一切皆文件

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UNIX 和类 UNIX 操作系统的一个显著特征是“一切皆文件”[ 1 ]。* 从操作系统的角度来看，文档、目录、链接、输入输出设备等等，都只是字节流的接收器或源[ 2 ]。您可以使用以下命令验证目录实际上是一种特殊的文件：

$ view /etc

/etc这将显示文件（目录）的内容。请注意，这是以只读模式view运行的简写[ 7 ]，因此您可以通过输入`--readonly`来退出。以文件形式打开目录时务必格外小心——如果您不小心编辑了不应该编辑的内容，可能会对系统造成严重损坏。在Linux文件系统中，` /etc/ `目录包含表示设备的文件，`/etc/`目录包含表示进程和系统信息的特殊文件，等等：vivi -R:q!/dev/proc

$ ls -l /dev/std*
lrwxrwxrwx 1 root 15 Nov  3  2017 /dev/stderr -> /proc/self/fd/2
lrwxrwxrwx 1 root 15 Nov  3  2017 /dev/stdin -> /proc/self/fd/0
lrwxrwxrwx 1 root 15 Nov  3  2017 /dev/stdout -> /proc/self/fd/1

$ cat /proc/uptime  # shows current system uptime
36710671.21 1127406622.14

$ cat /dev/random  # returns randomly-generated bytes
{IGnh▒I侨▒▒Ұ>j▒L▒▒%▒=▒▒U@▒Q▒2▒;▒l▒q▒$▒r▒1▒U񝾎...

其他常见的/dev文件包括/dev/zero会持续生成零流的 `null` 文件，以及/dev/null接受所有输入但不做任何处理的 `null` 文件（可以把它想象成一个垃圾桶）[ 8 ]。需要注意的是，“文件”每次打开时可能显示相同的信息，也可能不断变化——反映系统的当前状态，或显示某些持续运行进程的结果。

但是为什么在 UNIX 系统中一切都是文件呢？

正如 Dennis Ritchie 和 Ken Thompson 在他们 1974 年发表于 ACM 通讯的论文《UNIX 分时系统》中所概述的那样，“一切皆文件”方法有三个主要优点：

1. 文件和设备 I/O 尽可能相似
2. 文件名和设备名具有相同的语法和含义，因此，需要文件名作为参数的程序也可以传递设备名。
3. 特殊文件（/dev/random例如 .txt 文件等）与普通文件一样，都受到相同的保护机制。

这种方法的优势在贝尔实验室 1982 年的这段视频中得到了说明。视频中，AWK 编程语言的创建者和 UNIX 的共同创建者 Brian Kernighan 描述了如何通过流水线方式处理程序，以减少不必要的代码重复（通过模块化）并提高灵活性（跳转到 05:30）：

$ makewords sentence | lowercase | sort | unique | mismatch

上面重现了 Kernighan 输入的代码。这段代码makewords将文本文件分割sentence成单词（以空格分隔），并按行返回一个单词。makewords它接收一个文件作为输入，其输出通常会发送到终端，但我们将其通过管道（使用 `or` ）传递|给下一个方法lowercase。`or`lowercase将每一行视为一个单独的参数，将所有大写字母转换为小写字母，然后将其输出通过管道传递给 `sort` sort，后者按字母顺序对单词列表进行排序。`sort`sort将其输出通过管道传递给 `declude` unique，后者从列表中删除重复单词，并将其输出传递给mismatch`check`，后者将唯一的、全部小写的单词列表与字典文件进行比对。默认情况下，任何拼写错误的单词（字典中未出现的单词）都会打印到终端。通过连接这五个独立的函数，我们轻松地创建了一个全新的拼写检查函数。

请注意，输入可以来自普通文件，也可以来自磁盘等特殊文件以及其他输入设备，例如终端本身。输出可以发送到终端、其他程序，或者以文件的形式写入磁盘。这种将函数流水线化处理、对文件、磁盘和特殊 I/O 设备一视同仁的能力，极大地增强了 UNIX 相对于其他区别对待这些设备的系统的功能和灵活性。

更准确的说法是“一切皆文件描述符或进程”[ 3 ]。（文件描述符有时也称为“句柄”。）文件描述符本质上是指向文件、目录、输入输出设备等的非负索引[ 5stdin ]。例如，`file`、`file` 、 `file`stdout和 ` file` 的文件描述符stderr分别为 0、1 和 2。因此，当我们想要抑制错误输出时，我们会将其重定向（使用>命令 [ 4 ]）到/dev/null`file` 。

$ command 2>/dev/null

我们可以使用 `|&` 将特定命令的所有输出（` stdout&&` stderr）作为另一个命令的输入2>&1 |，或者更简单地使用 `'|&'` [ 6 ]：

$ command1 2>&1 | command2
$ command1 |& command2

操作系统使用inode（索引节点）将文件描述符映射到文件（磁盘上字节的实际位置）[ 10 ]。

进程[ 9 ]与文件描述符是分离的。进程是程序的一个实例，它当前正在执行。进程包含待执行代码的映像（只读副本）、执行期间使用的内存和堆空间、相关的文件描述符等等。进程还有自己独立的索引系统（进程ID pid）。

有关的：

Linux 简介 (2008)，Machtelt Garrels

UNIX进程入门（2014），布莱恩·斯托蒂

UNIX 过去的幽灵：设计模式的历史探寻（2010），尼尔·布朗

unix-history-repo（从 1970 年至今的连续 UNIX 提交历史记录）