據華爲官方消息，本月中，鴻蒙操做系統將正式發佈 2.0 版本，屆時還將把源碼公開託管至代碼平臺。近一年多的猶抱琵琶半遮面，此次彷佛是要「 Show us code」了，在一睹鴻蒙芳容以前，不妨讓咱們先來了解一下鴻蒙的核心要素之一 —— 微內核。 html
官方介紹，鴻蒙從設計之初就爲多終端（如邊緣計算 IoT、服務器等）而生，微內核就是鴻蒙操做系統的核心要素之一。安全
什麼是微內核
微內核設計的基本思想是簡化內核功能，在內核以外的用戶態儘量多地實現系統服務，同時加入相互之間的安全保護。內核只提供最基礎的服務，好比多進程調度、多進程通訊（IPC)等。其中進程通訊是做爲鏈接應用與用戶態系統服務的橋樑。 服務器
宏內核系統相關的服務基本都是放於內核態內核中，例如文件系統、設備驅動、虛擬內存管理、網絡協議棧等；而微內核則把更多的系統服務（例如文件系統、POSIX服務、網絡協議棧甚至外設驅動）放到用戶態應用，造成一個個服務，等待其餘應用的請求。然後來，爲了在宏內核與微內核之間揚長避短，也發展出了中間的混合內核的形態，部分服務也會放置於內核中。網絡
微內核的優缺點
技術沒有銀彈，微內核也有優缺點。框架
優勢分佈式
- 系統服務模塊化，可移植性高；
- 內核安全性提升(模塊內部的bug不影響內核穩定，將黑客利用軟件漏洞形成的破壞限制在單個模塊內部)；
- 能夠多套系統服務共存，至關於同時運行多種操做系統；
- 穩定統一的接口(能夠獨立維護私有驅動以及服務，不須要跟內核源碼綁定)；
- 在商業上，微內核能夠避免代碼受到一些開源協議的影響，好比GPL協議；
- 內核精簡，能夠進行形式化驗證，利用數學證實內核的安全性；
- 數學可證實的實時性；
- 很是適合多處理器系統設計，在多處理器核心計算機上，互相依賴的系統服務能夠同時運行
缺點模塊化
- 經過進程通訊的方式交換數據或者調用系統服務，而不是使用系統調用，形成額外的操做系統開銷；
- 使用一些頻繁使用的系統服務時，好比網絡收發數據，形成的進程上下文切換對操做系統來講也是一個負擔；
- 因爲系統服務高度模塊化，系統服務之間存在大量的內存複製；
- 對互相之間存在複雜調用關係的系統服務，難以設計通訊接口；
- 系統服務與內核在地址空間上分離，形成代碼局部性差，下降了cache命中率；
微內核項目：Minix 與 Fuchsia 的 zircon
在鴻蒙以前，已經存在一些使用微內核技術的項目。經常被人們拿來與鴻蒙對比的 Fuchsia 一樣採用微內核設計。Fuchsia 是 Google 開發的一款全新操做系統，設計目標是覆蓋手機、平板甚至筆記本等一系列終端。Google 爲該系統準備了豐富的配套生態，包括 Vulkan 圖形接口、3D 桌面渲染 Scenic、Flutter 應用開發框架，還有一個稱爲 zircon 的微內核。 優化
zircon 內核是從高通平臺的一個 Bootloader 項目：Little Kernel 發展而來。zircon 內核屬於微內核設計，只提供 IPC，進程管理，地址空間管理功能。zircon 區別於以進程或者以文件爲核心的設計，zircon 是之內存爲核心來設計的，內存在 zircon 中是以對象的方式存在，能夠經過channel 通訊機制傳遞虛擬內存對象（Virtual memory object）的句柄，進程拿到句柄後能夠把這塊內存映射到本身的空間。spa
此外，CPU 製造商 Intel 近年來也在推動微內核技術，在管理引擎中加入了 Minix 微內核系統。Minix 系統由荷蘭阿姆斯特丹 Vrije 大學的 Andrew S.Tanenbaum 教授開發，該系統最大的特色是能夠故障隔離，自動重啓失敗的服務。操作系統
Minix 使用分層設計，最底層的微內核提供中斷處理、進程管理、進程通訊等服務，這一層運行在內核態；中間層提供輪迴服務(Reincarnation Server)、文件服務、進程管理、X 圖形服務以及驅動等，這一層運行在用戶態；最上層爲用戶進程。其中輪迴服務負責在中間層的服務出現崩潰時重啓這些服務，從而保證服務的自我修復。正是因爲 Minix 具備自我修復的特性，才被 Intel 管理引擎（ME）所選用，該管理引擎主要負責管理 Intel 芯片的內部模塊。
鴻蒙微內核
根據官方資料顯示，鴻蒙微內核從底層即爲物聯網設計。微內核僅在操做系統的內核中保留最基本功能，下降了內核的開發難度；分佈式思惟，將非核心的程序和模塊隔離在內核以外，所以當單一程序出現錯誤時不會影響系統總體功能；同時，微內核相比宏內核更易於移植，開發、更新週期也得以縮短。
上述可知，微內核的最大特性是僅在內核中保留最核心功能，是鴻蒙實現跨端操做系統的不二之選。微內核鏈接實時性更好，同時結合 5G 低時延場景，尤爲適用於工業控制、智能交通等物聯網領域。而在這些場景下，微內核更容易實現故障隔離，最大程度保證系統的可用性與安全性。
鴻蒙微內核具備分佈式的特色。目前已有操做系統基本只對應於某一種硬件，如 Windows 對應 x86 PC、iOS 對應蘋果移動設備等。但 IoT 時代終端種類數量極大拓展，難以針對每種硬件分別開發操做系統或應用程序，不一樣硬件終端的生態沒法共享協同，開發效率低。基於微內核的鴻蒙一旦實現硬件解耦，就能夠針對不一樣設備進行彈性部署（例如手機、電腦、穿戴設備、車載設備、音箱、電視、智能家居等）。
微內核是 IoT 操做系統演進方向，也是鴻蒙系統的核心要素之一。據官方透露，鴻蒙微內核對進程間通訊進行了高度優化，使得鴻蒙相比 Fuchisia 效率提高 3 至 5 倍。此外，因爲微內核的代碼數量遠遠少於宏內核，所以鴻蒙可以以對每行代碼進行充分的「形式化」的安全驗證，顯著提高內核安全性。
固然，鴻蒙的微內核到底是否如其宣傳的那樣，一切還要等到此次的華爲開發者大會後才能揭曉答案。但願此次鴻蒙可以真正的「 Show us code」。
參考連接：
http://www.itpub.net/2019/07/19/2461/