微内核

昨天华为在松山湖的华为开发者大会上正式宣布了鸿蒙操作系统，该系统其中一个亮点是 —— 微内核。华为声称，微内核的启用，使其速度大大提升，并且在安全性上产生变革性突破，微内核打破了宏内核下root即可获取用户所有权限的做法，在安全性上大大提升。 什么是微内核呢？ 微内核结构由一个非常简单的硬件抽象层和一组比较关键的原语或系统调用组成；这些原语，仅仅包括了建立一个系统必需的几个部分；如线程管理，地址空间和进程间通信等。 微核的目标是将系统服务的实现和系统的基本操作规则分离开来。例如，进程的输入/输出锁定服务可以由运行在微核之外的一个服务组件来提供。这些非常模块化的用户态服务器用于完成操作系统中比较高级的操作，这样的设计使内核中最内核的部分的设计更简单。一个服务组件的失效并不会导致整个系统的崩溃，内核需要做的，仅仅是重新启动这个组件，而不必影响其它的部分 微内核将许多OS服务放入分离的进程，如文件系统，设备驱动程序，而进程通过消息传递调用OS服务.微内核结构必然是多线程的，第一代微内核，在内核提供了较多的服务，因此被称为'胖微内核'，它的典型代表是MACH，它既是GNU HURD也是APPLE SERVER OS 的内核，可以说，蒸蒸日上.第二代微内核只提供最基本的OS服务，典型的OS是QNX,QNX在理论界很有名，被认为是一种先进的OS. 采用微内核设计的操作系统

微内核与宏内核比较 内核按照体系结构分为两类:微内核(microkernel)与宏内核(macrokernel). 微内核的系统有WindowNT,Minix,Mach,etc.宏内核的系统有Unix,Linux,etc.通过比较Minix和Linux来比较微内核和宏内核是很有意思的,因为当年两个系统的创始人对两种内核的优劣有过争论. 两个系统的内核是通过进程的创建FORK的实现来比较,因为进程的创建涉及到系统调用,内存管理, 文件管理 等系统的主要方面.因此通过比较FORK的实现可以大致看到内核的差别. 微内核的代表:Minix 在Minix中， 操作系统 的内核，内存管理，系统管理都有自己的进程表，每个部分的表包含了自己需要的域。表象是精确对应的，为了保持同步，在进程创建或结束时，这三个部分都要更新各自的表。 由内存管理器协调。 系统启动后,kernel,mm,fs系统进程在各自的空间运行main()函数循环等待消息 While(TRUE) {… receive(ANY,&mm_in); …} 当一个FORK传给mm’main(),main()调用do_fork(),do_fork()函数把父进程的data segment和stack segment创造了一个精确副本给子进程,并把父进程的text segment 与子进程共享,然后在mm的进程表mproc[]中添加新进程

一、分层架构 分层架构是最常见的架构，也被称为n层架构。多年以来，许多企业和公司都在他们的项目中使用这种架构，它已经几乎成为事实标准，因此被大多数架构师、开发者和软件设计者所熟知。 分层架构中的层次和组件是水平方向的分层，每层扮演应用程序中特定的角色。根据需求和软件复杂度，我们可以设计N层，但大多数应用程序使用3-4层。有太多层的设计会很糟糕，将导致复杂度的上升，因为我们必须维护每一层。在传统的分层架构中，分层包括表现层、业务或者服务层，以及数据访问层。 表现层负责应用程序的用户交互和用户体验（外观和视觉）。通常我们会使用数据传输对象（Data Transfer Object）将数据带到这一层，然后使用视图模型（View Model）渲染到客户端。业务层接收请求并执行业务规则。数据访问层负责操作各种类型的数据库，每个访问数据库的请求都要经过这一层。 分层无需知道其他层如何去做，比如业务层无需知道数据访问层是如何查询数据库的，相反，业务层在调用数据层的特定方法时，只需关注需要部分数据还是全部数据。这就是我们所说的关注点分离。这是非常强大的功能，每层负责其所负的责任。 分层架构中的核心概念是管理依赖。如果我们使用依赖倒置原则和测试驱动开发(Test Driven Development)，我们的架构会有更好的健壮性。因为，我们要保证所有可能的用例都有测试用例。 我们需要这样的冗余

操作系统和内核 关于操作系统是这样定义的： 操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。 对我们来说，操作系统最直观的感受就是桌面系统，以及上层的应用程序，而后面的资源处理等等就是操作系统背后的 黑盒 。 读者朋友们现在阅读我的这篇文章，是在浏览器，或者某个应用程序上进行的。而一个应用程序是要运行在特定的操作系统上的。操作系统，则是要运行在硬件上的。所以这三者关系如图。 再来看看内核的定义： “内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。内核是操作系统最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。直接对硬件操作是非常复杂的，所以内核通常提供一种硬件抽象的方法来完成这些操作。硬件抽象隐藏了复杂性，为应用软件和硬件提供了一套简洁，统一的接口，使程序设计更为简单。 简单来说，内核是一个操作系统的核心。它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统等等，决定着系统的性能和稳定性。是连接应用程序和硬件的桥梁