Fuchsia OS ——將來的Google操做系統?

Google正在開發一個新的操做系統：藉助Fuchsia OS，該技術小組放棄了Linux體系結構，轉而依靠自行開發的微內核Zircon。Fuchsia 不只能夠替代臺式機操做系統Chrome操做系統，並且能夠替代專爲移動設備設計的Android。儘管事實上，Android在當今市場上幾乎是無與倫比的。

Google Fuchsia是將來的操做系統嗎？咱們仔細研究了該項目。

什麼是Google Fuchsia ？

Fuchsia 不只是紅色和藍色之間的一種顏色，仍是Google自2016年以來一直在公衆面前開發的模塊化，基於權限的實時操做系統的名稱。該系統使用C，C ++， Dart，Go和Rust，並在現代64位Intel ARM處理器上運行。

事實

實時操做系統（RTOS）是一種可以響應事件並當即或在預約時間內提供處理結果的操做系統。

Fuchsia OS的源代碼已得到開源許可證（包括BSD，MIT和Apache許可證），而且能夠由Google公共Git存儲庫中的任何人查看和下載。這是有關該項目的綜合文檔。

根據文檔，Fuchsia OS一樣適用於智能手機，平板電腦，筆記本電腦和臺式計算機。自2017年5月起，Armadillo已成爲具備圖形用戶界面的觸摸優化用戶界面（UI）。谷歌正在爲Fuchsia OS開發一個桌面UI，標題爲Capybara。從那之後，有傳言稱Google正在努力替代幾乎無與倫比的Android。

Fuchsia OS如何工做？

Google在開發Fuchsia OS方面開闢了新天地。能夠說，該公司從過去的錯誤中吸收了教訓，尤爲是在更新和修改Android和Chrome OS的侷限性和問題方面。與已創建的Google操做系統的主要區別：Fuchsia OS從頭至尾都是模塊化的。這不只反映在模塊化系統體系結構中，並且反映在對應用程序是什麼的全新理解中。

模塊化應用設計

Google Fuchsia基於模塊化設計，打破了應用程序的概念。軟件單元稱爲軟件包。軟件包是一個被選中的文件—包括元數據、清單文件和可執行元素。後者在Google術語中稱爲組件。

Fuchsia 組件最接近咱們今天所說的應用程序。每一個組件執行特定任務，而且能夠與其餘組件組合以編程一個更復雜的應用程序。組件由清單文件以及相關的代碼組成。組件始終在本身的沙箱中運行，經過名稱空間訪問對象，並經過導出目錄發佈它們。Fuchsia OS專一於兩種類型的組件：模塊（modules ）和代理（agents）。

agents組件在後臺工做，併爲其餘組件提供服務。agents由另外一個組件或系統調用-例如，響應某些觸發（例如推送通知或其餘屏幕處理）。

modules是具備用戶界面的組件，這些組件在前臺執行，對用戶可見。操做系統中的每一個模塊都是爲特定任務而設計的，並進行了相應的標記，以即可以在須要時自動對其進行訪問。這是使用模塊的功能完成的，可使用所謂的動詞和名詞來描述。

每一個模塊都包括一個verbs 列表，表示模塊能夠執行的工做，以及一個nouns 列表，表示正在使用的實體。根據谷歌術語，實體包括做爲結構化數據對象存在的任何惟一可識別的人、地點、事物、事件或概念，這些數據對象能夠被引用和檢索、呈現、操做或共享。

所以，在實際中，使用實時操做系統Fuchsia的方式以下：用戶執行操做後，Fuchsia OS會自動爲該任務肯定適當的模塊。所需的動做被翻譯成動詞和名詞的組合。而後，系統檢索全部支持所需動詞的模塊的列表，並在下一步中根據還能夠處理所需名詞的模塊進行過濾。

相關的模塊能夠分組到所謂的stories中。stories根據當前的需求組合不一樣的動做和任務，使用戶可以根據本身的想法和需求組裝複雜的應用程序。

概要

藉助Fuchsia OS的模塊化應用程序概念，Google將重點從應用程序轉移到動做和內容。Fuchsia 的任務由所謂的stories中的一組組件來處理，而不是當前使用的應用程序的經典操做系統，該組件經過模塊訪問當前所需的資源。

下圖說明了Fuchsia OS應用程序開發背後的模塊化概念。

Fuchsia OS的應用程序開發基於模塊化結構。

模塊化系統架構

Fuchsia OS的系統架構也基於模塊化方法。操做系統由四個或多或少的獨立級別組成，每一個級別都有其本身的任務：Zircon，Garnet，Peridot和Topaz。

Zircon

Zircon（之前爲Magenta）是新的Google操做系統的基礎，但嚴格來講，它不是Fuchsia OS的一部分，也能夠與其餘操做系統一塊兒使用。

Zircon包含Fuchsia OS的內核，設備管理器，最核心的第一層設備驅動程序以及底層系統庫（如libc和launchpad）。此外，Zircon還提供FIDL（Fuchsia 接口定義語言），這是一種用於進程間通訊的協議。FIDL是獨立於編程語言的，可是與流行的編程語言（例如C，C ++，Dart，Go和Rust）具備聯繫。

做爲Fuchsia OS的基礎，Zircon提供了對後續級別的硬件訪問，在共享硬件資源上建立了軟件抽象，並充當了低級軟件開發的平臺。Zircon是Project Little Kernel（LK）的結果，該項目充當Android的引導程序。

Garnet

Garnet是基於Zircon的第一款針對Fuchsia 的系統層。提供了設備級別的各類系統服務以及網絡，媒體和圖形服務，例如，用於軟件安裝，系統管理以及與其餘系統的通訊。Garnet包含圖形渲染器Escher，程序包管理和更新系統Amber以及文本和代碼編輯器Xi。

Peridot

Peridot是Fuchsia OS的操做系統級別，根據當前用戶要求在其上管理和編譯模塊化應用程序（請參見上文）。Peridot的核心成分是Ledger和Maxwell。

• Ledger：Ledger是基於雲的存儲系統（分佈式存儲系統），它爲每一個Fuchsia組件（模塊或代理）提供單獨的數據存儲。這在不一樣設備之間同步。這使用戶能夠在當前Fuchsia 的設備上繼續停留在其餘Fuchsia 的設備上的位置。

• Maxwell：經過Maxwell，Google在Fuchsia OS中集成了一個組件，該組件將給用戶提供了人工智能。就像Fuchsia 同樣，Maxwell具備模塊化設計。AI系統由一系列代理組成，這些代理分析用戶的行爲及其所使用的內容，在後臺肯定合適的信息，並將建議轉發給操做系統-例如，應加載哪些模塊或故事以適合用戶在特定時間的行爲。Google語言助手也是AI組件的一部分，該組件將在Fuchsia項目的框架內以代碼Kronk的形式進一步開發。

  注意

到目前爲止，Kronk是Fuchsia OS惟一未做爲開源項目開發的組件。

Topaz

Topaz是Fuchsia OS的系統級別，用戶能夠在其中與操做系統進行交互。在此顯示如下級別定義的組件的用戶界面：帶主屏幕的圖形用戶界面（取決於設備Armadillo或Capybara）以及模塊的可視前端。Google的跨平臺開源移動應用程序框架Flutter也已在此係統級別集成。所以，能夠假定Fuchsia OS用戶未來也將可以運行和使用其餘系統的應用程序，例如Android或iOS應用程序。

Fuchsia OS的四個系統級別：Zircon, Garnet, Peridot, and Topaz

Fuchsia OS的優缺點一目瞭然

按照模塊化方法，Fuchsia OS的開發人員已將系統體系結構劃分爲具備特殊任務的各個區域。這不只提升了代碼的可讀性，並且影響了操做系統的適應性和更新。除其餘外，Google解決了Android長期以來一直在努力的更新問題。

事實

Android生態系統正在努力解決更新問題。查看官方分發儀表板能夠看到：操做系統的新版本正在緩慢傳播。這是競爭對手蘋果不會面臨的問題。儘管Apple硬件和軟件來自同一來源，能夠直接進行修改，但每一個Android更新必須首先由各類硬件製造商實施。

此外，模塊化系統架構可知足Google銷售合做夥伴的需求，他們但願根據本身的想法來適應或擴展Fuchsia OS。

硬件製造商能夠與本身的產品交換操做系統的各個級別，而不會影響其餘級別的功能。例如，三星能夠用本身開發的TouchWiz風格的用戶界面代替Topaz。亞馬遜能夠放棄Peridot和Google Language Assistant，而爲Fuchsia OS配備基於Alexa的基於AWS的應用程序模塊。

在這兩種狀況下，設備製造商均可以提供個性化的Fuchsia OS版本，而不會影響Zircon和Garnet功能或這些層的正式更新週期。

好處	缺點
Fuchsia OS的模塊化系統架構使Google能夠比Android更快地推出安全更新。	Google使Ledger成爲Fuchsia OS的核心組件。Ledger控制跨多個設備的應用程序同步，從而將系統緊密地綁定到雲。
因爲採用了模塊化設計，硬件製造商能夠用本身的模塊替換Fuchsia OS的各個系統級別，而不會影響其餘級別的功能。

發展情況

Fuchsia OS正在慢慢成形，但仍未準備好投放市場。Google甚至還沒有宣佈正式發佈日期。據媒體報道，第一批硬件測試已經進行。做爲首家測試Fuchsia操做系統的設備製造商，華爲已成功在Honor Play上啓動了新操做系統。該智能手機配備了華爲麒麟970芯片，該芯片還用於該製造商的其餘設備中，例如Mate 10，Mate 20和Mate 20 Pro。

Fuchsia OS演示

Fuchsia OS能夠在開發階段早期編譯爲APK（Android軟件包）並安裝在Android智能手機和平板電腦上。該曼努埃爾Goulão在mgoulao.github.io「>Fuchsia OS演示版Fuchsia OS演示節目是什麼樣子。

若是在瀏覽器中訪問Fuchsia OS演示，則會看到一個網站，其中顯示了操做系統的啓動屏幕。這爲用戶提供了背景圖像和當前時間。此外，還有三個按鈕可用：一個用於打開Wi-Fi設置的按鈕，一個用於註冊用戶的登陸按鈕以及一個來賓登陸。

該演示僅容許您註冊爲訪客。

Armadillo –爲觸摸屏優化的Fuchsia OS圖形用戶界面/來源：https://mgoulao.github.io/fuchsia-web-demo/

註冊用戶能夠訪問Fuchsia OS的主屏幕，該屏幕在一頁上顯示全部信息。

主屏幕上最突出的元素是屏幕中央的窗口，其中包含Google搜索欄，Google語言嚮導和設備上安裝的應用程序。

藉助Fuchsia OS，Google放棄了具備多個屏幕的設計，這在Android或iOS中是常見的，而是在主屏幕上顯示全部內容。資料來源：https://mgoulao.github.io/fuchsia-web-demo/

若是您啓動一個應用程序（僅使該演示做爲虛擬對象可用），您會看到Google選擇了基於窗口的用戶界面。

啓動的應用程序在單獨的窗口中執行，並在主屏幕上以圖塊形式顯示給用戶。資料來源：https://mgoulao.github.io/fuchsia-web-demo/

單擊主屏幕中間的用戶圖像會打開一個菜單，其中包含經常使用設置。

只需單擊便可訪問經常使用設置，例如WIFI和藍牙設置，音量和亮度。資料來源：https://mgoulao.github.io/fuchsia-web-demo/

參考資料：

https://www.theverge.com/2020/12/8/22163225/google-fuchsia-os-call-contributors-mailing-list-governance

https://arstechnica.com/gadgets/2020/12/googles-secretive-fuchsia-os-is-open-for-contributions/

https://www.ionos.com/digitalguide/server/tools/fuchsia-os/