计算机领域随处可见的抽象

想要管理多种具体的东西,那么需要遵守每种东西的规范。如果想要提供一种通用模式来对这些具体的东西统一管理,需要使用一种古老的技术:抽象。

抽象是将多种具体的东西(管理时需要遵守的规范)的共同点抽取出来,放入到更高一层的抽象层。在抽象层不定义或少量定义具体的规范细则,而是让下层更具体的东西遵守抽象出来的规则去各自实现。之后只需通过这个抽象层中的通用规范就能管理所有具体的事物(即面向对象范畴中的多态概念,事实上面向对象的本质就是抽象),并且随时可以添加新事物到这个抽象层之下,扩展性和适应性大大增强。

所以,抽象的两个要点:

  1. 从多个具体事物中抽取出共同点,放入抽象层
  2. 具体事物遵守抽象层的规则,各自实现细节

比如,各种类型的文件系统(ext2、xfs、fat、zfs等)的特性都不一样,但主要功能都一样:读、写。操作系统希望以一种更通用的方式去管理这些不同的文件,可以在这些文件系统的更高一层提供一个抽象文件系统,这个抽象文件系统中定义读和写的规范,同时要求各种具体的文件系统按照这个规范去实现读和写的操作。以后就可以在操作系统上使用多种文件系统,不管使用何种文件系统,都可以直接通过这个抽象的文件系统来调用。

再继续往下,还有抽象层。文件系统可以指定读写功能,从何处读写?可以是各种类型的块设备,比如IDE磁盘、SATA磁盘等,但是文件系统并不能和这些磁盘进行直接的交互,只有这些外围硬件的驱动程序才能和这些硬件直接交互,那么文件系统就需要和各种块设备的驱动交互。所以,在文件系统层和各种块设备驱动中间,又对这些块设备的驱动进行了抽象,提供一种抽象的块设备层,然后要求各种块设备的驱动按照这个抽象块设备层的规范去编码。以后只要文件系统和这个抽象的块设备层交互,它就会自动调用到各种具体的块设备驱动。

这些抽象层次,通常会命名为“通用xxx”或者“虚拟xxx”。例如,抽象文件系统层称为虚拟文件系统VFS,抽象块设备层称为虚拟块设备层或通用块设备层(generic-inode(g-inode)或virtual inode(vnode)正是这样出现的)。

文章作者: 骏马金龙
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