论Java的interface与Linux kernel的Abstraction

 

    相信写过Java程序的都知道interface（接口）的概念，同时精通Linux kernel代码的人也应该熟悉Abstraction（抽象）的概念，原本这两个概念风马牛不相及，一个是高级语言的内建特性，一个是操作系统的设计模式，它们有什么相似之处呢？

 

    首先说说Linux kernel的Abstraction， kernel代码99%是用C写的（还有汇编），C是面向过程的编程语言，在架构大型复杂的软件系统时，其实C不是太被推荐使用的，面向对象则使用的较多，不可否认Linux kernel的巨型和复杂是现在任何一个其他软件工作都很难比拟的，那为什么kernel还使用C呢？为什么kernel不用C++呢？ 这个问题追溯起来就复杂了，很大程度上是由于历史的原因，在1992年时，linus曾尝试用C++重写kernel（那是的kernel代码行数还比较少），最后放弃了尝试，据linus说是因为当时的C++编译器非常慢（现在已改进很多了），导致kernel性能严重下降，所以linus乖乖的又继续用C写kernel了，直到现在还有很多人提出用C++重写kernel，起码重写kernel的一部分，为什么这个问题被讨论了这么久？ 答案就在于kernel中存在着大量的面向对象特性。

 

    相信看多kernel代码的人都会同意这句话“kernel中存在着大量的面向对象特性”， 在kernel community中面向对象这个词没有被提及太多，他们更习惯称之为Abstraction， kernel中处处都存在着Abstraction， 如广为人知的VFS，driver实现，socket实现，net实现，sysfs，具体而言Abstraction在kernel中的普遍存在形式是数据结构的抽象化，OO语言中的method对应与C语言中的函数指针，举个例子，要写一个新的driver，你需要实现你的数据结构，此数据结构中需包含driver的初始化函数，及其他操作函数，这些函数的原型是你无法改变的，你只能根据这些函数原型提供driver的具体实现，这不就是Java中的interface概念吗，kernel的扩展就是提供那些已定义好的interface的实现类。从设计模式的角度来看，这就是OCP，开闭原则。

 

    kernel中的Abstraction不仅仅只有interface模式这么简单，还包含了其他面向对象的一些属性，如继承，但类似java中interface这种抽象模式则是应用最为广泛的。

 

    如果想更深的了解Linux kernel中的面向对象，请看以下两篇文章，比本文说的更有深度，本文只是把kernel中的最常用设计模式和Java做了个通俗的比较而已

 

    Object-oriented design patterns in the kernel：

Part 1: http://lwn.net/Articles/444910/

Part 2: http://lwn.net/Articles/446317/