UNIX编程艺术PDF电子书下载

Part Ⅰ 1

第1章　哲学 3

1.1　文化？什么文化 3

1.2　Unix的生命力 4

1.3　反对学习Unix文化的理由 5

1.4 Unix之失 6

1.5 Unix之得 7

1.5.1 开源软件 7

1.5.2 跨平台可移植性和开放标准 8

1.5.3 Internet和万维网 8

1.5.4　开源社区 9

1.5.5　从头到脚的灵活性 9

1.5.6 Unix Hack之趣 10

1.5.7 Unix的经验别处也可适用 11

1.6 Unix哲学基础 11

1.6.2　清晰原则：清晰胜于机巧 14

1.6.1 模块原则：使用简洁的接口拼合简单的部件 14

1.6.3　组合原则：设计时考虑拼接组合 15

1.6.4　分离原则：策略同机制分离，接口同引擎分离 16

1.6.5　简洁原则：设计要简洁，复杂度能低则低 17

1.6.6　吝啬原则：除非确无它法，不要编写庞大的程序 18

1.6.7　透明性原则：设计要可见，以便审查和调试 18

1.6.8　健壮原则：健壮源于透明与简洁 18

1.6.9　表示原则：把知识叠入数据以求逻辑质朴而健壮 19

1.6.10　通俗原则：接口设计避免标新立异 20

1.6.11 缄默原则：如果一个程序没什么好说的，就保持沉默 20

1.6.12　补救原则：出现异常时，马上退出并给出足量错误信息 21

1.6.13　经济原则：宁花机器一分，不花程序员一秒 22

1.6.14　生成原则：避免手工hack，尽量编写程序去生成程序 22

1.6.15　优化原则：雕琢前先得有原型，跑之前先学会走 23

1.6.17　扩展原则：设计着眼未来，未来总比预想快 24

1.6.16　多样原则：决不相信所谓“不二法门”的断言 24

1.7　Unix哲学之一言以蔽之 25

1.8　应用Unix哲学 26

1.9　态度也要紧 26

第2章　历史——双流记 29

2.1　Unix的起源及历史，1969—1995 29

2.1.1　创世纪：1969—1971 30

图2.1　PDP-7 31

2.1.2　出埃及记：1971—1980 32

2.1.3　TCP/IP和Unix内战：1980—1990 35

2.1.4　反击帝国：1991—1995 41

2.2　黑客的起源和历史：1961—1995 43

2.2.1　游戏在校园的林间：1961—1980 44

2.2.2　互联网大融合与自由软件运动：1981—1991 45

2.2.3　Linux和实用主义者的应对：1991—1998 48

2.3　开源运动：1998年及之后 49

2.4　Unix的历史教训 51

3.1 操作系统的风格元素 53

第3章　对比：Unix哲学同其他哲学的比较 53

3.1.2　多任务能力 54

3.1.1 什么是操作系统的统一性理念 54

3.1.3　协作进程 55

3.1.4 内部边界 57

3.1.5 文件属性和记录结构 57

3.1.6　二进制文件格式 58

3.1.7　首选用户界面风格 58

3.1.8 目标受众 59

3.1.9 开发的门坎 60

3.2　操作系统的比较 61

3.2.1 VMS 61

图3.1 分时系统历史示意图 62

3.2.2 MacOS 64

3.2.3 OS/2 65

3.2.4 Windows NT 68

3.2.5 BeOS 71

3.2.6 MVS 72

3.2.7 VM/CMS 74

3.2.8 Linux 76

3.3　种什么籽，得什么果 78

Part Ⅱ 81

第4章　模块性：保持清晰，保持简洁 83

4.1　封装和最佳模块大小 85

图4.1 缺陷数量和缺陷密度与模块大小的定性曲线图 86

4.2.1　紧凑性 87

4.2　紧凑性和正交性 87

4.2.2 正交性 89

4.2.3　SPOT原则 91

4.2.4　紧凑性和强单一中心 92

4.2.5　分离的价值 94

4.3.1 自顶向下和自底向上 95

4.3　软件是多层的 95

4.3.2 胶合层 97

4.3.3 实例分析：被视为薄胶合层的C语言 98

4.4　程序库 99

4.4.1　实例分析：GIMP插件 100

4.5　Unix和面向对象语言 101

图4.2　载入插件的GIMP中调用和被调用关系图 101

4.6　模块式编码 103

第5章　文本化：好协议产生好实践 105

5.1 文本化的重要性 107

例5.1 口令文件实例 109

5.1.1　实例分析：Unix 口令文件格式 109

5.1.2　实例分析：．newsrc格式 110

5.1.3　实例分析：PNG图形文件格式 111

例5.2 .newsrc实例 111

5.2　数据文件元格式 112

5.2.1 DSV风格 113

5.2.2 RFC 822格式 114

例5.3　fortune文件实例 115

5.2.3 Cookie-Jar格式 115

例5.4 以record-jar格式表达的三颗行星基本数据 116

5.2.4 Record-Jar格式 116

5.2.5 XML 117

例5.5　XML实例 118

例5.6 .INI文件实例 119

5.2.6 Windows INI格式 119

5.2.7 Unix文本文件格式的约定 120

5.2.8　文件压缩的利弊 122

5.3　应用协议设计 123

例5.7 SMTP会话实例 124

5.3.2　实例分析：POP3，邮局协议 124

5.3.1 实例分析：SMTP，一个简单的套接字协议 124

例5.8 POP3会话实例 125

例5.9 IMAP会话实例 126

5.3.3 实例分析：IMAP，互联网消息访问协议 126

5.4　应用协议元格式 127

5.4.1 经典的互联网应用元协议 127

5.4.2 作为通用应用协议的HTTP 128

5.4.3 BEEP：块可扩展交换协议 130

5.4.4 XML-RPC,SOAP和Jabber 131

第6章　透明性：来点儿光 133

6.1.1　实例分析：audacity 135

6.1　研究实例 135

图6.1　audacity软件的屏幕截图 136

6.1.2　实例分析：fetchmail的-v选项 136

例6.1 fetchmail的-v记录实例 137

6.1.3　实例分析：GCC 139

6.1.4　实例分析：kmail 140

图6.2 kmail屏幕截图 141

6.1.5　实例分析：SNG 142

例6.2 SNG实例 142

6.1.6　实例分析：Terminfo数据库 144

6.1.7　实例分析：Freeciv数据文件 146

图6.3 Freeciv游戏的主窗口 148

6.2　为透明性和可显性而设计 148

6.2.1 透明性之禅 149

6.2.2　为透明性和可显性而编码 150

6.2.3 透明性和避免过度保护 151

6.2.4 透明性和可编辑的表现形式 152

6.2.5 透明性、故障诊断和故障恢复 153

6.3　为可维护性而设计 154

第7章　多道程序设计：分离进程为独立的功能 157

7.1　从性能调整中分离复杂度控制 159

7.2.1　把任务转给专门程序 160

7.2　Unix IPC方法的分类 160

7.2.2　管道、重定向和过滤器 161

例7.1 pic2grah管线 164

7.2.3　包装器 166

7.2.4　安全性包装器和Bernstein链 167

7.2.5　从进程 168

7.2.6 对等进程间通信 169

7.3　要避免的问题和方法 176

7.3.1 废弃的Unix IPC方法 176

7.3.2 远程过程调用 178

7.3.3　线程——恐吓或威胁 180

7.4　在设计层次上的进程划分 181

第8章　微型语言：寻找歌唱的乐符 183

8.1 解语言分类法 185

图8.1 语言分类 186

8.2.1　案例分析：sng 187

8.2 应用微型语言 187

8.2.2　案例分析：正则表达式 188

表8.1 正则表达式实例 189

表8.2　对正则表达式的介绍 190

8.2.3　案例分析：Glade 191

例8.1 Glade "Hello,World" 192

8.2.4　案例分析：m4 193

例8.2 m4宏命令实例 193

8.2.5　案例分析：XSLT 194

8.2.6 案例分析：The Documenter's Workbench Too1s 195

例8.3 XSLT程序实例 195

例8.4 语言分类图—pic源码 198

8.2.7　案例分析：fetchmail的运行控制语法 199

8.2.8　案例分析：awk 200

例8.5 fetchmailrc的假想例子 200

8.2.9 案例分析：PostScript 202

8.2.10　案例分析：bc和dc 203

例8.6 使用dc的RSA实现 204

8.2.11　案例分析：Emacs Lisp 205

8.2.12　案例分析：JavaScript 205

8.3　设计微型语言 206

8.3.1　选择正确的复杂度 207

8.3.2　扩展和嵌入语言 209

8.3.3　编写自定义语法 210

8.3.4　宏—慎用 210

8.3.5　语言还是应用协议 212

第9章　生成：提升规格说明的层次 215

9.1　数据驱动编程 216

9.1.1 实例分析：ascii 217

9.1.2　实例分析：统计学的垃圾邮件统计 218

9.1.3　实例分析：fetchmailconf中的元类改动 219

例9.1　fetchmailrc语法示例 220

例9.2　fetchmail配置的Python结构转储 221

例9.3 copy_instance的元类代码 223

例9.4 copy_instance的调用环境 224

9.2　专用代码的生成 225

9.2.1 实例分析：生成ascii显示的代码 225

例9.5　ascii用法屏幕 226

9.2.2　实例分析：为列表生成HTML代码 227

例9.6 明星列表要求的输出格式 227

例9.7　明星表的主表 228

10.1　什么应是可配置的 231

第10章　配置：迈出正确的第一步 231

10.2　配置在哪里 233

10.3　运行控制文件 234

10.3.1　实例分析：．netrc文件 236

例10.1 .netrc例子 237

10.3.2　到其它操作系统的可移植性 238

10.4　环境变量 238

10.4.1　系统环境变量 238

10.4.2　用户环境变量 240

10.4.3　何时使用环境变量 240

10.5　命令行选项 242

10.4.4　到其它操作系统的可移植性 242

10.5.1 从-a到-z的命令行选项 243

10.6　如何挑选方法 248

10.5.2　到其它操作系统的可移植性 248

10.6.1　实例分析：fetchmail 249

10.6.2　实例分析：XFree86服务器 251

例10.2 X配置示例 251

10.7　论打破规则 252

第11章　接口：Unix环境下的用户接口设计模式 253

11.1　最小立异原则的应用 254

11.2　Unix接口设计的历史 256

11.3　接口设计评估 257

11.4　CLI和可视接口之间的权衡 259

11.4.1　实例分析：编写计算器程序的两种方式 262

图11.1 xcalc图形接口 263

11.5　透明、表现力和可配置 264

11.6　Unix接口设计模式 266

11.6.1　过滤器模式 266

11.6.3　源模式 268

11.6.2　Cantrip模式 268

11.6.4　接收器模式 269

11.6.5　编译器模式 269

11.6.6 ed模式 270

11.6.7 Roguelike模式 270

图11.2 Rogue游戏最初版的屏幕截图 271

11.6.8 “引擎和接口分离”模式 273

图11.3 Xcdroast图形界面 277

11.6.9 CLI服务器模式 278

11.6.10 基于语言的接口模式 279

11.7　应用Unix接口设计模式 280

11.7.1　多价程序模式 281

11.8　网页浏览器作为通用前端 281

图11.4 在多价程序中调用者／被调用者的关系 282

11.9　沉默是金 284

12.1　什么也别做，就站在那儿 287

第12章　优化 287

12.2　先估量，后优化 288

12.3　非定域性之害 290

12.4　吞吐量和延迟 291

12.4.1　批操作 292

12.4.2　重叠操作 293

12.4.3　缓存操作结果 293

第13章　复杂度：尽可能简单，但别简单过了头 295

13.1　谈谈复杂度 296

13.1.1　复杂度的三个来源 296

13.1.2　接口复杂度和实现复杂度的折中 298

13.1.3　平质的、选择的和偶然的复杂度 299

13.1.4　映射复杂度 300

图13.1 复杂度种类及其来源 301

13.1.5　当简洁性不能胜任 302

13.2 五个编辑器的故事 302

13.2.1 ed 304

13.2.2 vi 305

13.2.3 Sam 306

13.2.4 Emacs 307

13.2.5 Wily 308

13.3　编辑器的适当规模 309

13.3.1　甄别复杂度问题 309

13.3.2　折衷无用 312

13.3.3　Emacs是个反Unix传统的论据吗 314

13.4　软件的适度规模 316

Part Ⅲ 319

第14章　语言：C还是非C 321

14.1　Unix下语言的丰饶 321

14.2　为什么不是C 323

14.4 语言评估 325

14.3　解释型语言和混合策略 325

14.4.1 C 326

14.4.2 C＋＋ 327

14.4.3 Shell 330

14.4.4 Perl 332

14.4.5 Tcl 334

14.4.6 Python 336

14.4.7 Java 339

14.4.8 Emacs Lisp 342

14.5　未来趋势 344

表14.1　语言选择 345

14.6 选择X工具包 346

表14.2　X工具包总结 347

第15章　工具：开发的战术 349

15.1 开发者友好的操作系统 349

15.2　编辑器选择 350

15.2.1 了解vi 351

15.2.2　了解Emacs 351

15.2.3　非虔诚的选择：两者兼用 352

15.3　专用代码生成器 352

15.3.1 yacc和lex 353

15.3.2　实例分析：fetchmailrc的语法 356

15.3.3　实例分析：Glade 356

15.4.1　make的基本理论 357

15.4　make：自动化编译 357

15.4.3　通用生成目标 359

15.4.2　非C/C＋＋开发中的make 359

15.4.4　生成Makefile 362

15.5.1 为什么需要版本控制 364

15.5　版本控制系统 364

15.5.2　手工版本控制 365

15.5.3 自动化的版本控制 366

15.5.4　Unix的版本控制工具 367

15.6　运行期调试 369

15.8　使用Emacs整合工具 370

15.7　性能分析 370

15.8.3 Emacs和版本控制 371

15.8.2 Emacs和运行期调试 371

15.8.1 Emacs和make 371

15.8.4 Emacs和Profiling 372

15.8.5　像IDE一样，但更强 373

第16章　重用：论不要重新发明轮子 375

16.1　猪小兵的故事 376

16.2　透明性是重用的关键 379

16.3　从重用到开源 380

16.4　生命中最美好的就是“开放” 381

16.5　何处找 384

16.6　使用开源软件的问题 385

16.7　许可证问题 386

16.7.1　开放源码的资格 386

16.7.2　标准开放源码许可证 388

16.7.3　何时需要律师 390

Part Ⅳ 391

第17章　可移植性：软件可移植性与遵循标准 393

17.1　C语言的演化 394

17.1.1　早期的C语言 395

17.1.2　C语言标准 396

17.2.1　标准和Unix之战 398

17.2　Unix标准 398

17.2.2　庆功宴上的幽灵 401

17.2.3　开源世界的Unix标准 402

17.3　IETF和RFC标准化过程 403

17.4　规格DNA，代码RNA 405

17.5 可移植性编程 408

17.5.1　可移植性和编程语言选择 409

17.5.2　避免系统依赖性 412

17.6 国际化 413

17.5.3　移植工具 413

17.7　可移植性、开放标准以及开放源码 414

第18章　文档：向网络世界阐释代码 417

18.1　文档概念 418

18.2　Unix风格 420

18.2.1　大文档偏爱 420

18.2.2　文化风格 421

例18.1 groff（1）标记实例 422

18.3　各种Unix文档格式 422

18.3.1　troff和Documenter's Workbench Tools 422

例18.2 man标记实例 423

18.3.2　TEX 424

18.3.3　Texinfo 425

18.3.4 POD 425

18.3.5 HTML 426

18.3.6 DocBook 426

18.4 当前的混乱和可能的出路 426

18.5 DocBook 427

18.5.1 文档类型定义 427

图18.1　结构化文档处理过程 428

18.5.2　其它DTD 428

18.5.3　DocBook工具链 429

图18.2　如今的XML-DocBook工具链 430

图18.3　XML-DocBook未来的FOP工具链 431

18.5.4　移植工具 431

18.5.5　编辑工具 432

18.5.8 XML-DocBook参考书籍 433

18.5.7 SGML 433

18.5.6　相关标准和实践 433

18.6　编写Unix文档的最佳实践 434

第19章　开放源码：在Unix新社区中编程 437

19.1 Unix和开放源码 438

19.2.1 良好的修补实践 440

19.2　与开源开发者协同工作的最佳实践 440

19.2.2 良好的项目、档案文件命名实践 444

19.2.3 良好的开发实践 447

19.2.4 良好的发行制作实践 450

例19.1 tar文件包制作过程 451

19.2.5 良好的交流实践 454

19.3　许可证的逻辑：如何挑选 456

19.4　为什么应使用某个标准许可证 457

19.5　各种开源许可证 457

19.5.1 MIT或者X Consortium许可证 457

19.5.2　经典BSD许可证 457

19.5.4　通用公共许可证 458

19.5.3　Artistic许可证 458

19.5.5　Mozilla公共许可证 459

第20章　未来：危机与机遇 461

20.1 Unix传统中的平质和偶然 461

20.2　Plan 9：未来之路 464

20.3 Unix设计中的问题 466

20.3.1　Unix文件就是一大袋字节 466

20.3.2 Unix对GUI的支持孱弱 467

20.3.3　文件删除不可撤销 468

20.3.4 Unix假定文件系统是静态的 469

20.3.5 作业控制设计拙劣 469

20.3.6 Unix API没有使用异常 470

20.3.7　ioctl（2）和fcntl（2）是个尴尬 471

20.3.8 Unix安全模型可能太过原始 471

20.3.9 Unix名字种类太多 472

20.3.10　文件系统可能有害论 472

20.3.11　朝向全局互联网地址空间 472

20.4　Unix的环境问题 473

20.5　Unix文化中的问题 475

20.6　信任的理由 477

附录A　缩写词表 479

附录B　参考文献 483

附录C　贡献者 495

附录D　无根的根：无名师的Unix心传 499

Colophon 510

索引 511