少年黑客對自由軟體的自由漫談

導讀

「天下沒有免費的午餐。」

這句話只說對了一半。對於軟體業，或者更準確一點，對於自由軟體業，這並不一直是對的。

商業軟體公司正在控制著我們 —— 普通計算機用戶甚至專業的程序員 —— 的大腦，在我們的潛意識裡面，似乎只有大公司的東西才質量好。下面是幾個場景：

• 我傾向通過收費的網課、系列視頻或者文章來學習技術，而不是閱讀軟體自帶的免費文檔或者是免費的外語甚至中文標準，因為前者更容易。
• 免費的東西都是劣質的。只有收費的東西才可以保證質量高。
• 才不會有人將優質資源公開免費，除非他們有著特殊目的。
• 大公司的軟體比一群只因為興趣愛好的人寫的軟體更穩定、更值得信賴。

絕大多數普通用戶都會認為這幾條全都是正確的，甚至一些有著幾年經驗的「高級」程序員也是。他們寧願買某公司的 IDE 來開發，而不是使用輕量級的、免費的 Vim，後者毫無疑問是大多數 UNIX/Linux 程序員的必備。

這一切的一切，都是因為：

一、奇妙的商業軟體

自從 Windows 系統成功，成功商人比爾•蓋茨就被各種各樣的人放在各種各樣的地方「膜拜」。一方面可能是因為他太有錢，一方面可能是因為他做了這麼個系統（網路上還有很多人宣稱比爾•蓋茨設計並實現了 Windows 系統）。

然而，在這個「偉大」的窗口系統死機、藍屏之時，大多數人罵的卻是他們的電腦：「什麼破電腦！見鬼！」，而不是系統（順便說一句，還有人將 「Windows」 稱作電腦）。真奇妙。

轉觀無數的 Linux 開發者（哪怕是林納斯•托瓦茲），都沒有受到這樣的待遇。

軟體是值得付錢的，連自由軟體領袖理查德•斯托曼都沒有否認這一點。但是，你真的確定那些糟糕的、動不動就「該應用程序無響應」的東西值得這麼多錢嗎？我反正覺得不是。

「某窗口系統」還有一個十分神奇之處，它好像是支持 POSIX 的，畢竟設計某新 32 位系統的時候這不就是其中一個目標嗎？（當然有的人會跟我說那應該是 ISO C）

實際上呢，好像它只支持了為數不多的幾個系統調用，剩下的幾乎都是標準庫函數（strlen 那樣的），就連基本的 POSIX 風格的 open 都沒有……

與之對比的是對各種標準都支持的 Linux。它支持全套的 POSIX （streams 除外），性能測試也不錯（當然，「某窗口系統」的裸機測試也不錯。注意，是裸機），更令人驕傲的是，優秀的進程創建以及文件系統。與此相比，窗口系統的文件系統以及進程創建就不盡人意。

• 關於對 POSIX 的支持，參見《UNIX 環境高級編程》第二章
• 關於進程創建以及 Windows 系統的相關情況，參見《操作系統概念》 第十六（Linux）以及十七章 （Windows） 以及 《Linux 內核設計與實現》第一章

我知道有些人又要說啥了：我們的安全認證等級（A1 那樣的玩意兒）比你們高！

• 關於安全等級參見《操作系統概念》 第十四章
• 這裡安全認證單單是指對文件的訪問許可權的豐富，某系統可以設置 XXX 沒法訪問之類的

這是無法避免的，傳統 UNIX 的設計就從來沒想過這一點，用戶被抽象成了 同組、擁有者以及其他（當然，root 總是有許可權）。但就我個人的觀點來說，這就足夠了，畢竟我沒見過有多少用戶會創建兩個用戶，他們甚至還在用 Administrator 或者是以一些愚蠢的字元為名字，例如 「abc123」。

再來看看軟體。

二、設計哲學 (當然不是

「某窗口系統」的軟體挺多，包括 IE 這樣的令人頭疼的瀏覽器（哦不，它已經被放棄了）、各種沒人碰過的遊戲以及一大堆更沒人碰過的附件。這些是隨著系統一塊安裝上去的，想卸載必須手動，十分的麻煩。還有類似 Power Point 這樣的有用的「高級軟體」，單個軟體就包含了數不盡的功能，當然，它十分的貴。

了解 Linux 的同學大概已經知道我會說什麼了。沒錯，我要說的就是不同系統下的設計哲學。

這更是一個差距，Linux 下面的每一個軟體都平均不足 10 MB，並且都有著自己獨特的分工。wc 就是統計文本文件的、cat 就是顯示文件內容的（就是這麼簡單）、grep 就是在文件裡頭查找的，類似這樣的軟體數不勝數。利用 UNIX 的設計哲學之一 —— 管道 —— 就可以很方便的統計一個文件中含 Linux 這個詞的行數（bash 不算很精通，見諒）：

$ grep "Linux" foo | wc -l 

而在那個操作系統呢？你應該需要用記事本先打開那個文件，複製到另一個 .doc 文檔裡頭，然後再找一找「查找」鍵，然後按一下。或許你還需要划到最底下看一看有多少行……

那來個更難一點的呢，看一看當前目錄下所有後綴名為 .txt 的文件裡頭有多少行包含 Linux？

對 UNIX 來說小菜一碟：

$ find ./ -name "*.txt" | xargs grep "Linux" | wc -l 

在另一個「偉大的系統」上呢？

我想不需要多舉例，大家就能看出來這兩個系統誰設計的更好了。

還是會有人說，這個系統本來就是給程序員用的，那個系統本來就是給普通用戶用的。的確，那為什麼你這個程序員還在用「某窗口系統」呢？

三、「真幼稚」

曾經在一個復古的群聊中，有這樣一個大佬，引用我對他的評價：

此人身高八（劃掉，七）尺，自詡風度翩翩，常以「京中美男子」而自擬。愛為人師，嘗以「全棧大佬」自號，實則不知彙編、C 為何物者也。 其曰：「僅學可令吾發家之事」。因不習 C。遇人求問，常為省流量，略回 「..」 二字，甚含深意也。 吾不與其為友，另有它故：其人曰：「C 者，垃圾也」，吾對之曰：「爾乃垃圾之中上等者也」，羞怒之下移吾出群，回看，其語已撤回也。

他還有一個口頭禪，「真幼稚」。如同高雅的文言文里寫的一樣，他只是為了發家才學編程。所以對於開源、自由之類的…… 你可以想像到他的反應。

開源幼稚嗎？

我想不是的。

正如理查德•斯托曼在演講中說的：

軟體好像是菜譜。最開始，你從朋友家裡拿到了一份，回到家你就開始琢磨了：是放點糖還是放點辣椒呢？都可以。願意研究的人，可以將菜變得更好吃，更符合一部分人的口味，然後傳給別人。所有人都能吃上美味的飯菜。（非原文，演講的具體內容參見《若為自由故》）

商業軟體做了什麼？

軟體還是菜譜。一個大廚對你說：「菜譜保密」，你就只能吃他做的菜，而不能自己料理。飯店的菜好吃，沒錯。但是沒人知道菜裡頭還有什麼。如果你想要把菜譜給別人，他們就把你扔到監獄裡把你叫做「賊」。這是現實。

更過分的呢？

大廚把菜譜給你了，裡面還塞著一個計時器。你能照著菜譜做 30 遍，滿了限額之後，他們就要求你付錢。不付？那菜譜就會自動銷毀，甚至在上面寫上幾個大字：這人是個窮光蛋。

軟體是值得付錢的，我再三強調，一個優秀好用的軟體是值得我們高興地為它付錢的，甚至更優秀的軟體會讓我們為它的作者塞錢、捐款。然而，我從沒見過有值得五千塊錢的軟體，沒有理由為一個設計落後的微內核，整個系統靠著毫秒級速度的 IPC 來工作的系統付上這麼多錢。如果說 UNIX 值得 5000，我覺得無可厚非，因為 UNIX 是這個星球上設計最好的系統之一。

「最好的系統」不是亂說的。拿 UNIX 其中一個衍生品 —— Linux 來比較，就比較日常用戶的體驗。啟動最慢、內存佔用最大的 Firefox 也只需要幾秒鐘時間，按一下滑鼠就可以。對於那個系統，就應該不需要多說了吧……

四、這到底是系統的原因嗎

前面的所有內容都在說 Linux 和「某窗口系統」。拋開金錢，這兩個都可以算得上地球上十分優秀的操作系統。Linux 以及 UNIX 注重簡潔，而「某窗口系統」注重用戶體驗和美觀，裸機性能測試也十分不錯。但這裡，我們要討論的是，到底是什麼使得窗口系統在日常使用中如此的慢？

設計

首先我要說的就是設計。

微內核設計是十分優雅的，這一點我們無法反駁。然而，它卻好像並沒有為內核減輕多少開銷，毫秒級的 IPC 到處都是。它的內核太小了，就連繫統調用都放在了動態庫里，導致正常應用的啟動要進行多次重鏈接。

它的窗口框架也不盡人意。回調一直是 POSIX 所極力避免的東西，該標準中幾乎沒有關於回調的內容，而是非同步、poll、select 這樣更符合人類邏輯的東西。

而它呢，窗口框架的所有消息（就是那個 Msg）都靠回調來處理，正這樣導致了響應速度的不盡人意。一個小小的窗口點擊、移動都成為了事件。

轉過來看 UNIX/Linux，與其窗口框架類似的是信號。傳統信號通過 signal() 設置，而現代的則通過 sigaction()，無論介面怎麼不一樣，都有著「默認操作」，即 SIG_DFL。所以如果讓我給窗口系統提一個修改意見，我首先會說：「請加一個 RegisterMsgs 調用，為每一個 msg 都提供一個 handler，並支持設置默認以及忽略操作吧！」

有關 signal 的詳細內容參見《UNIX 環境高級編程》

自作聰明的用戶

你可以看到一系列「某某安全管家」的應用程序。在 XP 時代，這是必不可少的，他可以防止你的系統被人闖入。然而，現在都…… 2202 年了，還是有數不勝數的自作聰明的用戶（甚至程序員）嘗試安裝他們，安裝七八個同時燒電腦的情況也很正常。

我曾經在我的 8.1 以及 10 上重裝系統並且不安裝任何電腦管家，結果性能提升了至少兩倍，和 Linux 並沒有相差太多。

當然，我沒有說「某某管家」沒有用。實際上它們是非常有用的，無數的安全人員編寫了他們，但是現代內核不再需要如此嚴格的保護了，所以說到底，這還是早期系統太差勁的原因。

然而 「某某安全極速瀏覽器」的性質就截然不同了，從來沒有人需要過這種應用，而實際上它們就是個套殼。編寫這種應用的人和詐騙完全一樣，將他們閉源並且加上幾個廣告，就變成了自己的「國產」瀏覽器。

五、自封后路的窗口系統

綜上所述，那個商業系統就是被各種糟糕的後台程序攪黃了，而它們總是喜歡位於後台的原因，根本上就是商業原因 —— 看看你右下角那一個個小圖標，它們應該比桌面上顯眼吧！

同時，計時並且催促你趕緊交錢的軟體，也肯定需要放在後台吧。

也就是說，可憐的商業窗口系統，自己告別了原來屬於自己的 —— 無窮盡的自由軟體開發人員。

六、未來

隨著計算機科學的發展，越來越多的大佬從小學五年級、六年級就開始學習編程（calvinlin 哥甚至三四年級開始玩 shell，那時候我還在玩 cmd.exe）。

隨著他們技術的成長，一部分人會毫不猶豫地選擇換到 Linux，而另一部分則繼續選擇使用有著很多 IDE 的「某窗口系統」。但是無論是哪個系統，我都相信，這些少年黑客會毫不猶豫地投入到開源軟體之列中，為世界貢獻一批又一批的人類高質量開源軟體。追求自由，是孩子們的天性，不是嗎？

那時，GNU 計劃、Linux 內核都將會卓越成長，向世界展現開源的魅力！

世界將屬於開源！

作者簡介：intirain （或者 rain 也行），喜歡 UNIX、x86、RISC-V 上的 C。

via: https://github.com/LCTT/Articles/pull/7

作者：intirain 編輯：wxy

本文由貢獻者投稿至 Linux 中國公開投稿計劃，採用 CC-BY-SA 協議 發布，Linux中國 榮譽推出

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive