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Unix考古记：一个“遗失”的shell

Unix考古记：一个“遗失”的shell

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(感谢网友Leo投递此文)

谨以此文纪念伟大的计算机科学巨匠Ken Thompson和Dennis Ritchie，并同时向其他所有为Unix发展做出贡献的黑客致敬。

历史的尘埃

Unix作为一个举世闻名的操作系统已有40余年的历史，围绕着这个古老的操作系统的发展又衍生出了一系列外围软件生态群，其中一个非常重要的组件就是shell。它是操作系统最外层的接口，负责直接面向用户交互并提供内核服务，包括命令行接口(CLI)或图形界面接口(GUI)两种形式。以CLI为例，它提供一套命令规范，是一种解释性语言，将用户输入经过解释器(interpreter)输出使其转化成真正的系统调用，实现人机交互的功能。

和操作系统一样，shell也经历了一个漫长的演变史。如今大部分资料讲述最古老的shell都是从1977年的Bourne Shell说起的，它最初移植到Unix V7上，被追认整个shell家族成员的鼻祖，后来的种群都是从其身上分支出来的。

Linux shells since 1977

对于1977年之前的历史很多资料大多一笔带过或略过不提。事实上，第一个移植到Unix上的shell却不是Steve Bourne写的，早在1975年5月，贝尔实验室就对外发布了第一个广泛传播的Unix版本——Unix V6（之前开发的版本只供内部研究之用），其根目录下的/bin/sh是第一个Unix自带的shell，由Ken Thompson写的，因此也被称为Thompson Shell。甚至，更早可以追溯到1971年的时候，Thompson Shell就作为一个独立于内核的应用程序而实现了，只不过从1975年正式问世到1977年被取代，短短两年的寿命使得它很少为大多数人所认识。

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GCC 用 C++ 来编译

GCC 用 C++ 来编译

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GCC在2012年8月15日的时候，merge了一个patch – Merge from cxx-conversion branch，这意味着，以后在GCC的编译只能用C++的编译器了，也意味着，gcc的实现代码开始转向C++了。

你可能会有两个问题，

  • 一个问题是为什么GCC要转成C++的实现？
  • 没有C++的编译器，我怎么编译C++编译器的代码？这不是“鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题么？

那，我们来看一看吧。

为什么要用C++

在GNU的C++ Conversion文档中，我们可以在Background中看到这样的描述：

Whether we use C or C++, we need to try to ensure that interfaces are easy to understand, that the code is reasonably modular, that the internal documentation corresponds to the code, that it is possible for new developers to write new passes and to fix bugs. Those are the important issues for us to consider. The C++ features which are not present in C — features which are well documented in many books and many web sites — are not an important issue.

这句话的意思可以理解为，今天GCC在用C语言的实现已经有点hold不住了，因为，开发人员觉得，不管我们用C或C++，都需要努力确保接口是容易理解的，这样我们的代码是想当理性地被模块化的，这样内部文档和代码一致，这样可以更好地组织代码，这样有利于新人了fix-bug。而C++正好可以让他们更好的完成这些东西。

GNU还给出了下面这些理由：

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代码执行的效率

代码执行的效率

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在《性能调优攻略》里，我说过，要调优性需要找到程序中的Hotspot，也就是被调用最多的地方，这种地方，只要你能优化一点点，你的性能就会有质的提高。在这里我给大家举三个关于代码执行效率的例子（它们都来自于网上）

第一个例子

PHP中Getter和Setter的效率（来源reddit）

这个例子比较简单，你可以跳过。

考虑下面的PHP代码：我们可看到，使用Getter/Setter的方式，性能要比直接读写成员变量要差一倍以上。

<?php
	//dog_naive.php

	class dog {
		public $name = "";
		public function setName($name) {
			$this-&gt;name = $name;
		}
		public function getName() {
			return $this-&gt;name;
		}
	}

	$rover = new dog();
        //通过Getter/Setter方式
	for ($x=0; $x<10; $x++) {
		$t = microtime(true);
		for ($i=0; $i<1000000; $i++) {
			$rover->setName("rover");
			$n = $rover->getName();
		}
		echo microtime(true) - $t;
		echo "\n";
	}
        //直接存取变量方式
        for ($x=0; $x<10; $x++) {
		$t = microtime(true);
		for($i=0; $i<1000000; $i++) {
			$rover->name = "rover";
			$n = $rover->name;
		}
		echo microtime(true) - $t;
		echo "\n";
	}
?>

这个并没有什么稀，因为有函数调用的开销，函数调用需要压栈出栈，需要传值，有时还要需要中断，要干的事太多了。所以，代码多了，效率自然就慢了。所有的语言都这个德行，这就是为什么C++要引入inline的原因。而且Java在打开优化的时候也可以优化之。但是对于动态语言来说，这个事就变得有点困难了。

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