬和崇拜。