操作系统微内核与Dubbo微内核有何本质区别？

你好，我是 yes。 在之前的文章已经提到了 RPC 的核心，想必一个 RPC 通信大致的流程和基本原理已经清晰了。 这篇文章借着 Dubbo 来说说微内核这种设计思想，不会扯到 Dubbo 某个具体细节实现上，和 Dubbo 强相关的内容会在之后的文章写到。 所以今天的重点在微内核，而这个概念我最早是从操作系统那里得知，不过操作系统的微内核和 Dubbo 相关的微内核又不太一样。 Dubbo 的微内核广义上的微内核，而操作系统只是针对内核实现。 这么说你肯定不清楚，别急，听我慢慢道来。 我们先看看操作系统的微内核。 操作系统中的微内核 在维基百科上搜索微内核出现的就是： 在计算机科学中，微内核（英语：Microkernel，μ-kernel），是一种内核的设计架构，由尽可能精简的程序所组成，以实现一个操作系统所需要的最基本功能，包括了底层的寻址空间管理、线程管理、与进程间通信。 这个词条归类在操作系统技术下，所以这里的微内核指的就是操作系统的内核设计，与之对应的是宏内核架构。 Linux 就是宏内核架构。 操作系统我们都知道它是一个中间层，为我们管理底层的硬件资源，为上层服务提供接口。 提供进程管理、内存管理、文件系统、进程通信等功能。 像 Linux 这样的宏内核设计是把这些功能都作为内核来实现，而微内核则仅保留最基础的功能。 比如就留下进程的管理、内存管理等，把文件管理等功能剥离出去，变成用户空间的独立进程来提供服务。 来看下这个维基百科上的这个图应该就很清晰了。 宏内核中的一些功能在微内核架构上都被独立到用户态中，这样内核代码量就少了，代码少了潜在的 bug 就少，出了问题也更容易排查。 系统也就更加稳定，不易奔溃，因为那些服务从内核中移除，在用户空间运行着，如果出了故障，内核重启这个服务就好了，不会像之前那样整个内核 GG。 拿显卡驱动来说，出问题就蓝屏，这要是微内核设计就可以重启显卡驱动。 听起来好像微内核很好啊？并不是，接下来就说说微内核的缺点。 首先是性能问题，因为很多功能作为独立进程放到用户空间运行了，所以宏内核时的函数调用就变成了进程间调用，涉及进程间的通信，还会伴随着内核态和用户态的来回切换，我们知道这种上下文切换时比较耗时的。 这性能的问题就有点大了。 然后微内核设计没那么简单，想要灵巧、减少耦合、提高可移植性就需要好好的设计，按照林纳斯的话来说：“如果 GNU 内核(微内核架构)早在去年春天完成了，我压根不会开始我的项目(Lniux)。” GNU Hurd 采用微内核架构，设计过于精巧，研发速度缓慢，性能长期无法提升。 当年林纳斯还和 Minix 的作者安德鲁，对操作系统的宏内核和微内核的好坏进行了一波网络口水战。 我们来回顾一下那段历史，挺有意思的。 因为 AT&T 把 Unix 商业化了，大学不能免费使用 Unix，身为大学教授的安德鲁为了教学自己搞了个操作系统，即 Minix。 当时的学术风潮是微内核架构，把核心功能模块化，划分为几个独立的进程，运行在不同的地址空间提高了代码的可移植和系统的安全性。 所以 Minix 就是按微内核架构编写的，当然还有上述提到的 GNU Hurd。 而林纳斯那时候读大学，他祖父送了他一台 Intel 80386，林纳斯也看到了安德鲁的教科书，根据书上的内容写出了 Linux。 不过没有按照微内核的设计，而是跟 Unix 一样采用了宏内核架构。 安德鲁教授看到了 Linux ，然后在 comp.os.Minix 上批评道：宏内核的设计有害的，Linux 内核耦合度太高，完全是为了 Intel 80386 而设计的，处理器架构进化很快的，操作系统应该都具备可移植性。 安德鲁还提到：都1991年了还用宏内核来设计操作系统，这是一种巨大的退步。 林纳斯在一天之后进行了反击，他说 Minix 设计上有缺陷，从哲学和美学角度来看微内核确实好，但是你看 GUN Hurd 到现在还没开发出来。 然后操作系统本来就依靠硬件的特性，所以内核本身不需要过度具备可移植性，应用程序的可移植性才重要，Linux 比 Minix 好移植多了。 而且 Linux 本来就是为我自己做的，所以契合 80386，如果要移植到别的平台，代码都是开源的(Minix 源码当时得买)，想要的人自己做咯。 安德鲁也做了一波回应：Minix 有局限性是因为我是教授，因为大部分学生都只能在低配的机器上使用，所以系统的硬件需求得足够低，虽然你 Linux 是免费的，但是需要的硬件贵呀。