软件结构与环境配置概述

对刚接触某一领域的萌新来说，学习软件使用、配置软件环境经常是第一件头疼事。从网上搜的教程看的半懂不懂，自己操作还容易出现很多别人很少遇到的问题，导致浏览器变成递归式学习的栈。本篇文章希望通过多个软件配置的例子，从软件设计的角度看待软件配置，总结出一般经验，提炼出一些常用的知识。也希望后来人少踩些过来人踩过的坑吧。

最近更新时间：2019-07-13

Part 1.关于软件的目录

首先我们通过几个例子直观地认识一下软件目录:

(JDK安装目录）

（Apache Tomcat安装目录）

（MySQL安装目录）

通过以上例子以及平时安装软件的经验，不难发现很多软件的目录命名有一些相同点。这很好理解，如果你是软件设计师，一定希望自己的软件文件夹有意义明确且简略的名字。正是基于这种思想，软件文件夹的命名比较“约定俗成”。当然，不同软件的各种文件夹名字可能不尽相同，但由于大型软件设计的方式比较类似，所以文件夹的意义应该是差不多的，总结经验时应该从文件夹的意义入手。下面对几个常见的名称进行分析：

bin文件夹：大多数的软件都有这样一个文件夹。bin也就是binary，二进制。我们知道计算机只能识别由0和1组成的（二进制的）机器语言，所以想要计算机执行命令，必须把它们通过各种手段变成0和1的组合。因此，bin目录一般用于存放可执行（executable）文件，后缀名经常为 .exe , .bat等。打开软件，常常就是执行bin目录下的一系列可执行文件。
conf文件夹：即config，配置的意思。软件的配置文件，就像是一个遥控器，通过它可以定义软件的一些外观和行为。为什么要使用配置文件这种形式来修改软件呢？对于一个简单的程序，在代码中设置if，变量等足以修改程序的行为；但对于一个大型软件，使用这种方式既不方便他人（程序员、用户）修改，也将修改与程序逻辑杂糅在了一起（耦合性高），容易出错。所以作为一种最佳实践，配置文件应运而生。配置文件实际上就是一个“字典”（python中的字典，c和java中的map，json的设计思想），或者说“键值对”。程序通过“键”在配置文件中找“值”，把“值”赋给变量，完成从配置文件到程序的数据传输。
lib文件夹：即library，图书馆，引申为库的意思。在计算机领域，库是写好的现有的，成熟的，可以复用的代码。我们在屏幕上输出文字，并非用汇编语言在屏幕缓冲区编辑数据，而是直接调用printf函数，就是因为函数封装好了一系列复杂的行为。因此程序设计强调“子程序”，软件工程强调“可复用性”。基于这种思想，软件设计者将代码需要用到的其他代码放入“库”中，想要使用的时候include一下或import一下就好了。从广义上来讲，可以被重用的“东西”就可以放入库中，不一定是可执行文件。
log文件夹：即存放了各种程序的日志。日志是对软件完成了某些处理、经历了某些操作或出现了某些错误的记录。大多数日志是给人分析的，所以应该拥有良好的可读性（当然前提是你对这个软件的功能有一定的了解）。也有一些log使用其他格式编写，打开可能是乱码。log的名称标示着它的作用，比如error.log，install.log 等。
temp文件夹：即temporary，暂存文件。缓存是一种典型的“空间换时间”策略，这也是环境变量Path的存在思想。比如我们有一张混乱的查找表，正常遍历一遍需要O（n）的时间复杂度，但如果你要寻找的那个“键”之前找过了，被记录了，那么下次我先寻找那个记录，一下子就匹配上了。这也就是使用记录的一点内存去换取遍历的时间，这种思想在数据结构的设计和操作系统中非常常见。很多电脑卫士、手机卫士清理内存的方法就是删除这些temp文件，从产生temp文件的意义的角度来看，这种行为可能不太合理。因此，这个文件夹一般不需要我们操作。有时我们对软件进行了误设置，（广义上的）删除temp文件也可能是一种解决方案。
resource（source、res、src）文件夹：存储了程序的资源文件。资源是一个很宽泛的概念，图片视频是资源，排版布局的格式（XML、CSS），甚至字符串数字等等都属于资源。软件讲究“资源与代码分离”，提高软件的可维护性，降低耦合性。举个例子：如果想把植物大战僵尸的豌豆改成子弹，并不需要修改游戏逻辑，只需要在资源文件夹中，用子弹的图片替换相应的豌豆图片就可以了。
plugin文件夹：存放一些程序的插件，即对程序现有功能的扩展。文件夹本身没什么好说的，而“扩展”的实现则依赖于良好的设计模式了。软件与生活中一般产品产品的最大区别就在于易于更改，使用软件的用户的需求也常常反复多变，这就要求软件设计要有良好的可扩展性。如何制作高性能、用户友好、易于扩展、易于服用、易于审查... 的优质软件，就是软件工程师们所要研究的课题。

对文件夹的意义初步了解后，顺便看看常见后缀名的文件都是做什么的：

.bat文件：批处理文件，就是一个脚本，用于简化用户操作。比如我打开软件有一个固定的格式：【1.打开bin目录的init。2.打开bin目录的start。3.打开plugin目录的ext】，就可把这些操作按照一定的格式写入批处理文件，让它帮我完成这些固定的操作。
.conf，.properties文件：上文提到的配置文件。
.dll，.lib文件：动态库和静态库文件。dll全程Dynamic Link Library，与静态库的lib相对。将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中，这种链接方式称为静态链接。但设想：如果我有10000个调用了printf函数的程序，它们每个都要打包一个静态链接库，是非常浪费空间的。动态链接机制就是为了解决这个问题而生：重复的代码在计算机中只存在一份，程序运行时才进行动态地载入，而不是链接时一起打包。这样处理既规避了空间浪费问题，也解决了静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦的问题。用户只要按需更新动态库即可，增量更新。

Part 2.环境变量那些事儿

如果你是一台计算机，想要执行一个确定的可执行文件，你需要得到哪些信息？

文件路径
文件名

也就是一个文件的确切位置。在Windows系统控制台中，可以通过在文件所在目录中，输入文件名来执行它。

有时我们要执行的程序分散在各处，挨个寻找它们的路径是非常麻烦的。而对于操作系统而言，“用户”可不止人类一个：程序还会向操作系统发送各种指令。比如我点击了Eclipse中的Run按钮，Eclipse会去执行javac ，java等命令，而Eclipse这个程序可不知道我们把Java安装到了哪里。想要随时随地运行一些常用的程序，又不想让操作系统遍历整个文件系统去找（事实上操作系统根本不会去找，而是直接告诉你没有发现）就需要环境变量Path了。

环境变量的设置是一种典型的空间换时间的策略。当我们输入一个执行文件的命令时，系统会先从当前目录寻找此文件，如果找不到就会从环境变量之中寻找。我们将一些常用的程序的目录添加到环境变量之中，就可以（让我们自己或者应用程序）随时随地执行那些文件了。