【转载】Unix设计哲学 & 回车换行八卦 & EOF八卦 & UNIX目录结构八卦

昨天看了这篇文章《关于Unix哲学》

首先用了两个例子，用风扇吹出空肥皂盒和太空铅笔，来说明简单设计也能派上作用吧。

Unix哲学，Wikipedia上列出了好几个版本，不同的人有不同的总结。发明管道命令的Doug McIlroy总结了三条，而Eric S. Raymond则在The Art of Unix Programming一书中，一口气总结了17条。

但是所有人都同意，"简单原则"----尽量用简单的方法解决问题----是"Unix哲学"的根本原则。这也就是著名的KISS（keep it simple, stupid），意思是"保持简单和笨拙"。

如果你想最简单地完成一项编程任务，我认为可以从四个方面入手：

1. 清晰原则。
代码要写得尽量清晰，避免晦涩难懂。清晰的代码不容易崩溃，而且容易理解和维护。重视注释。
不为了性能的一丁点提升，而大幅增加技术的复杂性，因为复杂的技术会使得日后的阅读和维护更加艰难。
 
2. 模块原则。
每个程序只做一件事，不要试图在单个程序中完成多个任务。在程序的内部，面向用户的界面（前端）应该与运算机制（后端）分离，因为前端的变化往往快于后端。
 
3. 组合原则。
不同的程序之间通过接口相连。接口之间用文本格式进行通信，因为文本格式是最容易处理、最通用的格式。
这就意味着尽量不要使用二进制数据进行通信，不要把二进制内容作为输出和输入。
 
4. 优化原则。
在功能实现之前，不要考虑对它优化。最重要的是让一切先能够运行，其次才是效率。
 
"先求运行，再求正确，最后求快。"（Make it run, then make it right, then make it fast.）
90%的功能现在能实现，比100%的功能永远实现不了强。先做出原型，然后找出哪些功能不必实现，那些不用写的代码显然无需优化。目前，最强大的优化工具恐怕是Delete键。

再来一个 CR和LF的八卦《回车和换行》

在计算机还没有出现之前，有一种叫做电传打字机（Teletype Model 33）的玩意，每秒钟可以打10个字符。但是它有一个问题，就是打完一行换行的时候，要用去0.2秒，正好可以打两个字符。要是在这0.2秒里面，又有新的字符传过来，那么这个字符将丢失。
于是，研制人员想了个办法解决这个问题，就是在每行后面加两个表示结束的字符。一个叫做"回车"，告诉打字机把打印头定位在左边界；另一个叫做"换行"，告诉打字机把纸向下移一行。
这就是"换行"和"回车"的来历，从它们的英语名字上也可以看出一二。
 
后来，计算机发明了，这两个概念也就被般到了计算机上。那时，存储器很贵，一些科学家认为在每行结尾加两个字符太浪费了，加一个就可以。于是，就出现了分歧。

Unix系统里，每行结尾只有"<换行>"，即"\n"；

Windows系统里面，每行结尾是"<回车><换行>"，即"\r\n"；

Mac系统里，每行结尾是"<回车>"。

一个直接后果是，Unix/Mac系统下的文件在Windows里打开的话，所有文字会变成一行；而Windows里的文件在Unix/Mac下打开的话，在每行的结尾可能会多出一个^M符号。

再来一个EOF的八卦（Link）

EOF不是特殊字符，而是一个定义在头文件stdio.h的常量，一般等于-1。

　　#define EOF (-1)

在Linux系统之中，EOF根本不是一个字符，而是当系统读取到文件结尾，所返回的一个信号值（也就是-1）。至于系统怎么知道文件的结尾，资料上说是通过比较文件的长度。

所以，处理文件可以写成下面这样：

　　int c;
　　while ((c = fgetc(fp)) != EOF) {
　　　　do something
　　}

这样写有一个问题。fgetc()不仅是遇到文件结尾时返回EOF，而且当发生错误时，也会返回EOF。因此，C语言又提供了feof()函数，用来保证确实是到了文件结尾。上面的代码feof()版本的写法就是：

　　int c;
　　while (!feof(fp)) {
　　　　c = fgetc(fp);
　　　　do something;
　　}

但是，这样写也有问题。fgetc()读取文件的最后一个字符以后，C语言的feof()函数依然返回0，表明没有到达文件结尾；只有当fgetc()向后再读取一个字符（即越过最后一个字符），feof()才会返回一个非零值，表示到达文件结尾。

所以，按照上面这样写法，如果一个文件含有n个字符，那么while循环的内部操作会运行n+1次。所以，最保险的写法是像下面这样：

　　int c = fgetc(fp);
　　while (c != EOF) {
　　　　do something;
 
　　　　c = fgetc(fp);
　　}
　　if (feof(fp)) {
　　　　printf("\n End of file reached.");
　　} else {
　　　　printf("\n Something went wrong.");
　　}

EOF还可以表示标准输入的结尾。

　　int c;
　　while ((c = getchar()) != EOF) {
　　　　putchar(c);
　　}

但是，标准输入与文件不一样，无法事先知道输入的长度，必须手动输入一个字符，表示到达EOF。

Linux中，在新的一行的开头，按下Ctrl-D，就代表EOF（如果在一行的中间按下Ctrl-D，则表示输出"标准输入"的缓存区，所以这时必须按两次Ctrl-D）；Windows中，Ctrl-Z表示EOF。（顺便提一句，Linux中按下Ctrl-Z，表示将该进程中断，在后台挂起，用fg命令可以重新切回到前台；按下Ctrl-C表示终止该进程。）

那么，如果真的想输入Ctrl-D怎么办？这时必须先按下Ctrl-V，然后就可以输入Ctrl-D，系统就不会认为这是EOF信号。Ctrl-V表示按"字面含义"解读下一个输入，要是想按"字面含义"输入Ctrl-V，连续输入两次就行了。

Unix目录结构的八卦（Link）

Unix（包含Linux）的初学者，常常会很困惑，不明白目录结构的含义何在。

举例来说，根目录下面有一个子目录/bin，用于存放二进制程序。但是，/usr子目录下面还有/usr/bin，以及/usr/local/bin，也用于存放二进制程序；某些系统甚至还有/opt/bin。它们有何区别？

一般是根据《Unix文件系统结构标准》（Filesystem Hierarchy Standard），死记硬背不同目录的区别。

/bin : Essential user command binaries (for use by all users)
 
/boot : Static files of the boot loader
 
/dev : Device files
 
/etc : Host-specific system configuration
 
/home : User home directories (optional)
 
/lib : Essential shared libraries and kernel modules
 
/media : Mount point for removeable media
 
/mnt : Mount point for a temporarily mounted filesystem
 
/opt : Add-on application software packages
 
/root : Home directory for the root user (optional)
 
/sbin : System binaries
 
/srv : Data for services provided by this system
 
/tmp : tmp

Rob Landley的简短解释，原来Unix目录结构是历史造成的。

1969年，Ken Thompson和Dennis Ritchie在小型机PDP-7上发明了Unix。1971年，他们将主机升级到了PDP-11。当时，他们使用一种叫做RK05的储存盘，一盘的容量大约是1.5MB。

没过多久，操作系统（根目录）变得越来越大，一块盘已经装不下了。于是，他们加上了第二盘RK05，并且规定第一块盘专门放系统程序，第二块盘专门放用户自己的程序，因此挂载的目录点取名为/usr。也就是说，根目录"/"挂载在第一块盘，"/usr"目录挂载在第二块盘。除此之外，两块盘的目录结构完全相同，第一块盘的目录（/bin, /sbin, /lib, /tmp...）都在/usr目录下重新出现一次。

后来，第二块盘也满了，他们只好又加了第三盘RK05，挂载的目录点取名为/home，并且规定/usr用于存放用户的程序，/home用于存放用户的数据。

从此，这种目录结构就延续了下来。随着硬盘容量越来越大，各个目录的含义进一步得到明确。

　　/：存放系统程序，也就是At&t开发的Unix程序。

　　/usr：存放Unix系统商（比如IBM和HP）开发的程序。

　　/usr/local：存放用户自己安装的程序。

　　/opt：在某些系统，用于存放第三方厂商开发的程序，所以取名为option，意为"选装"。

另外关于 /bin 和 /sbin 的区别（Link）

bin:
bin为binary的简写 主要放置一些系统的必备执行档 例如:cat、cp、chmod df、dmesg、gzip、kill、ls、mkdir、more、mount、rm、su、tar等。
 
/usr/bin:
主要放置一些应用软体工具的必备执行档 例如c++、g++、gcc、chdrv、diff、dig、du、eject、elm、free、gnome*、 gzip、htpasswd、kfm、ktop、last、less、locale、m4、make、man、mcopy、ncftp、 newaliases、nslookup passwd、quota、smb*、wget等。 
 
/sbin:
主要放置一些系统管理的必备程式 例如:cfdisk、dhcpcd、dump、e2fsck、fdisk、halt、ifconfig、ifup、 ifdown、init、insmod、lilo、lsmod、mke2fs、modprobe、quotacheck、reboot、rmmod、 runlevel、shutdown等。
 
/usr/sbin:
 
放置一些网路管理的必备程式例如:dhcpd、httpd、imap、in.*d、inetd、lpd、named、netconfig、nmbd、samba、sendmail、squid、swap、tcpd、tcpdump等

云主机

另一篇云主机的文章中（Link），我觉得下面这句比较有道理：

如果你想把钱藏在安全的地方，请问你是选择家中床垫下面，还是选择银行？这个比喻对服务器管理的方方面面都适用，不仅是安全性，还包括正常运行时间、带宽、负载管理、备份等等，都是我们占优。