UNIX从来都不是为人机交互而设计的，而是为程序之间的交互而设计的。
用了多年Linux，从起初的羡慕，崇拜，到初学时的不解，混乱，愤怒，后来失望，困惑，...最终发现，如果你真的非要和Windows相比较的话，UNIX的人机交互确实表现不佳，正是这种不佳才导致了在使用过程中的种种问题，比如愤怒，比如失望...但是当我真正理解了UNIX的设计初衷的时候，这才彻底明白了一些事情的真相。正如Windows拥有那么多的UI元素以及纷繁惹人眼的绚丽控件以获得使用者最大的舒适度一样，UNIX设计了shell管道以获得程序之间交互的最大舒适度。UNIX是以小为美的设计典型，和Windows不属于一个理念。但是如果你把UNIX的一个命令理解成Windows界面的一个控件的话，或许会好很多，人们会操作(点击，下拉，拖移...)一个控件以获得一种效果，而UNIX程序也会将输出重新输入给另一个程序以获取一种效果，和Windows不同的是，这个操作一般不需要人的参与，全是程序之间的事情，人的作用往往体现在程序的组织上，程序之间如何来组织，如何来交互，这需要人来告诉UNIX系统-实际上也就是编写一个脚本。
因此，越小的程序越好，便于人们去组织它们，这样它们的(使用代码行/总体代码行)这个比值是最高的，也正是因此，这个事实浓缩成了UNIX的另一个哲学：小程序只做好一件事。其实，我们发现，这条哲学可以从UNIX终极哲学中衍生出来。程序间的交互远远没有人机交互复杂，我们只需要想一下程序要如何表达自己的功能就可以了，归结于一点，那就是程序必须要有产出，也就是输出，而输入就是其原材料，程序扮演了加工者的角色，也就是一个过滤器，好的程序始终不要自己产生输出，正如没有能源输入，永动机早晚要停一样，程序的输出必须由输入加工而来，而最终的数据来自于人。因此下面的哲学被衍生了出来：
1.程序只是一个过滤器
2.程序之间的交互就是输入和输出
因此管道的概念就被呼出来了！什么是管道？管道就是一个pipe(？?！fk!)，将一个程序的输出和另一个程序的输入联系起来的一根管子。UNIX的命令行管道如下图所示
将各个程序画成阶梯状完全是为了展示管道，实际上它们都是同时执行的，只是启动先后顺序不同而已，一个命令行可以通过“|”来分隔为多个命令，前面命令的输出作为紧接着后面命令的输入，通过管道彼此相连接。
这种管道到底是怎么实现的呢？如果看一下shell的源代码，比如csh，bash等，那固然不错，可是却容易被太多的额外处理混淆了视听，你很难从复杂的shell源代码中抽出哪些是和命令行管道相关的，加上代码本身的调用层次很深，看懂代码就更佳困难，除非你专门想研究一下shell的实现，否则如果仅仅想知道命令行管道这么一件简单的事情的话，还是自己实现一个为好。这难道不矛盾吗？你都不知道怎么实现的，怎么自己实现啊？！可是你知道效果啊，你也知道规范，这些就够了，这里又有一个不成文的规则： 当你只知道效果和规范的时候，自己动手实现一个符合规范的机制之后，你就会明白该机制是怎么实现的了。因此，代码不重要，重要的是设计本身！而设计是属于比较高层面的概念，其下是复杂的逻辑，因此要问程序是什么，程序就是逻辑。
以下就是自己粗略实现的一个执行命令行管道程序的小shell的代码：
/** * 简单展示原理，没有错误处理 * 简单展示原理，能用即可 * 这是所谓的“第一个系统” */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <string.h> int fork_and_exec(char *cmd, int pin, int pout) { int pid = fork(); if (pid == 0) { if (pin != -1) { dup2 (pin, 0); close(pin); } if (pout != -1) { dup2 (pout, 1); close(pout); } //exec太麻烦，索性用system了 //但是必须知道system的原理(fork+exec...) //if (execlp(cmd, NULL) == -1) { system(cmd); //若是exec且执行成功，就不需要exit了 exit(0); } else if(pid > 0) { if (pin != -1) close(pin); if (pout != -1) close(pout); } else { //TODO } return pid; } int execute_cmd(char *cmd, int in) { char *p = cmd; char *start_cmd = cmd; int pipefd[2]; while (*p) { switch (*p) { case '|': *p++ = 0; //创建一个管道 pipe(pipefd); //下面的语句执行后，程序分叉，第一叉在当前捕获的命令，第二 //叉在后面继续解析命令 //将写管道传给当前捕获的命令用于重定向其stdout if (fork_and_exec(start_cmd, in, pipefd[1]) > 0) { //将读管道传给将要被捕获的命令用于重定向其stdin goto call_forward_pipe_chain; } break; default: p++; } } fork_and_exec(start_cmd, in, -1); fflush(stdout); return 0; call_forward_pipe_chain: execute_cmd(p, pipefd[0]); fflush(stdout); return 0; } int main(int argc, char **argv) { while (1) { char cmd[1024]={0}; int len; printf("cmd>>"); fflush(stdout); gets(cmd); len = strlen(cmd); if (!strcmp(cmd, "q")) { fflush(stdout); printf("done\n"); exit(0); } else { execute_cmd(cmd, -1); } } return 0; }
将上述代码编译成mysh之后，执行之：
root@zhaoya-home:~/test# ./mysh
cmd>>
cmd>>ls /|grep etc
cmd>>etc
cmd>>ls /dev/|grep tty|wc -l
cmd>>69
cmd>>q
done
root@zhaoya-home:~/test#
以上就是命令行管道的效果。通过使用这种管道的粘合-纵向-加上shell脚本逻辑上的粘合-横向，小巧的UNIX命令就可以结合在一起，完成几乎所有的工作，并且代码利用率极高，高得不可想象啊！如果是一个包罗万象的大程序，每一次你只使用其5%的功能，那么95%的代码将在此次执行中浪费掉，然而小程序互相结合就比较好，由于每个小程序仅仅完成一个功能，因此你只将用到的命令结合在一起即可，提升了代码利用率(UNIX是从小内存时代一路走来的，如今内存都低于白菜价了，却依然勤俭)。
因此UNIX本质上就是通过粘合小程序而工作的，你可以看到，就算true，false之类的，也是一个合理的命令。
本文转自 dog250 51CTO博客，原文链接:http://blog.51cto.com/dog250/1268974
