Linux内核和Windows内核有什么区别

　　目录
　　一、什么是内核？
　　1。1内核的能力
　　二、操作系统分层
　　三、内核是如何工作的？
　　四、Linux的设计
　　4。1MultitaskandSMP（Symmetricmultiprocessing）
　　4。2ELF（ExecutableandLinkableFormat）
　　4。3MonolithicKernel
　　4。4在内核层和在用户层有什么区别？
　　五、Window设计
　　六、总结
　　一、什么是内核？
　　说到操作系统，就必须说内核。内核是操作系统中应用连接硬件设备的桥梁。
　　1。1内核的能力
　　对于一个现代的操作系统来说，它的内核至少应该提供以下4种基本能力：
　　管理进程、线程（决定哪个进程、线程使用CPU）；管理内存（决定内存用来做什么）；连接硬件设备（为进程、和设备间提供通信能力）；提供系统调用（接收进程发送来的系统调用）。
　　二、操作系统分层
　　从上面4种能力来看操作系统和内核之间的关系，通常可以把操作系统分成3层，最底层的硬件设备抽象、中间的内核和最上层的应用。
　　三、内核是如何工作的？
　　内核权限非常高，它可以管理进程、可以直接访问所有的内存，因此确实需要和进程之间有一定的隔离。这个隔离用类似请求响应的模型，非常符合常理。
　　但不同的是在浏览器、服务端模型中，浏览器和服务端是用不同的机器在执行，因此不需要共享一个CPU。但是在进程调用内核的过程中，这里是存在资源共享的。
　　比如，一个机器有4个CPU，不可能让内核用一个CPU，其他进程用剩下的CPU。这样太浪费资源了。
　　再比如，进程向内核请求100M的内存，内核把100M的数据传回去。这个模型不可行，因为传输太慢了。
　　所以，这里多数操作系统的设计都遵循一个原则：进程向内核发起一个请求，然后将CPU执行权限让出给内核。内核接手CPU执行权限，然后完成请求，再转让出CPU执行权限给调用进程。
　　四、Linux的设计
　　Linux操作系统第一版是1991年林纳斯托瓦兹（一个芬兰的小伙子，当时22岁）用C语音写的。写完之后他在网络上发布了Linux内核的源代码。又经过了3年的努力，在1994年发布了完整的核心Version1。0。
　　4。1MultitaskandSMP（Symmetricmultiprocessing）
　　MultiTask指多任务，Linux是一个多任务的操作系统。多任务就是多个任务可以同时执行，这里的同时并不是要求并发，而是在一段时间内可以执行多个任务。当然Linux支持并发。
　　SMP指对称多处理。其实是说Linux下每个处理器的地位是相等的，内存对多个处理器来说是共享的，每个处理器都可以访问完整的内存和硬件资源。这个特点决定了在Linux上不会存在一个特定的处理器处理用户程序或者内核程序，它们可以被分配到任何一个处理器上执行。
　　4。2ELF（ExecutableandLinkableFormat）
　　这个名词翻译过来叫作可执行文件链接格式。这是一种从Unix继承而来的可执行文件的存储格式。我们可以看到ELF中把文件分成了一个个分段（Segment），每个段都有自己的作用。
　　4。3MonolithicKernel
　　这个名词翻译过来就是宏内核，宏内核反义词就是Microkernel，微内核的意思。Linux是宏内核架构，这说明Linux的内核是一个完整的可执行程序，且内核用最高权限来运行。宏内核的特点就是有很多程序会打包在内核中，比如，文件系统、驱动、内存管理等。当然这并不是说，每次安装驱动都需要重新编译内核，现在Linux也可以动态加载内核模块。所以哪些模块在内核层，哪些模块在用户层，这是一种系统层的拆分，并不是很强的物理隔离。
　　与宏内核对应，接下来说说微内核，内核只保留最基本的能力。比如进程调度、虚拟内存、中断。多数应用，甚至包括驱动程序、文件系统，是在用户空间管理的。
　　4。4在内核层和在用户层有什么区别？
　　感觉分层其实差不多。我这里说一个很大的区别，比如说驱动程序是需要频繁调用底层能力的，如果在内核中，性能肯定会好很多。对于微内核设计，驱动在内核外，驱动和硬件设备交互就需要频繁做内核态的切换。
　　当然微内核也有它的好处，比如说微内核体积更小、可移植性更强。不过我认为，随着计算能力、存储技术越来越发达，体积小、安装快已经不能算是一个很大的优势了。现在更重要的是如何有效利用硬件设备的性能。
　　之所以这么思考，也可能因为我是带着现代的目光回望当时人们对内核的评判，事实上，当时Linux团队也因此争论过很长一段时间。但是我觉得历史往往是螺旋上升的，说不定将来性能发展到了一个新的阶段，像微内核的灵活性、可以提供强大的抽象能力这样的特点，又重新受到人们的重视。
　　还有一种就是混合类型内核。混合类型的特点就是架构像微内核，内核中会有一个最小版本的内核，其他功能会在这个能力上搭建。但是实现的时候，是用宏内核的方式实现的，就是内核被做成了一个完整的程序，大部分功能都包含在内核中。就是在宏内核之内有抽象出了一个微内核。
　　五、Window设计
　　Windows和Linux的设计有很大程度的相似性。Windows也有内核，它的内核是CC写的。准确地说，Windows有两个内核版本。一个是早期的Windows9x内核，早期的Win95，Win98都是这个内核。我们今天用的Windows7，Windows10是另一个内核，叫作WindowsNT。NT指的是NewTechnology。接下来我们讨论的都是NT版本的内核。
　　下面我找到一张Windows内核架构的图片给你一个直观感受。
　　Windows同样支持Multitask和SMP（对称多处理）。Windows的内核设计属于混合类型。你可以看到内核中有一个Microkernel模块。而整个内核实现又像宏内核一样，含有的能力非常多，是一个完整的整体。
　　Windows下也有自己的可执行文件格式，这个格式叫作PortableExecutable（PE），也就是可移植执行文件，扩展名通常是。exe、。dll、。sys等。
　　PE文件的结构和ELF结构有很多相通的地方，我找到了一张图片帮助你更直观地理解。
　　Windows还有很多独特的能力，比如HyperV虚拟化技术。
　　六、总结
　　这一讲我们学习了内核的基础知识，包括内核的作用、整体架构以及3种内核类型（宏内核、微内核和混合类型内核）。
　　内核很小（微内核）方便移植，因为体积小、安装快；内核大（宏内核），方便优化性能，毕竟内核更了解计算机中的资源。
　　Linux内核和Windows内核有什么区别？
　　【解析】Windows有两个内核，最新的是NT内核，目前主流的Windows产品都是NT内核。NT内核和Linux内核非常相似，没有太大的结构化差异。
　　从整体设计上来看，Linux是宏内核，NT内核属于混合型内核。和微内核不同，宏内核和混合类型内核从实现上来看是一个完整的程序。只不过混合类型内核内部也抽象出了微内核的概念，从内核内部看混合型内核的架构更像微内核。
　　另外NT内核和Linux内核还存在着许多其他的差异，比如：
　　Linux内核是一个开源的内核；它们支持的可执行文件格式不同；它们用到的虚拟化技术不同。