简单分析一下windows到底是什么内核架构

情断天涯

我这人其实挺懒的，最后一篇文章还是3月份发的，写这篇文章的原因，纯粹是因为被某位号称"资深win内核专家"震惊了，起因也很简单，我说某一个国产的开源OS内核把文件系统放在Kernel Mode运行，根本不是微内核，然后这位"资深win内核专家"就用以下两句话鄙视了我。





首先声明，我确实不是一个OS专家，但作为一个写过Windows驱动，也学过Linux早期源码的程序员，立即在脑子回想一下，确认"Windows何时变成微内核了"，那么下面就来分析一下"Windows的内核到底是什么"。虽然说是分析，其实是有点向自己脸上贴金，我写技术文章的习惯一向是不怎么输出观点，尽量用官方资料或者大家都可以重复的东西来讲述事实。
首先是微内核的定义

讨论一个东西，应该对其进行明确的定义，否则很容易陷入鸡同鸭讲的囧境，就比如我就不乐意讨论“XX国产系统是否是XX套壳”，双方如果没有对套壳有个明确的定义，特别是技术与非技术人员，对这个东西的定义就不一致，就更容易扯的不着边际。
幸好，微内核这东西，在学术界和工业界都有一个比较共同的定义，直接从Wiki上抄一段吧,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%AE%E5%85%A7%E6%A0%B8：

微核心的设计理念，是将系统服务的实现，与系统的基本操作规则区分开来。它实现的方式，是将核心功能模块化，划分成几个独立的进程，各自运行，这些进程被称为服务（service）。所有的服务进程，都运行在不同的地址空间。只有需要绝对特权的进程，才能在具特权的运行模式下运行，其余的进程则在用户空间运行。这样的设计，使内核中最核心的功能，设计上变的更简单。需要特权的进程，只有基本的线程管理，内存管理和进程间通信等，这个部分，由一个简单的硬件抽象层与关键的系统调用组成。其余的服务进程，则移至用户空间。

可能上面的定义还是有点复杂，我直接对着上面这张图简单解释一下：如果一个内核，只在Kernel Mode模式里放置IPC（进程通讯），MM（内存管理，也有别的叫法，不详述了），Scheduling（调度）。那么就认为是微内核，反之，如果把其它的东西，比如file system, VFS, device drivers放到Kernel Mode，那么就认为是宏内核。具体细节，我就不在这里扯了，说白了，判断一个内核就是看它在Kernel Mode中运行了哪些东西。
标准给出来以后，我们再来看Windows内核到底是什么情况。
<hr/>Windows官方资料

首先上一个Windows官方文档的链接：
文章里结尾，以备注的方式明确声明了以下内容：

The term microkernel does not apply to the current kernel used in the Windows operating system.
翻译成中文，就是：微内核 不适用于 Windows 操作系统中使用的当前内核。

这可是微软的官方技术文档，已经非常的清楚的表明，微软自己对Windows内核的看法：
它不是一个微内核。
那么，接下来，再从技术架构的角度看看，为什么微软为什么会这么说呢？微软的Windows没有开源，那么我还是找一个官方资料吧：
先介绍一下文章的作者，毕竟不能随便拉个人，拿他的文章当资料对吧。作者叫Hari Pulapaka，在微软的Title是Program Manager for Windows Kernel，他提供的资料应该还是有一点权威性的，而且文章写于2018年，分类在内核栏目下，目前还在，也有大量回复和讨论，说明微软官方并没有认为他的观点有什么问题。习惯是先上图：


按照前面微内核的定义，这明显感觉不像是一个微内核了吧，直接引用作者的原文如下：

Windows NT is like a microkernel in the sense that it has a core Kernel (KE) that does very little and uses the Executive layer (Ex) to perform all the higher-level policy. Note that EX is still kernel mode, so it's not a true microkernel.
翻译一下：Windows NT有点像微内核，因为它里面的Core Kernel（简称KE）只是负责很少的工作，其它的事呢都交给执行层（简称Ex）来完成。要强调一下，因为Ex是在Kernel Mode下运行的，所以Windows NT不是一个真正的微内核。

第一句里，作者很明确的用了关键字Like，说明WindowsNT只是像但不是。第二句里，更是明确说，not a true microkernel，而且作者明确的给出了原因，因为把Ex（包括文件等）放在Kernel Mode下运行，所以不是微内核（正好也验证了我前面的说法，当然这个说法或者说标准不是我的发现，而是大家都认可的标准）。
这里补充一下历史，Windows在历史上的确是想用微内核来搞的，当时的负责人正是内核大神David Cutler这位大爷，但后面落地时发现，这微内核的性能确实存在很大问题，没办法，只好又调整架构，变成了上图的架构，微软自称为混合内核（Hybrid Kernel），Apple自己的MacOS使用的XNU其实也自称为混合内核，同样是XNU在Github上的官方定义：XNU is a hybrid kernel combining the Mach kernel developed at Carnegie Mellon University with components from FreeBSD and a C++ API for writing drivers called IOKit.
相信前面的资料已经足够证明，WindowsNT不是什么微内核OS了，我实在也不知道那位"资深win内核专家"是怎么坚信Windows是微内核的。关键是我实在是不懂他的逻辑，一面说着NT内核里有文件系统等一堆内容，又坚持说这是微内核，我实在很难想像这是一位内核专家能说出来的话。
<hr/>混合内核到底是什么鬼

接下来，再来看看混合内核到底是什么鬼，这货到底和微内核有什么关系？
我先声明一下我的观点：其实只要认真读过操作系统原理，对微内核和宏内核架构有一定认识的人，都不太会认为混合内核和微内核有什么关系，它本质上就是一个宏内核。当然我的观点可能没有什么权威性可言，我还是拉一位大神来站台吧（出台就别指望了）。
这位大神叫Linus Torvalds，不用详细介绍了，Linux的作者。这哥们脾气火暴，不仅粗口不停（和David Cutler一样，把f打头的单词当作口头语），而且向来直言直语。2006的时候，Linux邮件组里，对NT的所谓混合内核有过讨论，Linus他发表了自己的观点，链接如下：
邮件内容较长，也比较技术化，我就不全部翻译了，直接把Linus写的结论贴出来：

As to the whole "hybrid kernel" thing - it's just marketing.
It's "oh, those microkernels had good PR, how can we try
to get good PR for our working kernel? Oh, I know,
let's use a cool name and try to imply that it has all the
PR advantages that that other system has"
翻译一下就是：说到"混合内核"这玩意，就纯粹是个市场营销的噱头。就好比说"微内核有那么多的优点，我们在宣传自己的内核时怎么能把这些优点都吹上呢？有招了，起个超酷的名字，然后再暗示一下，这些优点我们系统都有"。

也就是说在Linus眼里，"混合内核"这也就是个市场营销的术语，但其实还是一个宏内核架构。
最后声明一下，本文只是讨论windows到底是什么类型的内核，以及混合内核到底是什么情况，别用这些标准去讨论某些国产OS内核，保命要紧。

祥和福顺

说自己是专家我就笑了[捂脸]就是这些“专家”让专家变得听起来就有点搞笑。

前面有条河

看到作者的名字就知道肯定有秀英文拉大旗的段落。[爱]

方正贤良

回头我再针对你的东西写个不用英文的文章，毕竟批评你的观点不用拉大旗。

芹泽

猪儿笨笨：批判一下"科学现象学"这位用户对鸿蒙的看法
针对你的回答，写的质疑，有空慢慢回复，当然你也可以选择无视，就像那位"资深Win内核专家"。

艾小西

windows微内核只能说是聊以自慰

其實我壹直都在

感谢作者的文章，网络上的争论都是从概念不清起步，如果每个人对概念是不同的理解，就会容易引起争论。但是所谓的“专家”随意指责别人的言论的方式真的不是在促进交流，作者先从概念说起，再引经据典，这才是有用的交流方式，给作者点赞。

德勒

人家中学语文课和英语课认真听了，你呢[爱]

天蓝海碧

混合内核。这个没啥必要可争的。windows又不开源官方怎么说怎么对。

大小猪猪

查看图片