Linux kernel 的设计是否已经过时？
发布于 2017-05-15 00:55:48 | 141 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 网友投递
Linux
Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。
Linux 多年来取得的成绩毋庸多言。但最近，redditor 上有人发起了一个话题，想知道 Linux 的内核设计是否已经过时，并得到了一些有趣的答案。
这位 Ronis_BR 的用户提问大致如下：
Linux 是在 1992 年启动的，一些特性到现在都没有改变。我猜想最新的操作系统内核设计技术（如果存在...）应该较之前有很大的进步。那 Linux 内核是否已经过时？
与 Windows、macOS，FreeBSD 内核的设计相比，Linux 内核的设计有没有在哪些方面比较先进？（注意，重点是设计的先进，而不是哪一个更好）。
该话题引起了近400条回复，大家纷纷发表了自己对内核设计的看法，节选几条不同的观点：
ExoticMandibles：“过时”？不存在的。Linux kernel 对现代内核的设计其实是非常了解的，只是它选择了保持传统的形式。
内核设计的核心在于“安全/稳定”和“性能”之间的关系。Microkernels（微内核）以性能为代价保证安全。如果你有极小的微内核，那么它将具有相对较小的 API surface，使其难以被攻击。而且当你有一个错误的文件时，驱动程序崩溃而不占用内核，可以无损重启。优越的稳定性！优越的安全性！一切很美好。
但这种方案的缺点是所有 IPC 永远且不可避免的开销。如果你的程序想从文件加载数据，则必须访问文件系统驱动，这意味着 IPC 要处理进程上下文切换和两次 ring transitions 。然后，文件系统驱动要求内核与硬件通信，这也意味着两次 ring transitions。然后文件系统驱动发送其回复，这意味着又一轮的两次，以及另一次上下文切换。总开销：两次上下文切换，两次 IPC 调用和六次 ring transitions。非常贵！
宏内核将所有设备驱动合拢到内核中。所以当出现一个错误的图形驱动，就可以占用内核，或者如果它有一个安全漏洞，那么可能被用来危及系统。但是，如果你的程序需要从磁盘加载某些东西，则会调用内核，进行 ring transitions，与硬件通话，计算结果，并返回结果，进行另一个 ring transitions。总开销：两次 ring transitions。便宜得多，也快得多！
简而言之，微内核是：“放弃性能来提高安全性和稳定性”；宏内核是：“保持性能，只要修复安全和稳定性问题就可以了”。而目前，大家更愿意接受后者。
Scandalousmambo: 开发一个和 Linux kernel 相同的系统，从本质上决定了它一旦设计出来就会“过时”。
KugelKurt：尽管这里讨论的大部分内容都是关于微内核与宏内核的关系，但是最近的研究还涉及到编程语言。如果你今天启动一个全新的内核，那么就可能不会用 C 去写。微软的 Singularity 和 Midori 项目探讨了用 C＃托管代码内核的可行性。
Daemonpenguin：有一些概念，在理论上可以提供更好的内核设计。比如，理论上微内核也有一些非常好的设计选择，使得它们具有便携性、可靠性和潜在的自我修正能力。
然而，无论理论多么好，人们总是会根据实际情况进行设计。Linux 内核拥有如此多的硬件支持，那么多公司支持开发，其他内核（不管设计得多炫酷）都不太可能赶得上。
例如，MINIX 具有良好的设计和一些很棒的功能，但硬件支持很少，几乎没有人为此平台开发。
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