鸿蒙和 Fuchsia OS，你更期待谁？

| 2021-08-15

大家好，我是小 Bob,一个关注软件领域而又执着于计算机底层的开发者~

在月初，华为的鸿蒙系统 HarmonyOS 2.0 已发布，给我最直接的感受便是真正的万物互联离我们不远了。

先说说小编对于操作系统的看法，对于计算机，我们都知道是由硬件和软件共同组成的，两者缺一不可。那么操作系统在硬件和软件中起着连接作用，操作系统通过对硬件系统的调用来提供资源给软件系统。

那么在相同的硬件和软件系统下，对于用户的感受来说，电脑和手机最直接的体验便是操作系统的不同了，在我所认识的朋友中，也有相当一部分人在买手机时是非常关注手机自带系统的，毕竟它反映了对于用户的真实感受。比如在当我和朋友的手机在硬件差不多时，就会互相体验各自不同的系统，比如各自的消息推送和隐私以及权限管理，我们会相互比较并提出各自的建议。

那么对于华为的鸿蒙 HarmonyOS2.0 以及在它之前一周左右 Google 推出的 Fuchsia OS 到底有什么新的 Idea 呢？

两者都有抛弃了安卓而自立门户，且都带有物联网的基因，那么小编便针对于两者的技术进行简单分析。

比如我们经常使用的 Windows，便是采用的混合内核。

微内核结构使用一个水平分层代替传统的纵向分层，所有微内核之外的操作系统构件都被当作服务进程来实现，它们可以通过微内核传递消息来实现相互之间的交互。因此，微内核还可以验证消息并授权访问硬件，而且微内核还执行保护功能，阻止非法的信息等。

例如，应用程序如果要打开一个文件，则它发送消息给文件系统服务，如果他想创建一个进程或线程，则它发送消息给进程服务进程。每个服务进程之间可以相互通信，并可以调用微内核中的功能。

这种技术可以不用调用内核操作，就将文件和数据库映射到用户地址空间。微内核一共提供了三个内核操作用于支持核外的分页和虚存管理：

授权：一个地址空间的所有者可以授权其他进程使用它的某些页。内核把这些页从授权者的地址空间移出，并把它们分配给指定的进程；
映射：一个进程可以把它的任何页映射到另一个进程的地址空间，使得两个进程都可以访问这些页，就形成了共享内存。内核把这些页面分配给最初的所有者，为其他进程　　提供一个映射以便访问它们；
刷新：进程可以回收授权给其他进程或者映射到另外进程的任何页面；

进程间的通信：微内核操作系统中，进程之间或者线程之间进行通信的基本方式是消息。消息包括消息头和消息体：消息头描述了发送和接受消息的进程；消息体包含数据或者指向数据的指针。

可以认为进程间通信是基于与进程相关联的端口（某个进程的消息序列），端口可以表明那些进程可以与这个进程通信。端口的标识和功能由内核维护，进程可以给内核发送一条指明新端口功能的消息，进程可以允许对自身授权新的访问。

地址空间不重叠的进程间的消息传递涉及到存储器到存储器的复制，因此受限于存储器的速度，复制的速度会远远低于处理器的速度。

I/O 和中断管理：在为内核结构中，硬件中断可能被当作消息处理。微内核可以识别中断但是不处理中断，它会产生一条消息给与该中断相关联的用户级线程。因此，当允许一个中断时，一个特定的用户级进程被指派给这个中断，并由内核维护这个映射。把中断转换为消息的工作必须由微内核完成，但是微内核并不涉及设备专用的中断处理。

落实到鸿蒙操作系统，它的存在让华为在智能手机操作系统上避免了“无米之炊”的困境，但其在推出面世之后，究竟会如何发展，又是否能够承担起当前我们的厚望，华为还需要回答很多问题，做很多工作，等待华为的依旧是万里长征。

Google 之 Fuchsia OS

谷歌近日正式面向公众推出了 Fuchsia OS，获得 Fuchsia 1.0 推送的设备是第一代 Nest Hub。

Fuchsia OS 与安卓不同的是它使用了全新的、自研的 Zircon 微内核，其采用 C++ 编写。内核的组件则使用到了 Go、Rust、Python，以及 C/C++ 等编程语言进行编写，如 USB 驱动程序使用 C++ 编写，而网络堆栈则使用了 Rust。

Fuchsia OS 的应用程序开发基于模块化结构。

模块化系统架构

Fuchsia OS 的系统架构也基于模块化方法。操作系统由四个或多或少的独立级别组成，每个级别都有其自己的任务：Zircon，Garnet，Peridot 和 Topaz。

Zircon

Zircon（以前为 Magenta）是新的 Google 操作系统的基础，但严格来说，它不是 Fuchsia OS 的一部分，也可以与其他操作系统一起使用。

Zircon 包含 Fuchsia OS 的内核，设备管理器，最核心的第一层设备驱动程序以及底层系统库（如 libc 和 launchpad）。此外，Zircon 还提供 FIDL（Fuchsia 接口定义语言），这是一种用于进程间通信的协议。FIDL 是独立于编程语言的，但是与流行的编程语言（例如 C，C ++，Dart，Go 和 Rust）具有联系。

作为 Fuchsia OS 的基础，Zircon 提供了对后续级别的硬件访问，在共享硬件资源上创建了软件抽象，并充当了低级软件开发的平台。Zircon 是 Project Little Kernel（LK）的结果，该项目充当 Android 的引导程序。

Garnet

Garnet 是基于 Zircon 的第一款针对 Fuchsia 的系统层。提供了设备级别的各种系统服务以及网络，媒体和图形服务，例如，用于软件安装，系统管理以及与其他系统的通信。Garnet 包含图形渲染器 Escher，程序包管理和更新系统 Amber 以及文本和代码编辑器 Xi。

Peridot

Peridot 是 Fuchsia OS 的操作系统级别，根据当前用户要求在其上管理和编译模块化应用程序。Peridot 的核心成分是 Ledger 和 Maxwell。

Ledger：Ledger 是基于云的存储系统（分布式存储系统），它为每个 Fuchsia 组件（模块或代理）提供单独的数据存储。这在不同设备之间同步。这使用户可以在当前 Fuchsia 的设备上继续停留在其他 Fuchsia 的设备上的位置。
Maxwell：通过 Maxwell，Google 在 Fuchsia OS 中集成了一个组件，该组件将给用户提供了人工智能。就像 Fuchsia 一样，Maxwell 具有模块化设计。AI 系统由一系列代理组成，这些代理分析用户的行为及其所使用的内容，在后台确定合适的信息，并将建议转发给操作系统-例如，应加载哪些模块或故事以适合用户在特定时间的行为。

注意：到目前为止，Kronk 是 Fuchsia OS 唯一未作为开源项目开发的组件。

Topaz

Topaz 是 Fuchsia OS 的系统级别，用户可以在其中与操作系统进行交互。在此显示以下级别定义的组件的用户界面：带主屏幕的图形用户界面（取决于设备 Armadillo 或 Capybara）以及模块的可视前端。Google 的跨平台开源移动应用程序框架 Flutter 也已在此系统级别集成。因此，可以假定 Fuchsia OS 用户将来也将能够运行和使用其他系统的应用程序，例如 Android 或 iOS 应用程序。