编写操作系统的平台之争：Windows还是*nix

平台之争：Windows还是*nix

本文摘自于渊编写的《orange's：一个操作系统的实现》一书

    读到这里，读者可能发现书中经常出现“如果你用的是Windows”或者“如果你用的是Linux”这样的字眼。有时这样的字眼甚至可能影响到你的阅读，如果真的这样请你原谅。我试图照顾尽量多的读者，但是对每一个人来讲，却必须面临一个选择──在什么平台下开发。本书第一版使用的是Windows平台，而在第二版中，我投诚了。接下来你会发现，虽然以后的行文会最大限度地兼顾Windows，但总体是以Linux为默认平台的。
    其实在什么平台下开发，有时纯粹是口味问题，或者是环境问题──你开始接触计算机时使用什么，很大程度上取决于你周围的人使用什么，而这往往对你的口味产生巨大而深远的影响。然而最早接触的未必是最适合的，在我亲身体会和比较之后，我决定从Windows彻底换到Linux，我想在这里说说为什么。请注意这不是布道会，更不是你开发自己的操作系统必须阅读的章节，我仅仅是谈谈我个人的体会，希望能对你有所启发，同时解释一下为什么第二版会有这样的改动。
    在第一版成书的时候，我已经在使用Linux，但是用得并不多，主要是觉得用不习惯，而现在过了两三年，我已经基本不用Windows，在Windows下我会觉得很不习惯。我的这一经历至少有两点启示：第一是Linux不好用是个误解（有一种说法是Windows的桌面更好用，这是个复杂的误解），好不好用是习惯问题；第二是如果你有兴趣使用一样你不熟悉的东西，不要因为刚开始的不习惯而放弃。
    其实对于Linux和Windows的误解有很多，我把这种误解归结为操作系统文化上的差异。其实在提起两种系统时，人们往往拿一些具体的事情来做比较。比如比较它们的安装过程、使用方法，甚至是界面。但实际上隐藏在表面背后的是两种完全不同类型的文化，或者称之为不同的理念。
    对于Windows而言，它的文化植根于微软公司的愿景，“让每个家庭的每个桌面上都有一台电脑”，当然他们希望此电脑内运行的是Windows操作系统。这个理想加上Windows作为商业软件的性质，决定了Windows具有相当程度的亲和力，用户界面显得相当友好。岂止友好，它简直友好到每个人──无论儿童还是老人，受过高等教育还是只念过小学──都能比较容易地开始使用电脑，这无疑是微软对这个社会的巨大贡献。但是界面友好并不一定就完美了，这一点暂且按下不表，我们先来说说Linux。
    Linux的文化很大程度上来源于UNIX，UNIX所倡导和遵循的文化也被称为UNIX哲学[8]，其中很重要的一条原则叫做“做一件事并做好”[9]，这听上去跟Windows的界面友好说的不是一码事，但其实仔细分析起来大有关联。做一件事并做好意味着两件事情，第一件事就是工具之间可以协同作战，不然各人做各人的，无法完成复杂应用；第二件事就是接口要统一，不然无法做到协同。这个统一的接口就是文本流（text stream），这也就意味着，命令行是UNIX文化的核心。而Windows的做法大有不同，因为要界面友好，于是不能指望用户开始就知道怎么把工具串接在一起，所以Windows选择任何应用都自己完成所有功能──至少让用户看起来如此，这使得每个工具都各自为战，从而增加了每个程序的复杂性和开发成本。不仅如此，由于功能都是软件开发者定好的，所以你基本上不能指望大部分的程序具备可扩展性，而在UNIX下，大部分的程序都可以跟其他程序协同起来完成程序不曾“设计”的功能。这也是上文我说“界面友好并不一定完美”的原因，友好是有代价的。
    那么UNIX是一个“不友好”的系统吗？这个问题其实没有看起来那么简单。首先是UNIX下流行的桌面环境正在越来越“友好”，你甚至可以将其配置得看上去跟Windows别无二致，不过关键点不在于此，而在于长期来看，UNIX的学习成本并不比Windows要高，但收益却要高得多。我们刚刚提到，友好是有代价的，而且代价比想像中要高。对于一个初学者，开始的简单容易使他产生错觉，认为电脑是个简单器械，但实际情况并非如此，一旦遇到麻烦，用户很容易陷入束手无策的境地，一旦有一件事情没有现成的软件可以解决，你马上一筹莫展。而UNIX不同，它的学习曲线比较陡峭，但是你一旦入门，就会发现自己的工作可以变得如此轻松而且有趣。在Windows中，虽然使用一个工具第一步往往很容易，但很快你就容易迷失在一堆嵌套很深名字晦涩的菜单里面，学习这些菜单可不是一件容易的事情，而且在一个工具里学会的东西到了另一个工具里可能就变了样。如果你想看看程序的帮助，有时也是件困难的事情，因为为了达到“友好”的效果，帮助经常也是一层一层的，很难找到自己需要的内容。而在UNIX中，所有的工具都有个手册（Manual），可以通过统一的命令“man”来查看，而且这些手册都是平坦的，你可以一口气从头看到尾，可以随时查看你所要的关键字。此外，除了少数极其复杂的工具，手册基本上是够用的。简而言之，在UNIX中，软件使用看起来复杂了，实际上如果你想真正掌握一个东西，用的时间不会比Windows中更多。况且，在Windows中你很难真正掌握一个东西。
    我并非故意贬低Windows，我说过它对社会的贡献巨大。对于一个平常只用电脑来收收邮件看看电影的用户，它的易用性绝对是巨大的优点，但你我不是这样的用户。我相信阅读本书的人都是程序员，而且都是像我一样喜欢探索的程序员──不喜欢探索的程序员很难有心思写自己的操作系统做消遣。一个程序员的要求和普通用户是不同的，程序员需要了解他的电脑，掌握它，并且可以熟练地让它帮助自己完成工作，从这个角度上讲，UNIX无疑具有巨大的优势。它里面的每个工具都很锋利，你可以组合着使用，持久地使用，而且许多年都不会过时。
    在这里我可以举一个我自己遇到过的例子。在我编写操作系统的文件系统时，需要多次查看某几个扇区的内容，并对其中的数据进行分析。在Linux中，我可以很容易地将od、grep、sed和awk等工具[10]}串在一起完成这项工作，我也可以编写一个简单的脚本，将命令放在脚本中方便取用。而在Windows中，我通常只能在窗口间反复地单击鼠标，费时费力而且效率低下。类似的例子不胜枚举，你一旦熟悉了这些工具，就会发现通过组合它们，你能得到比任何图形界面工具都多的功能。而在Windows下就不得不看具体菜单的眼色了。不仅如此，UNIX下的工具往往学习一次就能长久使用，很少过时。比如刚才提到的几个工具大部分有20年以上的历史，到现在它们依然被广泛使用，即便它们学起来会稍微难一点，平摊在20年里面，成本也是极低的。这就是UNIX哲学，你不需要重复学习，每个工具都好用，而且可以因为跟其他工具结合而发挥多种作用。
    大多数Windows下的软件都有个毛病，它经常试图隐藏一些东西。它的本意是好的，就是让界面更“友好”，但这对程序员有时是件坏事，因为它让人难以透彻地理解软件的所作所为。或许你会说，如果你想理解，你总能理解的。没错，这跟“在UNIX下能做的事情在Windows下都能做”是相似的命题，甚至于，只要安装一些额外的软件（比如Cygwin），你可以在Windows下使用UNIX的命令。问题是即便能做，你也未必去做，这就是所谓文化的力量。理论上你在任何地方都能读书学习，但效率最高的地方还是教室和书房，在客厅舒服的沙发上，你不自主地就拿起了电视遥控器。
    所以以我自己的体会而言，一个程序员最好还是使用类UNIX的操作系统。它能在日常生活中帮你提高自己的水平和工作效率。这一点与摄影有点类似，市面上数量最多的是傻瓜相机，但一个专业的摄影师总是会选择功能复杂的专业级设备，不是傻瓜相机不好，而是适应的人群不同，如果你想成为好的摄影师，那么上手容易的傻瓜相机一定不是你的最终选择。不是好不好的问题，是适不适合的问题。
    上面论及的是两类操作系统文化上的差异，其实即便是纯粹应用层的，也有诸多误解，比如以下几条：
    误解一. Linux难安装。如果你曾被Linux的安装难倒过，我建议你下次试试Ubuntu。在本书第一版开始写作之时，Ubuntu的第一个版本还没有发布[11]，但短短几年时间，它已经变成全世界最流行的发行版[12]，这与它的易装和易用性是分不开的。笔者本人大规模地使用Linux也是从Ubuntu开始的，它的安装过程一点也不比Windows的难，而且中文资料也相当丰富，很容易找到志同道合的人。Ubuntu的另一特点是它的驱动程序很丰富，支持很多的硬件，大部分情况下驱动程序都能自动安装好，甚至不需要用户参与，在这一点上它甚至比Windows更“友好”。
    误解二. Linux难学。希望你永远记住，电脑不是个简单器械，无论是硬件、操作系统还是应用软件，都经常比看上去复杂得多。所以易用未必是好事，它肯定向你隐瞒了些什么，花一点时间绝对是值得的，尤其是当你想做一个程序员的时候。况且Linux也没那么难学，且不说它的图形界面越来越好用，就是完全用命令行的话，入门也相当容易。而且Linux世界的文档齐全且易于检索，更有高度发达的社区文化，在这里你学到的往往比预期的还要多。
    误解三. Linux难用。再强调一下，Linux的学习曲线是陡峭的，然而一旦你度过了开始的适应期，就会发现原来命令行可以这么好用，原来有这么丰富的工具来提高效率，而且这些好用的工具居然都是自由的[13]！你不需要向作者付费，甚至他们鼓励你使用和传播，你甚至可以随便修改这些工具的源代码，遇到问题可以发一封邮件反馈给作者。这在Windows下都是很难做到的，在那片土地上你很难体会什么叫“自由”。不仅如此，当你熟悉之后会发现，同样一件事情，其实Linux下的解决方案往往比Windows下要简单。就比如我们提到过的安装Bochs一例吧，在Windows下你通常需要先到Bochs网站，在数次单击之后找到下载链接，然后下载，再然后是双击安装程序来安装。在Linux下呢，你看到了，只需要一个命令行就可以了，即便你打字的速度再慢，也比那些鼠标单击操作要快。
    我在此并非贬低鼠标的好处，我每天都使用鼠标，它绝对是个伟大的发明。但是我们应该只在需要它的时候使用它，而不是试图用它来解决所有事情。这就好比图形界面是个好东西，如果你的工作是图形图像处理，很难想像没有图形界面该怎么做，但并不是图形界面在任何时候都是好的。我们应该分辨每一类工作最适合的工具是什么，而不是用一种思维解决所有问题。这也是我说“Windows桌面好用是个复杂的误解”的原因，图形界面是个好东西，Windows把它用得极端了。
    误解四. Linux下软件少。这是最大的一个误区，事实上很少有事情你在Linux下是做不到的。而且Linux的发行版通常都有发达的包管理工具，无论是关键字查找、安装、更新还是卸载都可以用一组统一的命令来完成。这使得你在需要某种软件时，使用简单的命令就可以找到它，很多时候你能找到不止一种。如果你想看看除了od之外还有哪些二进制查看器，在Ubuntu或者Debian下通过一个apt-cache search 'hex.*(view|edit)'[14]命令就能找到十几种，这些都是自由软件，有命令行的也有图形界面的，而在Windows下，怕是又要在浩瀚的互联网中搜索了。
    在Linux中找一些Windows下软件的替代品是很容易的，虽然这种对应有时并非必要。比如字处理软件就有OpenOffice.org、KOffice、AbiWord等选择；图像处理软件有GIMP；多媒体播放软件有MPlayer、Totem等。如果你喜欢玩游戏，Linux下的游戏数量也会让你大吃一惊，不信你可以来这里看一看。
    其实Linux的好处还远不止这些，众所周知的一个优点是它基本没有病毒的烦恼。不是Linux中开发不出病毒来[15]，而是因为Linux系统有自身的权限机制作保障，加上软件来源都可信赖，且大部分都是源代码开放的（其中相当一部分都是自由软件），所以说Linux下没有病毒烦恼并非夸张。想想你在与病毒做斗争的过程中浪费了多少时间吧，我已经很久没有这种烦恼了。Windows或许正变得越来越稳定，但Linux一直都很稳定，而且你不需要整天重启你的电脑，笔者的电脑就有时几十天不重启。除非你要升级内核，否则没有很多关机和重启的理由（不管是安装还是卸载，或是对系统内的包进行升级，都不需要重启电脑）。
    作为一个操作系统爱好者，使用Linux的理由还有一条，那就是Linux的内核是“自由”的，注意它不仅仅是“开放源代码”的，你不仅可以获取其源代码，而且可以自由地复制、修改、传播它，当然也包括学习它。如果你也想加入到内核黑客[16]的队伍，那么就先从使用它开始吧。Linux不是完美的，它的问题有很多，但每个问题都是你参与的机会，而这种参与可能是你成为顶尖高手的开始。
    笔者本人完全使用Linux来工作的时间其实很短，几年而已，但我已经深深体会到它给我带来的好处。我并非想说服你，人不能被说服，除非他自己愿意相信。我只是希望你能尝试着去用一用Linux，或者UNIX的其他变种，然后用自己的判断去选择。
    如果你坚持使用Windows，没问题，两者之中都可以很容易地搭建起开发环境，本章后面的部分将会就Linux和Windows分别来做介绍。