为什么“一切都是文件”是Unix操作系统独有的？

我经常听到人们说“ Unix的独特哲学是将所有内容都视为文件”或“在Unix中，所有内容都是文件”。但是我从未听说过有人解释过为什么它对于Unix是唯一的。

那么，为什么这是Unix独有的呢？Windows和Macs等其他操作系统是否无法在文件上运行？

并且，与其他操作系统相比，它是否独特？

那么，为什么这是Unix独有的呢？

在Unix之前，典型的操作系统以一种方式处理文件，并根据该设备的特性对每个外围设备进行处理。也就是说，如果将程序的输出写入磁盘上的文件，则该输出只能进入该位置。您无法将其发送到打印机或磁带机。每个程序必须知道用于输入和输出的每个设备，并且必须具有用于处理备用I / O设备的命令选项。

Unix将所有设备都视为文件，但是具有特殊属性。为了简化程序，标准输入和标准输出是程序的默认输入和输出设备。因此，通常用于控制台屏幕的程序输出可以到任何地方，到磁盘文件，打印机或串行端口。这称为I / O重定向。

Windows和Macs等其他操作系统是否无法在文件上运行？

当然，所有现代OS都支持各种文件系统，并且可以“对文件进行操作”，但是区别在于如何处理设备？不了解Mac，但是Windows确实提供了一些I / O重定向。

而且，与其他操作系统相比，它具有独特性吗？

不再是了。Linux具有相同的功能。当然，如果操作系统采用I / O重定向，则它倾向于使用其他Unix功能，并最终变成类Unix。

“一切都是文件”的想法来自Multics。Unix的设计人员将许多工作都建立在其前身，尤其是Multics上。确实，计算中的许多东西都基于前辈。

您可以阅读Dennis Ritchie在Unix设计中的最新著作，以获取更多信息。他引用了他们从Multics中“复制”的内容，例如树状文件系统，命令外壳和文件的非结构化。我并不是在暗示Unix伙计从Multics伙计那里偷走了。无论出于何种意图和目的，都是同一个人。

独特？不，定义吗？绝对。

将所有内容都以已知的层次结构作为文件或设备，意味着您可以对所有内容使用相同的工具集。Bell Labs的Plan 9甚至将硬件设备作为文件进行了扩展。

更重要的是，这允许两个非常简单而强大的概念。基本的实用程序，可以完成一件事（tm），可以根据需要将其与管道捆绑在一起。是否想在文本文件中找到内容？使用cat来显示它，使其通过grep，然后您就可以用天然气烹饪。这就是 “ Unix”方式的真正力量-专门的应用程序可以协同工作以提供大量的灵活性。

Mac OS X也遵循Unix的哲学，但是隐藏得更好（“应用程序”捆绑包实际上是一个充满文件的目录），并且实际上是一个经过认证的Unix Unix ，它是使用FreeBSD的NeXT衍生而来的。

在Windows中，此后有一些二进制组件，例如事件查看器和注册表，并且在这种特定情况下还有一些速度优势。

由于特殊文件。当人们说“一切都是Unix中的文件”时，通用文件和目录并不是他们想要的。特殊文件是类Unix操作系统所独有的，其中有很多。因此，它并不是Unix 独有的。

特殊文件有多种用途。例如，有管道，套接字，最值得注意的是设备文件。管道和套接字是进程之间的通信流。子系统的许多功能可通过设备文件提供给用户空间。

管道和插座

程序使用它们就像使用普通文件一样。实际上，大多数时候他们甚至都不在乎所使用的文件类型。这就是为什么Unix命令可以如此多地组合以形成功能强大的新系统的原因。（请参阅锯末答案中的I / O重定向）

设备文件

如前所述，这些充当用户空间的接口。例如，为了弹出CD托盘，编程人员将首先打开相应的设备文件。另一个示例：您希望程序切换虚拟终端。首先打开/ dev / console。

接下来发生的事情并不仅仅发送字符到这些文件，但发出的ioctl（）的对他们。您可以发行的单个ioctl取决于设备。例如，控制台记录在console_ioctl（4）中

我可能会因为这样说而感到困惑，但是我认为说所有东西都是Unix中的文件实际上是一个谬论。这实际上是两件事。

1. 文件和设备（以及许多其他东西）是可以由包含打开，关闭，读取，写入和控制（ioctl）函数的接口建模的对象。
2. 这些对象的名称空间是分层的，即这些对象是按层次结构组织的。

文件系统实现此名称空间，并实现允许将接口功能分配给这些对象的框架。首先将文件系统概念化以容纳文件，但是随后选择了文件系统来组织名称空间层次结构中的其他对象。一个来自面向对象之前的多态的例子就是一件事。

仅调用所有文件没有什么害处。但实际上，它们是这些更通用的对象（文件就是这样的对象）。从这个角度来看，这个想法根本不是Unix独有的。许多其他OS也实现了此类多态对象的层次结构。

当人们说“在Unix中，一切都是文件”时，它们的意思是将不是文件的东西也视为文件。

当然，大多数操作系统都可以处理文件。文本文件，图像文件，声音文件。但是，并非所有操作系统都将设备视为文件。这是一个重要的区别。如果我在Ubuntu操作系统（基于Unix）中列出/ dev /文件夹的内容，则会得到200多个设备的列表。这些设备中有些是硬件，但显示在文件夹中。例如硬盘驱动器，USB端口，鼠标和键盘，音频设备和打印机等。一些设备是虚拟的，例如/ dev / urandom，它表现为一个充满随机数的无限文件。这不是我硬盘上的真实文件。

所有这些设备都被视为文件。我可以从这些设备读取数据和/或将数据写入这些设备。这里有一些将数据从不同的设备复制到音频设备的示例。这是可能的，因为它们被视为文件。（令人讨厌的）结果是能够收听硬盘驱动器，鼠标运动，计算机内存或图像像素的内容。如果不将设备视为文件，则要实现此目标将非常困难，因为每个设备将需要不同的读取和写入数据的方法。

话虽如此，“一切”的含义因系统而异。例如，OS X基于Unix，但没有/ dev / audio设备。它使用称为CoreAudio的专有音频系统。因此，在这种情况下，可能会说“几乎所有内容都是文件”。然后，在Windows之类的“一切都不是文件”的系统中，您仍然可以执行将文件内容复制到打印机端口的操作（键入类似的东西copy mydocument.txt >lpt1:），这类似于在Unix中将文档复制到打印机设备系统。

其他操作系统（例如Windows和OS X）是否不能在文件上运行？是的，他们愿意。Windows和OS X在文件上运行，但是Windows不会将设备视为文件，这是“一切都是文件”含义的一部分。

我看到Multics被引用为“一切都是文件”的来源，但我认为您必须比设备文件，命名管道，常规文件等看起来更深一些。您必须查看文件命名语法。即使存在AUX，CON和LP“魔术文件名”，这也有很大的不同。

参见Rob Pike的“ The Hideous Name ”。它将Unix文件命名语法与其他两种语法（最著名的是VMS）进行了比较。请注意，Unix起源于60年代末/ 70年代初的大型机OS具有现代人所认为的洛可可式文件命名语法。自从我使用VM / CMS或NOS或NOS / VE已有好几年了，而我只是看着使用Univac OS的人的肩膀，但这足以说明怪癖超过了常规。

我什至从未见过Multics运行，但是您可以看到有关其文件系统的论文。看起来原始的Unix比Multics占用了更多的东西，但是您的行程可能会有所不同。

请注意，即使Linus Torvalds也不同意“一切都是文件”。如果您搜索“

一切都是字节流

“您会发现有趣的哲学，这意味着我们什么意思都不是文件，例如内存中的抽象数据结构或指针肯定不是文件，可以肯定的是，任何东西都可以表示为文件，但是表示和是2种不同的动作。