为什么优秀的程序员喜欢命令行

两味真火
 两味真火
发布于 2017年01月26日
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程序员的日常工作

The three chief virtues of a programmer are: Laziness, Impatience and Hubris. – Larry Wall

懒惰这个特点位于程序员的三大美德之首:唯有懒惰才会驱动程序员尽可能的将日常工作自动化起来,解放自己的双手,节省自己的时间。而GUI,不得不说,天然就是为了让自动化变得困难的一种设计。GUI更强调的是与人类的直接交互:通过视觉手段将信息以多层次的方式呈现,使用视觉元素进行指引,最后系统在后台进行实际的处理,并将最终结果以视觉手段展现出来。

这种更强调交互过程的设计初衷使得自动化变得非常困难。另一方面,由于GUI是为人类设计的,它的响应就不能太快,至少要留给操作者反应时间(甚至有些用户操作需要人为的加入一些延迟,以提升用户体验)。

程序员除了写代码之外,还有很多事情要做,比如自动化测试,基础设施的配置和管理,持续集成/持续发布环境,甚至有些团队好需要做一些与运维相关的事情(线上问题监控,环境监控等)。

  • 开发/测试

  • 基础设施管理

  • 持续集成/持续发布

  • 运维(监控)工作

  • 娱乐

UNIX编程哲学

关于UNIX哲学,其实坊间有多个版本,这里有一个比较详细的清单。虽然有不同的版本,但是有很多一致的地方:

  1. 小即是美

  2. 让程序只做好一件事

  3. 尽可能早地创建原型(然后逐步演进)

  4. 数据应该保存为文本文件

  5. 避免使用可定制性低下的用户界面

这里列举一些小的例子,我们来看看命令行工具是如何通过应用这些哲学来简化工作,提高效率的。一旦你熟练掌握这些技能,就再也无法摆脱它,也再也忍受不了低效而难用的各种GUI工具了。

命令行如何帮助程序员提升效率

一个高阶计算器

在我的编程生涯的早期,读过的最为振奋的一本书是《UNIX编程环境》,和其他基本UNIX世界的大部头比起来,这本书其实还是比较小众的。我读大二的时候这本书已经出版了差不多22年(中文版也已经有7年了),有一些内容已经过时了,比如没有返回值的main函数,外置的参数列表等等,不过在学习到HOC(High Order Calculator)的全部开发过程时,我依然被深深的震撼到了。

简而言之,这个HOC语言的开发过程需要这样几个组件:

  • 词法分析器lex

  • 语法分析器yacc

  • 标准数学库stdlib

另外还有一些自定义的函数等,最后通过make连接在一起。我跟着书上的讲解,对着书把所有代码都敲了一遍。所有的操作都是在一台很老的IBM的ThinkPad T20上完成的,而且全部都在命令行中进行(当然,还在命令行里听着歌)。

这也是我第一次彻底被UNIX的哲学所折服的体验:

  • 每个工具只做且做好一件事

  • 工具可以协作起来

  • 一切面向文本

下面是书中的Makefile脚本,通过简单的配置,就将一些各司其职的小工具协作起来,完成一个编程语言程序的预编译、编译、链接、二进制生成的动作。

YFLAGS = -d
OBJS = hoc.o code.o init.o math.o symbol.o
hoc5: $(OBJS)
  cc $(OBJS) -lm -o hoc5
hoc.o code.o init.o symbol.o: hoc.h
code.o init.o symbol.o: x.tab.h
x.tab.h: y.tab.h
  -cmp -s x.tab.h y.tab.h || cp y.tab.h x.tab.h
pr:   hoc.y hoc.h code.c init.c math.c symbol.c
  @pr $?
  @touch pr
clean:
  rm -f $(OBJS) [xy].tab.[ch]

虽然现在来看,这本书的很多内容已经过期(特别是离它第一次出版已经过去了近30年),有兴趣的朋友可以读一读。这里有一个Lex/Yacc的小例子,有情趣的朋友可以看看。

基础设施自动化

开发过程中,工程师还需要关注的一个问题是:软件运行的环境。我在上学的时候,刚开始学习Linux的时候,会在Windows机器上装一个虚拟机软件VMWare,然后在VMWare中安装一个Redhat Linux 9。这样当我不小心把Linux玩坏了之后,只需要重装一下就行了,不影响我的其他数据(比如课程作业,文档之类)。不过每次重装也挺麻烦,需要找到iso镜像文件,再挂载到本地的虚拟光驱上,然后再用VMWare来安装。

而且这些动作都是在GUI里完成的,每次都要做很多重复的事情:找镜像文件,使用虚拟光驱软件挂载,启动VMWare,安装Linux,配置个人偏好,配置用户名/密码等等。熟练之后,我可以在30分钟 – 60分钟安装和配置好一个新的环境。

Vagrant

后来我就发现了Vagrant,它支持开发者通过配置的方式将机器描述出来,然后通过命令行的方式来安装并启动,比如下面这个配置:

VAGRANTFILE_API_VERSION = "2"
Vagrant.configure(VAGRANTFILE_API_VERSION) do |config|
  config.vm.box = "precise64"
  config.vm.network "private_network", :ip => "192.168.2.100"
end

它定义了一个虚拟机,使用Ubuntu Precise 64的镜像,然后为其配置一个网络地址192.168.2.100,定义好之后,我只需要执行:

$ vagrant up

我的机器就可以在几分钟内装好,因为这个动作是命令行里完成的,我可以在持续集成环境里做同样的事情 – 只需要一条命令。定义好的这个文件可以在团队内共享,可以放入版本管理,团队里的任何一个成员都可以在几分钟内得到一个和我一样的环境。

Ansible

一般而言,对于一个软件项目而言,一个全新的操作系统基本上没有任何用处。为了让应用跑起来,我们还需要很多东西。比如Web服务器,Java环境,cgi路径等,除了安装一些软件之外,还有大量的配置工作要做,比如apache httpd服务器的文档根路径,JAVA_HOME环境变量等等。

这些工作做好了,一个环境才算就绪。我记得在上一个项目上,不小心把测试环境的Tomcat目录给删除了,结果害的另外一位同事花了三四个小时才把环境恢复回来(包括重新安装Tomcat,配置一些JAVA_OPTS,应用的部署等)。

不过还在我们有很多工具可以帮助开发者完成环境的自动化准备,比如:ChefPuppetAnsible。只需要一些简单的配置,然后结合一个命令行应用,整个过程就可以自动化起来了:

- name: setup custom repo
  apt: pkg=python-pycurl state=present
- name: enable carbon
  copy: dest=/etc/default/graphite-carbon content='CARBON_CACHE_ENABLED=true'
- name: install graphite and deps
  apt: name= state=present
  with_items: packages
- name: install graphite and deps
  pip: name= state=present
  with_items: python_packages
- name: setup apache
  copy: src=apache2-graphite.conf dest=/etc/apache2/sites-available/default
  notify: restart apache
- name: configure wsgi
  file: path=/etc/apache2/wsgi state=directory

上边的配置描述了安装graphite-carbon,配置apahce等很多手工的劳动,开发者现在只需要执行:

$ ansible

就可以将整个过程自动化起来。现在如果我不小心把Tomcat删了,只需要几分钟就可以重新配置一个全新的,当然整个过程还是自动的。这在GUI下完全无法想象,特别是有如此多的定制内容的场景下。

持续集成/持续发布

日常开发任务中,除了实际的编码和环境配置之外,另一大部分内容就是持续集成/持续发布了。借助于命令行,这个动作也可以非常高效和自动化。

Jenkins

持续集成/持续发布已经是很多企业IT的基本配置了。各个团队通过持续集成环境来编译代码、静态检查、执行单元测试、端到端测试、生成报告、打包、部署到测试环境等等。

比如在Jenkins环境中,在最前的版本中,要配置一个构建任务需要很多的GUI操作,不过在新版本中,大部分操作都已经可以写成脚本。

这样的方式,使得自动化变成了可能,要复制一个已有的pipline,或者要修改一些配置、命令、变量等等,再也不需要用鼠标点来点去了。而且这些代码可以纳入项目代码库中,和其他代码一起被管理,维护,变更历史也更容易追踪和回滚(在GUI上,特别是基于Web的,回滚操作基本上属于不可能)。

node {
   def mvnHome
   stage('Preparation') { // for display purposes
      git 'https://github.com/jglick/simple-maven-project-with-tests.git'
      mvnHome = tool 'M3'
   }
   stage('Build') {
      sh "'${mvnHome}/bin/mvn' -Dmaven.test.failure.ignore clean package"
   }
   stage('Results') {
      junit '**/target/surefire-reports/TEST-*.xml'
      archive 'target/*.jar'
   }
}

上面这段groovy脚本定义了三个Stage,每个Stage中分别有自己的命令,这种以代码来控制的方式显然比GUI编辑的方式更加高效,自动化也编程了可能。

运维工作

自动化监控

Graphite是一个功能强大的监控工具,不过其背后的理念倒是很简单:

  • 存储基于时间线的数据

  • 将数据渲染成图,并定期刷新

用户只需要将数据按照一定格式定期发送给Graphite,剩下的事情就交给Graphite了,比如它可以消费这样的数据:

instance.prod.cpu.load 40 1484638635
instance.prod.cpu.load 35 1484638754
instance.prod.cpu.load 23 1484638812

第一个字段表示数据的名称,比如此处instance.prod.cpu.load表示prod实例的CPU负载,第二个字段表示数据的,最后一个字段表示时间戳。

这样,Graphite就会将所有同一个名称下的值按照时间顺序画成图。

图片来源

默认地,Graphite会监听一个网络端口,用户通过网络将信息发送给这个端口,然后Graphite会将信息持久化起来,然后定期刷新。简而言之,只需要一条命令就可以做到发送数据:

echo "instance.prod.cpu.load 23 `date +%s`" | nc -q0 graphite.server 2003

date +%s会生成当前时间戳,然后通过echo命令将其拼成一个完整的字符串,比如:

instance.prod.cpu.load 23 1484638812

然后通过管道|将这个字符串通过网络发送给graphite.server这台机器的2003端口。这样数据就被记录在graphite.server上了。

定时任务

如果我们要自动的将数据每隔几秒就发送给graphite.server,只需要改造一下这行命令:

  1. 获取当前CPU的load

  2. 获取当前时间戳

  3. 拼成一个字符串

  4. 发送给graphite.server2003端口

  5. 每隔5分钟做重复一下1-4

获取CPU的load在大多数系统中都很容易:

ps -A -o %cpu

这里的参数:

  • -A表示统计所有当前进程

  • -o %cpu表示仅显示%cpu列的数值

这样可以得到每个进程占用CPU负载的数字:

%CPU
  12.0
  8.2
  1.2
  ...

下一步是将这些数字加起来。通过awk命令,可以很容易做到这一点:

$ awk '{s+=$1} END {print s}'

比如要计算1 2 3的和:

$ echo "1\n2\n3" | awk '{s+=$1} END {print s}'
6

通过管道可以讲两者连起来:

$ ps -A -o %cpu | awk '{s+=$1} END {print s}'

我们测试一下效果:

$ ps -A -o %cpu | awk '{s+=$1} END {print s}'
28.6

看来还不错,有个这个脚本,通过crontab来定期调用即可:

#!/bin/bash
SERVER=graphite.server
PORT=2003
LOAD=`ps -A -o %cpu | awk '{s+=$1} END {print s}'`
echo "instance.prod.cpu.load ${LOAD} `date +%s`" | nc -q0 ${SERVER} ${PORT}

当然,如果使用Grafana等强调UI的工具,可以很容易的做的更加酷炫:

图片来源

想想用GUI应用如何做到这些工作。

娱乐

命令行的MP3播放器

最早的时候,有一个叫做mpg123的命令行工具,用来播放MP3文件。不过这个工具是商用的,于是就有人写了一个工具,叫mpg321,基本上是mpg123的开源克隆。不过后来mpg123自己也开源了,这是后话不提

将我的所有mp3文件的路径保存成一个文件,相当于我的歌单:

$ ls /Users/jtqiu/Music/*.mp3 > favorites.list
$ cat favorites.list
...
/Users/jtqiu/Music/Rolling In The Deep-Adele.mp3
/Users/jtqiu/Music/Wavin' Flag-K'Naan.mp3
/Users/jtqiu/Music/蓝莲花-许巍.mp3
...

然后我将这个歌单交给mpg321去在后台播放:

$ mpg321 -q --list favorites.list &
[1] 10268

这样我就可以一边写代码一边听音乐,如果听烦了,只需要将这个后台任务切换到前台fg,然后就可以关掉了:

$ fg
[1]  + 10268 running    mpg321 -q --list favorites.list

小结

综上,优秀的程序员借助命令行的特性,可以成倍(有时候是跨越数量级的)地提高工作效率,从而有更多的时间进行思考、学习新的技能,或者开发新的工具帮助某项工作的自动化。这也是优秀的程序员之所以优秀的原因。而面向手工的,原始的图形界面会拖慢这一过程,很多原本可以自动化起来的工作被淹没在“简单的GUI”之中。

最后补充一点,本文的关键在于强调优秀的程序员与命令行的关系,而不在GUI应用和命令行应用的优劣。GUI应用当然有其使用场景,比如做3D建模,GIS系统,设计师的创作,图文并茂的字处理软件,电影播放器,网页浏览器等等。

稿源:icodeit

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精彩评论

人生能绕几个圈
人生能绕几个圈
复杂的指令只有命令行才精准高效
FPE
FPE
只要你系统带GUI,命令行做的事情GUI都能做并且还比命令行多个UI,命令行能做的所谓自动化换成GUI更能自动化,毕竟我GUI能读写console并且能把一些繁琐需要敲命令的东西弄成图形化并且保存上次的历史记录下次执行前先显示出来,也就是说命令行可以说是GUI的子集(当然如果你操作系统只提供命令行的话就算了),就以上面的mp3为例,GUI完全可以做到只点击两下鼠标,不知道我点击两下鼠标快还是你打命令快

最新评论(25

水溶C100
水溶C100
用命令行=优秀?
真是来搞笑的么。。
临峰不畏
临峰不畏

引用来自“FPE”的评论

只要你系统带GUI,命令行做的事情GUI都能做并且还比命令行多个UI,命令行能做的所谓自动化换成GUI更能自动化,毕竟我GUI能读写console并且能把一些繁琐需要敲命令的东西弄成图形化并且保存上次的历史记录下次执行前先显示出来,也就是说命令行可以说是GUI的子集(当然如果你操作系统只提供命令行的话就算了),就以上面的mp3为例,GUI完全可以做到只点击两下鼠标,不知道我点击两下鼠标快还是你打命令快
GUI是命令的子集,在Linux下命令能干的事远超过GUI。GUI是给普通用户用的,命令是给程序员用的,Linux是程序员的系统。
实现同一个功能,是做成界面快呢,还是做成命令快?GUI程序之间怎么转参数?举个例子,我发现有个网上有个音乐列表,网上只有url,却没提供播放器,我想播放列表上的音乐,如何?GUI程序能办到吗?
haitaosoft
haitaosoft

引用来自“游客”的评论

这么说吧你关注p站几百个标签,你要天天下载对应标签的图片打包起来做成种子发布(先不说版权问题),我编写脚本也就一小时左右添加到corn后我后面天天不用管会自动处理,但你gui用浏览器和tb制作工具每天花小于半个钟算你赢
批处理、自动任务,自然是脚本的强项。。。。
这里说的是人要做的事情。
另外,即使是批处理、自动任务,GUI程序仍然是可以做到的,只是需要写这个GUI的人注意一些问题
YanbinQ
YanbinQ

引用来自“FPE”的评论

只要你系统带GUI,命令行做的事情GUI都能做并且还比命令行多个UI,命令行能做的所谓自动化换成GUI更能自动化,毕竟我GUI能读写console并且能把一些繁琐需要敲命令的东西弄成图形化并且保存上次的历史记录下次执行前先显示出来,也就是说命令行可以说是GUI的子集(当然如果你操作系统只提供命令行的话就算了),就以上面的mp3为例,GUI完全可以做到只点击两下鼠标,不知道我点击两下鼠标快还是你打命令快

引用来自“kidfruit”的评论

@FPE你这是抬杠,你说的子集实际上已经是在两种模式之间切换了,你根本没理解文章表达的意思,文章说的是两种理念方式,而不是在说工具
真不是装逼,等见识多了就能认同
YanbinQ
YanbinQ
我只相信命令行下的行为,如果一个 curl 能清楚了解 api 响应是什么,浏览器可能会欺骗你。我用 Mac 开发,iTerm 设定了全局快捷键来激活。
羽_名
那些喜欢用gui的都是新人吗,熟悉命令行的人才知道自己想干什么,而不想干什么。比如说ffmpeg,命令行的话,你可以写脚本(.sh,py,lua),也可以写ui调用终端,这是万金油,也可以做批处理转换,你能想到的,都可以做。而如果设计成像某某视频格式工厂的gui,你只能知道他有什么功能才做。而现在,大神基本上先是设计命令行,然后其他人设计成gui,比如git。
dimdim
dimdim
应为比较傻呀,或者技术不行,搞不定自动化工作
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