1.5 资源的可见性

在良好的UNIX传统中，Linux拥有默认的全局资源视图。这就引出了一个问题：什么是全局视图（相对于什么？），什么是所谓的资源？

为什么我们首先要讨论资源可见性呢？主要原因是提高你对这个主题的认识，并使你对现代Linux环境中的一个重要主题—容器—有正确的认识。如果你现在没有了解所有的细节，那么也不要担心，我们将在本书中详细讨论这个主题，特别是在第6章，我们将更详细地讨论容器及其构建块。

你可能听说过这样一种说法：在UNIX（扩展为Linux）中，所有东西都是一个文件。在本书中，我们认为资源是任何可以用来帮助软件执行的东西，包括硬件及其抽象（如CPU和RAM、文件）、文件系统、硬盘驱动器、固态硬盘（SSD）、进程、与网络相关的东西（如设备或路由表）以及代表用户的凭证。

Linux中并非所有资源都是文件或通过文件接口表示。然而，也有一些系统，比如Plan 9（https://oreil.ly/5DkY8），在这方面做得更进一步。

让我们看一下一些Linux资源的具体示例。首先，我们想要查询一个全局属性（Linux版本），然后查询关于正在使用的CPU的特定硬件信息（输出已被编辑以适应本书版面）：

❶输出Linux版本。

❷输出CPU相关信息，过滤模型。

通过前面的命令，我们了解到这个系统有四个Intel i7核可供使用。当使用不同的用户登录时，你希望看到相同数量的CPU吗？

让我们考虑一种不同类型的资源：文件。例如，如果用户troy在/tmp/myfile下创建了一个有权限的文件（见4.3节），那么另一个用户worf会看到这个文件，甚至能够对它进行写操作吗？

或者，以进程为例，也就是说，内存中的程序具有运行所需的所有资源，如CPU和内存。Linux使用进程ID（简称PID，见2.3.1节）来标识进程：

❶输出进程状态（即当前进程的详细信息）并限制输出，只显示前六行。

Linux中可以有多个具有相同PID的进程吗？这个听起来很傻很没用的问题其实是容器的基础（参见6.6节）。答案是肯定的，可以有多个具有相同PID的进程，在不同的上下文中称为命名空间（参见6.6.1节）。这可能发生在容器化的设置中，比如当你在Docker或Kubernetes中运行应用程序时。

每个单独的进程都可能认为它是特殊的，具有PID 1，在更传统的设置中，PID 1是为用户空间进程树的根保留的（更多细节请参阅6.2节）。

从这些观测中我们可以了解到，给定资源上可以有一个全局视图（两个用户在完全相同的位置看到一个文件），也可以有一个本地或虚拟化视图，例如进程示例。这就提出了一个问题：Linux中的所有东西都是默认全局的吗？剧透一下：不是的。让我们仔细看看。

让多个用户或进程并行运行的部分错觉是对资源的（受限的）可见性。在Linux中提供本地视图（某些受支持的）的方法是通过命名空间（参见6.6.1节）。

第二个独立的方面是隔离。当我在这里使用术语“隔离”时，我并不一定要限定它—也就是说，我没有假设事物隔离得有多好。例如，考虑进程隔离的一种方法是限制内存消耗，以便一个进程不能占用其他进程的内存。例如，我给你的应用程序使用1GB的RAM，如果它使用了更多，它就会因内存不足（https://oreil.ly/kvk1u）而停止响应。这提供了一定程度的保护。在Linux中，我们使用一个叫作cgroups的内核特性来提供这种隔离，在6.6.2节中，你将了解到更多关于它的知识。

另外，完全隔离的环境会让应用程序看起来完全独立。例如，虚拟机（VM，请参见9.2节）可以用来为你提供完全隔离。