# 18.2 Micro kernel 有关微内核的很多思想可以回溯到计算机的发展历史中。微内核从1980年代中后期开始就是一个非常热门的研究课题，它是指一种通用的方法或者概念，它并不特指任何特定的产品。有很多人遵循微内核的设计思想并构建了操作系统，但是这些项目中的每一个具体的操作系统都与另一个非常不一样。 微内核的核心就是实现了IPC（Inter-Process Communication）以及线程和任务的tiny kernel。所以微内核只提供了进程抽象和通过IPC进程间通信的方式，除此之外别无他物。任何你想要做的事情，例如文件系统，你都会通过一个用户空间进程来实现，完全不会在内核中实现。 ![](/files/-MXX9IyI0zphiETRb9sa) 画个图来展示一下，整个计算机还是分为两层，下面是kernel，上面是用户空间。在用户空间或许还是会有各种各样常见的程序，例如VI，CC，桌面系统。除此之外，在用户空间还会有文件系统以及知道如何与磁盘交互的磁盘驱动，或许我们还会有一个知道如何进行TCP通信的网络协议栈，或许还有一个可以实现酷炫虚拟内存技巧的虚拟内存系统。 ![](/files/-MXXAqfe1rD0xVCEAy7z) 当文本编辑器VI需要读取一个文件时，它需要与文件系统进行交互，所以它通过IPC会发送一条消息到文件系统进程。文件系统进程中包含了所有的文件系统代码，它知道文件，目录的信息。文件系统进程需要与磁盘交互，所以它会发送另一个IPC到磁盘驱动程序。磁盘驱动程序再与磁盘硬件进行交互，之后磁盘驱动会返回一个磁盘块给文件系统。之后文件系统再将VI请求的数据通过IPC返回给VI。 ![](/files/-MXXBkilqLXwGEHMLcE3) 这里需要注意的关键信息是，在内核中唯一需要做的是支持进程/任务/线程，以及支持IPC来作为消息的传递途径，除此之外，内核不用做任何事情。内核中没有任何文件系统，没有任何设备驱动，没有网络协议栈，所有这些东西以普通用户进程在运行。所以这提供给你一种非常小的内核，以及相对少的代码去优化，你可以优化IPC，除此之外也没有别的东西了。上图就是我们在这节课剩下的时间要讨论的内容。 在今天仍然有使用微内核的场景。实际上，今天[论文](https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2020/readings/microkernel.pdf)要讨论的L4微内核就有很多很多的运行实例，它用在很多手机中用来控制手机的射频，在最近的iphone中的一个旁路处理器中，也使用了L4微内核来隐藏加密密钥。所以在一些微型嵌入式系统中，微内核能够胜出，比如说在一些专门为某种功能设计的计算机中，你需要使用某种操作系统，而你又不需要Linux带来的复杂性。 微内核中的用户进程通过IPC通信，这在很多操作系统都存在。例如我现在运行的macOS，它就是一个普通的monolithic kernel，它也很好的支持用户进程通过IPC进行通信。所以用户进程通过内核内的IPC相互通信，这是一个成功的思想并且被广泛采用。 以上就是微内核的基本架构，我接下来会讨论一下这个架构的优势。 --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://mit-public-courses-cn-translatio.gitbook.io/mit6-s081/lec18-os-organization-robert/18.2-micro-kernel.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.