揭秘操作系统内核:原理、技术与深度解析

发表时间: 2024-07-23 14:44

作为一个操作系统内核fans,聊聊粗浅见解,纯技术贴。

内核是操作系统最核心的部分,负责对硬件进行统一抽象和调度,为应用程序提供一致和简洁的硬件访问接口。架构上一般分为宏内核和微内核,微内核在学术界比较热门,但工程实现上,以宏内核架构居多。

软件行业发展至今,真正成熟且大量应用的内核并不多。比如,Android,Ubuntu,Centos,这些常见的操作系统都是基于Linux内核开发。Apple的iOS则是基于BSD内核(UNIX发行版之一)构筑。微软比较牛,自己开发了Windows 95内核和Windows NT内核,最终统一为NT内核,自从Windows 2000开始,都是基于NT内核。也就是,现在成熟的内核也就这几个:linux,unix,NT。还有一些相对小众的内核,比如QNX等。如果把一些嵌入式内核也考虑进去,那就多了,至少有几百个。

UNIX内核最早,是祖宗,linux开源开放,但从理念和架构角度,个人认为NT内核最优秀。其面向对象的设计理念,驱动程序框架,DPC/APC机制,变态的后向兼容能力等,都远超linux。但因为它不开源,商业上又太成功,难免被人嫉妒恨,引来很多鄙视。

现在这个年头,开发内核已变得so easy,主要技术都已经成熟和公开,一个基础扎实的计算机毕业生,一年内绝对可以撸出一个五脏俱全的内核。甚至很多初中生,依照《30天自制操作系统》,也可以做出一个能运行的内核来。但这都是玩具,内核真正的难点,在于其高度的稳定可靠要求,以及对各种硬件设备的适配。这需要海量设备长时间运行,逐步优化和完善,是无法在实验室测试完善的。因此,大部分开发操作系统的大厂,都是基于成熟内核来包装,完全新造内核的试错成本太高了。

菊厂鸿蒙OS,有了不一样的上下文。因碎片化的应用场景,长期在系统软件方面的积累,鸿蒙OS做了很多创新,比如多内核架构,分布式软总线,在线内核升级等等。把这些技术组合起来,都看做内核,那确实是有了超越,完全可以说是一个“全新的内核”。但linux内核应该还继续存在,被整合在多内核框架下,承载手机或电脑场景的主重量。这里的linux内核,已经是在开源协议框架下进行过深度优化的内核,是完全消化后的内核。所以最后一句话“不可能一步就位”,我理解也是这个意思。

个人粗浅理解,欢迎业内人士指教。

​在菊厂的最后一段职业生涯,也将投入到鸿蒙OS的推广和发扬中,希望能为祖国的系统软件做出微薄贡献。