Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

Сомнительные предсказания о том, что Unix иссякнет или будет вытеснена другими операционными системами, постоянно высказываются с момента ее возникновения. Но до сих пор Unix, воплощенная сегодня в Linux, BSD Solaris и MacOS X и около десятка других вариантов, выглядит сильнее, чем когда-либо.

Роберт Меткалф (Robert Metcalf), создатель Ethernet, говорит, что если кто-либо разработает технологию, заменяющую Ethernet, то она будет названа "Ethernet", поэтому Ethernet не умрет никогда[3]. Unix уже пережила несколько подобных трансформаций.

Как минимум одна из центральных технологий Unix — язык С — широко распространен за пределами данной операционной системы. Действительно, в наши дни трудно представить разработку программного обеспечения без С, повсеместно используемого в качестве общего языка системного программирования. В Unix также были представлены широко распространенное в наши дни древовидное пространство имен файлов с узлами каталогов и конвейеры (pipeline) для сообщения программ.

Долговечность и способность Unix адаптироваться поистине удивительны. Другие технологии появляются и исчезают, как бабочки-однодневки. Мощность машин выросла в тысячи раз, языки трансформировались, промышленная практика пережила множество революций, a Unix остается, продолжает функционировать, приносить доход и пользуется приверженностью со стороны множества лучших и талантливейших разработчиков программных технологий планеты.

Одним из многих последствий экспоненциального роста соотношения мощности и времени в вычислительной технике, а также огромных темпов разработки программного обеспечения является то, что знания специалиста наполовину устаревают каждые 18 месяцев. Операционная система Unix не устраняет данный феномен, но серьезно его сдерживает. Такие неизменные базовые элементы, как языки, системные вызовы и вызовы инструментальных средств, действительно можно использовать в течение многих лет и даже десятилетий. Для других же систем невозможно предсказать, что будет оставаться стабильным, поскольку даже целые операционные системы периодически выходят из употребления. В Unix прослеживается четкое отличие между временными и постоянными знаниями, и специалист может заранее узнать (с 90-процентной уверенностью), какая категория предмета вероятнее всего устареет в процессе его изучения. Такова лояльность Unix.

Во многом стабильность и успех рассматриваемой операционной системы связаны с конструкторскими решениями Кена Томпсона, Денниса Ритчи, Брайана Кернигана, Дуга Макилроя, Роба Пайка и других разработчиков первых версий Unix. Однако стабильность и успех Unix также связаны с проектной философией, искусством программирования и технической культурой, которые развивались вокруг Unix.

1.3. Доводы против изучения культуры Unix

Долговечность Unix и ее техническая культура, несомненно, интересны тому, кто уже является приверженцем данной операционной системы, и, возможно, историкам, изучающим развитие технологии. Однако первоначальное применение Unix в качестве общецелевой системы разделения времени для средних и крупных компьютеров быстро теряет свою актуальность благодаря появлению и развитию персональных рабочих станций. Есть определенные сомнения в том, что Unix когда-либо достигнет успеха на современном рынке настольных бизнес-приложений, где в настоящее время доминирует корпорация Microsoft.

Непрофессионалы часто отвергают Unix, считая ее академической игрушкой или "песочницей для хакеров". Так, широко известный спор, Unix Hater's Handbook [27], длится почти столько же лет, сколько лет самой Unix, причем в ходе этого спора ее приверженцев слишком часто называли чудаками и неудачниками. Свою роль в этом, несомненно, сыграли колоссальные и повторяющиеся ошибки корпораций AT&T, Sun, Novell, а также других коммерческих поставщиков и консорциумов по стандартизации в позиционировании и маркетинговой поддержке Unix.

Даже "изнутри" данная система не выглядит стабильной и универсальной. Скептики говорят, что Unix слишком полезна, чтобы умереть, но слишком неудобна, чтобы вырваться из лабораторий, т.е. считают ее только "нишевой" операционной системой.

Более всего доводы скептиков опровергает подъем операционной системы Linux и других Unix-систем с открытым исходным кодом (таких как современные варианты BSD). Культура Unix показала себя "слишком живучей", чтобы разрушиться даже после десятка ошибок поставщиков. В настоящее время Unix-сообщество, принявшее на себя управление технологией и маркетингом, быстро и очевидно решает проблемы данной операционной системы (способы разрешения проблем более подробно рассматриваются в главе 20).

1.4. Что в Unix делается неверно

Для конструкции, начало которой было положено в 1969 году, в высшей степени трудно идентифицировать конструкторские решения, которые определенно являются ошибочными.

Так, Unix-файлы не имеют структур выше байтового уровня. Удаление файлов является необратимой операцией. Есть основания утверждать, что модель безопасности в Unix слишком примитивна. Управление задачами реализовано некачественно. Существует слишком много различных названий одних и тех же явлений. Целесообразность файловой системы вообще ставится под сомнение. Перечисленные технические проблемы рассматриваются в главе 20.

Однако, возможно, что наиболее веские возражения против Unix являются следствием одного из аспектов ее философии, впервые в явном виде выдвинутого разработчиками системы X Window. Система X стремится обеспечить "механизм, а не политику" ("mechanism, not policy"), поддерживая чрезвычайно общий набор графических операций и передвигая возможность выбора инструментального набора, а также внешнего вида интерфейса (то есть политику), на уровень приложения. Подобные тенденции характерны и для других служб системного уровня в Unix. Окончательный выбор режима работы все в большей степени определяется пользователем, для которого доступно целое множество оболочек (shells). Unix-программы обычно обеспечивают несколько вариантов работы и активно используют сложные средства представления.

Данная тенденция характеризует Unix как систему, разработанную главным образом для технических пользователей, и подтверждает, что пользователям известно о своих потребностях больше, чем разработчикам операционной системы.

Эта доктрина была четко определена в Bell Labs Диком Хеммингом (Dick Hamming)[4]. В 50-х годах прошлого века, когда компьютеры были редкими и дорогими, он настаивал на том, что система общественных вычислительных центров (open-shop computing), где клиенты имеют возможность писать собственные программы, является крайне необходимой. Он считал, что: "лучше решить правильно выбранную проблему неверным путем, чем верным путем решить не ту проблему".

Однако в результате такого подхода ("механизм, а не политика") определился следующий постулат: если пользователь может установить политику, он вынужден ее устанавливать. Нетехнических пользователей "ошеломляет" изобилие параметров и стилей интерфейсов в Unix, из-за чего они предпочитают системы, в которых, по крайней мере, создана видимость простоты.

В ближайшей перспективе "политика невмешательства" Unix может привести к потере большого количества нетехнических пользователей. Однако в долгосрочной перспективе может оказаться, что эта "ошибка" создает важнейшее преимущество, поскольку время жизни политики, как правило, коротко, и оно значительно меньше времени жизни механизма. Сегодняшняя мода на интуитивные интерфейсы слишком часто становится завтрашней тупиковой ветвью эволюции (как эмоционально скажут пользователи устаревших инструментальных средств X). Оборотная сторона заключается в том, что философия "механизм, а не политика" может позволить Unix восстановить свою актуальность после того, как конкуренты, которые сильнее привязаны к одному набору политик или вариантов интерфейсов, пропадут из вида[5].

1.5. Что в Unix делается верно

Недавний взрывной рост популярности операционной системы Linux и возрастающая важность Internet дают весомые причины полагать, что доводы скептиков неверны. Однако даже если скептическая оценка справедлива, Unix-культуру стоит изучать, поскольку существует ряд моментов, которые в Unix реализованы гораздо лучше, чем в конкурирующих операционных системах.

1.5.1. Программное обеспечение с открытым исходным кодом

Несмотря на то, что понятия "открытый исходный код" (open source) и "определение открытого исходного кода" (open source definition) были сформулированы в 1998 году, коллективная разработка свободно распространяемого исходного кода была ключевой особенностью культуры Unix с момента ее возникновения.