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昨天華為在松山湖的華為開(kāi)發(fā)者大會(huì)上正式宣布了鴻蒙操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)其中一個(gè)亮點(diǎn)是 —— 微內(nèi)核。華為聲稱，微內(nèi)核的啟用，使其速度大大提升，并且在安全性上產(chǎn)生變革性突破，微內(nèi)核打破了宏內(nèi)核下root即可獲取用戶所有權(quán)限的做法，在安全性上大大提升。

什么是微內(nèi)核呢？

微內(nèi)核結(jié)構(gòu)由一個(gè)非常簡(jiǎn)單的硬件抽象層和一組比較關(guān)鍵的原語(yǔ)或系統(tǒng)調(diào)用組成；這些原語(yǔ)，僅僅包括了建立一個(gè)系統(tǒng)必需的幾個(gè)部分；如線程管理，地址空間和進(jìn)程間通信等。

微核的目標(biāo)是將系統(tǒng)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的基本操作規(guī)則分離開(kāi)來(lái)。例如，進(jìn)程的輸入/輸出鎖定服務(wù)可以由運(yùn)行在微核之外的一個(gè)服務(wù)組件來(lái)提供。這些非常模塊化的用戶態(tài)服務(wù)器用于完成操作系統(tǒng)中比較高級(jí)的操作，這樣的設(shè)計(jì)使內(nèi)核中最內(nèi)核的部分的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單。一個(gè)服務(wù)組件的失效并不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，內(nèi)核需要做的，僅僅是重新啟動(dòng)這個(gè)組件，而不必影響其它的部分微內(nèi)核將許多OS服務(wù)放入分離的進(jìn)程，如文件系統(tǒng)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，而進(jìn)程通過(guò)消息傳遞調(diào)用OS服務(wù).微內(nèi)核結(jié)構(gòu)必然是多線程的，第一代微內(nèi)核，在內(nèi)核提供了較多的服務(wù)，因此被稱為'胖微內(nèi)核'，它的典型代表是MACH，它既是GNU HURD也是APPLE SERVER OS 的內(nèi)核，可以說(shuō)，蒸蒸日上.第二代微內(nèi)核只提供最基本的OS服務(wù)，典型的OS是QNX,QNX在理論界很有名，被認(rèn)為是一種先進(jìn)的OS。

采用微內(nèi)核設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)

微內(nèi)核并非一個(gè)新的概念，它已經(jīng)存在很長(zhǎng)的歷史，下列的操作系統(tǒng)都是基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的：

AⅨBeOSL4微內(nèi)核系列Mach，用于GNU Hurd和Mac OS XMinixMorphOSQNXRadiOSVSTaRT-Thread

知乎上有人對(duì)微內(nèi)核下了一個(gè)結(jié)論：

“

Micro-kernel 已經(jīng)失敗。在商業(yè)級(jí)操作系統(tǒng)中（包括可以用于 mission critical 的 open source 操作系統(tǒng)），除了 L4 還在苦苦留有少量份額，沒(méi)有任何 micro-kernel 的市場(chǎng)。

第一代 micro-kernel 是以一個(gè)錯(cuò)誤的方式解決了一個(gè)錯(cuò)誤的問(wèn)題。而第二代 micro-kernel 不過(guò)是以正確的方式解決了錯(cuò)誤的問(wèn)題。

”

Linux 究竟是單內(nèi)核的還是微內(nèi)核的

Linux 是一個(gè)單內(nèi)核結(jié)構(gòu)，同時(shí)又吸收了微內(nèi)核的優(yōu)點(diǎn)：模塊化設(shè)計(jì)，支持動(dòng)態(tài)裝載內(nèi)核模塊。Linux 還避免了微內(nèi)核設(shè)計(jì)上的缺陷，讓一切都運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)，直接調(diào)用函數(shù)，無(wú)需消息傳遞。

早在 1992 年，Linus 曾經(jīng)與 Tanenbaum 進(jìn)行一場(chǎng)關(guān)于操作系統(tǒng)內(nèi)核選擇的著名爭(zhēng)論。Tanenbaum 認(rèn)為，以微內(nèi)核架構(gòu)設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，在理論上，比宏內(nèi)核架構(gòu)更加優(yōu)越，主張Linux應(yīng)該以微內(nèi)核架構(gòu)來(lái)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。但是 Linus 以開(kāi)發(fā)實(shí)務(wù)上的觀點(diǎn)展開(kāi)反擊，陳述 Linux 選擇宏內(nèi)核架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的理由，并比較Minix與Linux的性能差異。你可以通過(guò)維基百科了解此次爭(zhēng)論的完整細(xì)節(jié)。

Tanenbaum —— 著名的技術(shù)作家、教育家和研究者，IEEE高級(jí)會(huì)員、ACM高級(jí)會(huì)員、荷蘭皇家藝術(shù)和科學(xué)院院士、1994年ACM Karl V. Karlstrom杰出教育獎(jiǎng)、1997年ACM計(jì)算機(jī)科學(xué)教育杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、2002年Texty卓越教材獎(jiǎng)、第10屆ACM操作系統(tǒng)原理研討會(huì)杰出論文獎(jiǎng)、被列入“Who's Who in the World”人物目錄。

下圖是宏內(nèi)核（左）和微內(nèi)核（右）兩種結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單架構(gòu)圖：

當(dāng)然對(duì)最終用戶而言，我們并不在意采用何種方案。從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，微內(nèi)核似乎還有很長(zhǎng)的路要走。

我們非常期待鴻蒙系統(tǒng)早日能給最終用戶提供服務(wù)。

*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn)，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn)，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。