8 月初，當 Linux 5.8 RC 版本開(kāi)放測試時(shí)，大多數的新聞都聚焦于它的大小，稱(chēng)其為“史上最大的內核版本”。正如 Linus Torvalds 本人指出的那樣，“盡管沒(méi)有任何一件事情能脫穎而出……但 5.8 似乎是我們有史以來(lái)最大的發(fā)行版之一。”

　　確實(shí)，剛剛發(fā)布的 Linux 內核 5.8 RC 具有超過(guò) 14,000 個(gè) commit，約 80 萬(wàn)行新代碼以及大約 100 名新貢獻者。要知道，距離 5.7 正式版發(fā)布才僅僅過(guò)去了約 2 個(gè)月的時(shí)間。Linux 內核維護者 Steven Rostedt 認為，5.8 之所以變得如此之大，很有可能是因為 COVID-19 疫情讓很多人難以出門(mén)旅行，所有人都因此能夠在這期間完成比平時(shí)更多的工作。

　　Rostedt 表示，從一個(gè)經(jīng)驗豐富的 Linux 內核貢獻者和維護者的角度來(lái)看，5.8 RC 發(fā)行版特別令人震驚的并不是它的大小，而是它的空前規模對于那些正在維護它的人來(lái)說(shuō)卻沒(méi)有造成困擾，“我認為這是因為 Linux 具有比世界上任何軟件項目都好的工作流程。”

　　擁有最佳的工作流程意味著(zhù)什么?對 Rostedt 而言，這歸結為 Linux 內核開(kāi)發(fā)人員隨著(zhù)時(shí)間的推移建立的一系列基本規則，以使他們能夠持續不斷地大規模、可靠地發(fā)展 Linux 內核項目。Rostedt 站在一個(gè) Linux 內核資深維護者的角度，為我們分享了龐大的 Linux 內核項目 30 年來(lái)是如何有條不紊地運轉的。

　　第一個(gè)關(guān)鍵因素是 Git

　　首先讓我們從 Linux 項目的歷史來(lái)看。在該項目的早期(1991-2002 年)，人們只能直接將補丁發(fā)送給 Linus Torvalds。準確地說(shuō)，Linus 從項目的子維護者那里獲取補丁，而這些子維護者從其他代碼貢獻者那里獲取補丁。隨著(zhù) Linux 內核變得越來(lái)越大，代碼越來(lái)越復雜，很快他們就發(fā)現，一切都變得很難擴展和跟蹤，并且項目將始終面臨合并不兼容代碼的風(fēng)險。

　　這導致 Linus 開(kāi)始探索包括 BitKeeper 在內的各種版本管理工具。BitKeeper 是一種最早的分布式版本管理的方法，其他的版本管理系統通常使用簽出/修改/簽入協(xié)議，而 BitKeeper 則向所有人提供整個(gè)倉庫的副本，并允許開(kāi)發(fā)人員將其變更發(fā)送出去以進(jìn)行合并。Linux 在 2002 年開(kāi)始短暫地采用了 BitKeeper，但是由于其本身是一個(gè)專(zhuān)有軟件，被認為不符合社區對開(kāi)源工作的信念，于是該工具在 2005 年停止使用。為了尋找替代品，Linus 消失了一段時(shí)間，并帶著(zhù) git 回來(lái)了，后者成為了更強大的分布式版本管理系統，并且是管理流程的第一個(gè)重要實(shí)例化。Git 的出現使 Linux 開(kāi)發(fā)在今天依然運轉良好。

　　Rostedt 為我們列出了 Linux 內核工作流程中，圍繞 Git 展開(kāi)的七個(gè)重要基本原則。

　　七大基本原則

　　每次 commit 只能做一件事

　　Linux 的中心原則是，所有更改都必須分解為小步驟進(jìn)行 —— 您的每個(gè) commit 都只能做一件事。這并不意味著(zhù)每個(gè) commit 都必須很小，比如對在數千個(gè)文件中使用的函數的 API 進(jìn)行簡(jiǎn)單更改，可以使更改量很大，但仍然可以接受，因為它是針對某一項單一任務(wù)的更改。通過(guò)始終遵循此原則，項目維護者可以更輕松地識別和隔離任何有問(wèn)題的更改，而不影響其他的功能。

　　commit 不能破壞構建

　　不僅應該將所有更改分解為盡可能小的變量，而且還不能破壞內核。即每個(gè)步驟都必須完全起作用，并且不引起退化。這就是為什么對函數原型的更改還必須更新調用它的每個(gè)文件，以防止構建中斷的原因。因此，每個(gè)步驟都必須作為一個(gè)獨立的更改來(lái)工作，這將我們帶到了下一點(diǎn)：

　　所有代碼都是二等分的

　　如果在某個(gè)時(shí)候發(fā)現了錯誤，則需要知道是哪個(gè)更改導致了問(wèn)題。從本質(zhì)上講，二等分是一種操作，它使開(kāi)發(fā)者可以找到所有發(fā)生錯誤的確切時(shí)間點(diǎn)。

　　為此，請轉到最后一個(gè)已知的工作 commit 所在的節點(diǎn)，并且已知第一個(gè) commit 已損壞，然后在該點(diǎn)測試代碼。如果可行，則前進(jìn)到下一個(gè)節點(diǎn);如果不是，則返回更上層的節點(diǎn)。這樣一來(lái)，開(kāi)發(fā)者就可以在十幾次編譯/測試中，從成千上萬(wàn)的可能 commit 中分離出導致問(wèn)題出現的 commit 。Git 甚至可以通過(guò) git bisect 功能幫助自動(dòng)化該過(guò)程。

　　重要的是，這只有在開(kāi)發(fā)者遵守以前的規則的情況下才能很好地起作用：每個(gè) commit 僅做一件事。否則，您將不知道是 commit 的許多更改中的哪一個(gè)導致了問(wèn)題;如果 commit 破壞了構建讓整個(gè)項目無(wú)法正常啟動(dòng)，同時(shí)等分線(xiàn)又恰好落在了該 commit 上，則您將不知道接下來(lái)是該往上一個(gè)節點(diǎn)測試還是往下一個(gè)節點(diǎn)測試，因為它們都有問(wèn)題。這意味著(zhù)您永遠都不應編寫(xiě)依賴(lài)于將來(lái) commit 的 commit ，例如：調用尚不存在的函數，或更改全局函數的參數而不更改同一 commit 中的所有調用者。

　　永遠不要 rebase 公共分支

　　Linux 項目工作流程不允許 rebase 他人使用的任何公共分支。因為 rebase 這些公共分支后，已重新基準化的 commit 將不再與基于原存儲庫中的相同 commit 匹配。在樹(shù)的層次結構中，不是葉子的公共主干部分不能重新設置基準，否則將會(huì )破壞層次結構中的下游分支。

　　Git 正確合并

　　其他的版本管理系統是合并來(lái)自不同分支代碼的噩夢(mèng)，它們通常難以弄清代碼沖突，并且需要大量的手動(dòng)工作來(lái)解決。而 Git 的結構可以輕松完成這項工作，因此 Linux 項目也從中直接受益。這就是為什么 5.8 版本的大小并不重要的重要原因。在 5.8-RC1 發(fā)布周期中，平均每天有 200 個(gè) commit ，并從 5.7 版本中繼承了 880 個(gè)合并。一些維護者注意到了其中增加的工作量，但是對此仍然沒(méi)有感到什么太大的壓力或者導致倦怠。

　　保留定義明確的 commit 日志

　　不幸的是，這可能是許多其他項目忽略的最重要的原則之一。每個(gè) commit 都必須是獨立的，這也應該包括與該 commit 相應的日志。內核貢獻者必須在更改的 commit 日志中做出說(shuō)明，讓所有人了解與正在進(jìn)行的更改相關(guān)的所有內容。Rostedt 提到，他自己的一些最冗長(cháng)和最具描述性的變更日志，往往是針對一些單行代碼提交的，因為這些單行代碼更改是非常細微的錯誤修復，且代碼本身包含的信息極少。因此更改的代碼越少，日志反而應該說(shuō)明得更詳細。

　　在一個(gè) commit 過(guò)了幾年之后，幾乎沒(méi)有人會(huì )記得當初為什么進(jìn)行更改。Git 的 blame 功能就可以顯示這些代碼的修改記錄。比如一些 commit 可能非常古老，也許您需要去除一個(gè)鎖定，或者對某些代碼進(jìn)行更改，而又不確切知道它為什么存在，就可以使用 git blame 來(lái)查看。編寫(xiě)良好的代碼更改日志可以幫助確定是否可以刪除該代碼或如何對其進(jìn)行修改。Rostedt 說(shuō)：“有好幾次我很高興能在代碼上看到詳細的變更日志，因為我不得不刪除這些代碼，而變更日志的描述讓我知道我這么做是可以的。”

　　持續測試和集成

　　最后一項基本原則是開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行持續測試和持續集成。在向上游發(fā)送 commit 請求之前，開(kāi)發(fā)者會(huì )測試每個(gè) commit 。Linux 社區還有一個(gè)名為 Linux-next 的鏡像 ，它提取維護人員在其存儲庫的特定分支上進(jìn)行的所有更改，并對其進(jìn)行測試以確保它們能正確集成。Linux-next 非常有效地運行著(zhù)整個(gè)內核的可測試分支，該分支將用于下一個(gè)發(fā)行版。Linux-next 是一個(gè)公共倉庫，任何人都可以測試它，這種情況經(jīng)常發(fā)生 —— 人們現在甚至發(fā)布有關(guān) Linux-next 中代碼的錯誤報告。事實(shí)上，已經(jīng)進(jìn)入 Linux-next 幾周的代碼基本上可以確定會(huì )最終進(jìn)入主線(xiàn)發(fā)行版中。

　　軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)的黃金標準

　　所有的這些原則制度使 Linux 社區能夠以如此龐大的規模(常規 9 周為一個(gè)版本迭代周期)發(fā)布令人難以置信的可靠代碼(每個(gè)版本平均 10,000 次 commit ，最后一個(gè)版本超過(guò) 14,000 次 commit )。

　　Rostedt 指出，Linux 項目取得空前成功的另一個(gè)因素是他們社區的文化。Linux 內核社區內部存在一種持續改進(jìn)的文化，這使他們能夠首先采用這些實(shí)踐。同時(shí)他們還有一種信任的文化，“我們有一條清晰的途徑，人們可以通過(guò)該途徑做出貢獻，并隨著(zhù)時(shí)間的推移證明他們愿意且有能力推進(jìn)該項目的發(fā)展。這將建立一個(gè)相互信任的關(guān)系網(wǎng)，這些關(guān)系對于項目的長(cháng)期成功至關(guān)重要。”

　　Rostedt 認為，內核開(kāi)發(fā)者的肩上承擔著(zhù)比其他任何項目都要重的責任。“在內核層，我們別無(wú)選擇，只能遵循這些做法。因為所有其他應用程序都在內核之上運行，內核中的任何性能問(wèn)題或錯誤都將導致上層的應用程序出現性能問(wèn)題或錯誤。我們必須完美處理內核中的錯誤，否則，整個(gè)計算機系統都將受到損害。我們非常關(guān)心每個(gè)錯誤，因為內核中的錯誤帶來(lái)的風(fēng)險很高，這種思維方式也能讓我們很好地服務(wù)于任何軟件項目。”

　　上層的應用程序會(huì )因為錯誤而崩潰，造成的后果可能是惹惱用戶(hù)，但風(fēng)險不高。而內核的錯誤可能導致的后果是讓計算機上的一切都出現問(wèn)題，承擔著(zhù)巨大的風(fēng)險。

　　這就是 Linux 內核開(kāi)發(fā)工作流程被視為軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)黃金標準的原因。
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