詳解Linux開(kāi)發(fā)領(lǐng)域
本文向大家介紹Linux，可能好多人還不了解Linux，沒(méi)有關(guān)系，看完本文你肯定有不少收獲，希望本文能教會(huì)你更多東西。就其本身而言，Linux的發(fā)展沒(méi)有路線(xiàn)圖。為了對(duì)Linux開(kāi)發(fā)領(lǐng)域發(fā)展方向有一個(gè)簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)，作者根據(jù)與開(kāi)發(fā)者和內(nèi)核維護(hù)者的交流，以及從www.kernelnewbies.org網(wǎng)站上了解的知識(shí)，提出了值得關(guān)注的七個(gè)Linux開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。當(dāng)然，這七個(gè)方面的發(fā)展也不會(huì)順風(fēng)順?biāo)?，和眾多其他進(jìn)入Linux內(nèi)核的功能一樣，會(huì)按照一條曲折的道路前進(jìn)。
1、虛擬化技術(shù)
由于認(rèn)識(shí)到虛擬化技術(shù)是本世紀(jì)最大的趨勢(shì)，Linux內(nèi)核維護(hù)者已經(jīng)破例以飛快的速度將虛擬化功能加入到它的內(nèi)核中。由新興公司Qumranet的Avi Kivity所貢獻(xiàn)的系統(tǒng)管理程序KVM已經(jīng)被在2006年底被加入到內(nèi)核中，并在最近的版本中進(jìn)行了更新。在迅速的內(nèi)核版本發(fā)布和緩慢前進(jìn)的企業(yè)版Linux之間之間存在鮮明對(duì)比，KVM則是一個(gè)典型的例子。
Novell負(fù)責(zé)管理的副總裁Holger Dryoff表示，“企業(yè)還沒(méi)有為很多功能做好接受的準(zhǔn)備，KVM就是非常好的例子，”在KVM進(jìn)入SUSE Linux企業(yè)服務(wù)器版之前，它還需要更多的測(cè)試工作，以驗(yàn)證它將與內(nèi)核其他子系統(tǒng)之間如何交互，同樣的情況還有調(diào)度器，他表示。
最近剛剛被Citrix系統(tǒng)以5億美元收購(gòu)的商業(yè)化開(kāi)源虛擬技術(shù)公司XenSource一直在上下活動(dòng)來(lái)讓內(nèi)核中的Xen管理程序使用它自己的體系架構(gòu)。內(nèi)核維護(hù)者認(rèn)為，增加一個(gè)虛擬化功能是一個(gè)維護(hù)量很重的工作。XenSource工程師已經(jīng)讓步，但是使Xen與內(nèi)核操作結(jié)盟的工作依然在繼續(xù)。它還沒(méi)有真正成為內(nèi)核組件，只是增加一些支持，可以讓當(dāng)Linux運(yùn)行在一個(gè)虛擬化環(huán)境的時(shí)候可以識(shí)別它。
其他虛擬化功能正在飛速的發(fā)展，其中包括KVM和Lguest，后者是由IBM工程師Rusty Russell編寫(xiě)的迷你型管理程序，代碼只有5000行，它已經(jīng)被包含在多數(shù)最近的內(nèi)核中。和KVM一樣，它可以利用來(lái)自英特爾和AMD最近芯片中的虛擬化技術(shù)。但是，與VMware的ESX服務(wù)器不一樣的是，Lguest創(chuàng)建了一個(gè)虛擬機(jī)器，它的操作系統(tǒng)能意識(shí)到它已經(jīng)被虛擬化。這種體系架構(gòu)讓這個(gè)操作系統(tǒng)可以更高效的忽略某些針對(duì)CPU周期的呼叫，直接讓其指向硬件，而不用扮演一個(gè)仲裁者使其速度變慢。
2、實(shí)時(shí)操作
在實(shí)時(shí)操作方面Linux已經(jīng)取得了迅速的提高，已經(jīng)成為一個(gè)在一些移動(dòng)電話(huà)和其他設(shè)備中被頻繁使用的嵌入式操作系統(tǒng)。但是，據(jù)商業(yè)化嵌入式Linux的作者之一，MontaVista的創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官Jim Ready表示，在最近發(fā)布的2.6.23內(nèi)核中，在實(shí)時(shí)操作方面卻顯示出了“一點(diǎn)點(diǎn)倒退”的跡象。一個(gè)新的過(guò)程調(diào)度器開(kāi)始更多的傾向于更“公平”，它主張由終端用戶(hù)告訴處理器進(jìn)行的任務(wù)應(yīng)該獲得更多的優(yōu)先權(quán)。
Ready表示，“一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的用戶(hù)并不需要這種公平，”因?yàn)閷?shí)時(shí)系統(tǒng)主張其操作系統(tǒng)可以隨時(shí)中斷處理器正在進(jìn)行的工作，并增加一個(gè)新的優(yōu)先操作。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是，一個(gè)用于監(jiān)視病人呼吸狀況的醫(yī)療設(shè)備中的軟件如果發(fā)現(xiàn)呼吸停止的情況，就應(yīng)該中斷這個(gè)軟件正在做的任何工作，并立即發(fā)送一個(gè)緊急告警。MontaVista不會(huì)將這個(gè)新的內(nèi)核應(yīng)用到它的產(chǎn)品線(xiàn)中，除非其性能被恢復(fù)，Ready表示。Gartner分析師George Weiss預(yù)測(cè)，在2008年標(biāo)準(zhǔn)Linux將作為一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
3、中斷處理程序
Weiss之所以如此說(shuō)的原因之一是，內(nèi)核開(kāi)發(fā)人員正在研究讓這個(gè)調(diào)度器具備又一個(gè)實(shí)時(shí)特點(diǎn)。這個(gè)操作系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵角色是用來(lái)管理中斷的，來(lái)決定哪一個(gè)任務(wù)應(yīng)該引起CPU的注意，以及如何比其他操作具有優(yōu)先權(quán)。如果所有的中斷處理器可以被結(jié)合到它們自己的線(xiàn)程中，那個(gè)線(xiàn)程可以被調(diào)度并設(shè)置優(yōu)先，而不是不可預(yù)知的發(fā)生和延遲實(shí)時(shí)響應(yīng)。
在這個(gè)方向的研究已經(jīng)進(jìn)行了三年的時(shí)間。MontaVista的Sven-Thorsten Dietrich在2004年提交了一個(gè)程序，希望防止中斷處理程序因?yàn)槌Ｒ?guī)任務(wù)中斷內(nèi)核，因?yàn)樗鼈冇绊懥藢?shí)時(shí)響應(yīng)。但是這個(gè)程序與內(nèi)核調(diào)度器領(lǐng)域?qū)＜襂ngo Molnar的觀點(diǎn)分歧太大。這個(gè)程序影響了一個(gè)關(guān)鍵的內(nèi)核功能，自旋鎖(spinlocks)，當(dāng)一個(gè)過(guò)程等待一個(gè)需要的數(shù)據(jù)或事件的時(shí)候它會(huì)阻擋CPU。許多程序需要使用自旋鎖功能。而Dietrich的代碼將數(shù)百個(gè)自旋鎖降低到30個(gè);Molnar的修訂保留了90個(gè)自旋鎖，是一個(gè)具有更少破壞性的改變。
中斷處理器集合到一個(gè)單獨(dú)的線(xiàn)程的想法現(xiàn)在看上去已經(jīng)做了進(jìn)入內(nèi)核的準(zhǔn)備。Ready表示，“Ingo替換了我們所做的操作，但是他的工作是非常有效的，”MontaVista不會(huì)在意是否因?yàn)樗龅墓ぷ鞫玫蕉嗌贅s譽(yù)，Ready知道這就是開(kāi)源協(xié)作的方式，因此他將接受正在進(jìn)入內(nèi)核的實(shí)時(shí)功能的修改。
4、安全
每一個(gè)人都希望使用更安全的系統(tǒng)。Novell在其SUSE Linux企業(yè)服務(wù)器版10中集成了AppArmor，作為限制一個(gè)應(yīng)用程序可以訪問(wèn)多少操作系統(tǒng)功能的方法，因此如果一個(gè)應(yīng)用程序未經(jīng)授權(quán)被訪問(wèn)，可以限制其破壞性。不過(guò)，現(xiàn)在看來(lái)它還沒(méi)有被加入到內(nèi)核中的時(shí)間計(jì)劃。
Stephen Smalley是一個(gè)關(guān)鍵的Linux安全權(quán)威，也是另一個(gè)安全方案SELinux的開(kāi)發(fā)者，他認(rèn)為AppArmor不能被合并到內(nèi)核中，因?yàn)樗谋Ｗo(hù)機(jī)制是基于“路徑名”方式，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)白名單方式，AppArmor只允許一個(gè)應(yīng)用程序訪問(wèn)那些指定的文件，所有其他文件都被排除在外。根據(jù)去年Jonathan Corbet的一個(gè)報(bào)告，Smalley認(rèn)為一個(gè)狡猾的入侵者可以使用被認(rèn)可的路徑名來(lái)猜測(cè)其他名稱(chēng)，從而得到人們不想暴露的內(nèi)容。
內(nèi)核維護(hù)者Andrew Morton對(duì)此表示認(rèn)可，認(rèn)為這種路徑名方式是使AppArmor不能進(jìn)入內(nèi)核的最根本的理由。
5、系統(tǒng)診斷
Solaris可以使用DTrace工具來(lái)探測(cè)在操作系統(tǒng)核心中正在進(jìn)行的工作，但是Linux缺少一個(gè)具有友好用戶(hù)界面的診斷工具。少數(shù)僅有的工具之一是ptrace，它可以讓一個(gè)過(guò)程跟蹤另一個(gè)的行為。但是ptrace使用起來(lái)非常笨拙，且容易出錯(cuò)，現(xiàn)在有一個(gè)替代者utrace，它已經(jīng)成功進(jìn)入Morton的內(nèi)容管理樹(shù)中，距離提交給Linus Torvalds只有一步之遙。在一個(gè)進(jìn)程被一個(gè)程序執(zhí)行執(zhí)行的時(shí)候，Utrace可以跟蹤它的行為，而且不會(huì)發(fā)生ptrace的問(wèn)題，但是它依然會(huì)導(dǎo)致內(nèi)核鎖定問(wèn)題。Corbet預(yù)測(cè)在下一個(gè)內(nèi)核版本中還不會(huì)包含這個(gè)功能。
6、文件系統(tǒng)
Reiser4文件系統(tǒng)目前已經(jīng)被開(kāi)始考慮加入到內(nèi)核中，它已經(jīng)包含了30個(gè)文件系統(tǒng)。根據(jù)Hans Reiser的文檔，它是一個(gè)打星文件管理系統(tǒng)，擅長(zhǎng)處理大量的小文件，而使用最小化的磁盤(pán)空間。
這個(gè)文件系統(tǒng)要求一個(gè)文件操作或者被完成，或者被禁止，減少了文件被完成了一半操作所破壞的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)很多Linux用戶(hù)它似乎非常不錯(cuò)，但是經(jīng)過(guò)數(shù)年的爭(zhēng)論，Reiser4還有沒(méi)有進(jìn)入內(nèi)核中。它不能很好的與內(nèi)核的很多部分保持協(xié)調(diào)，而Reiser已經(jīng)不再是一個(gè)領(lǐng)先的開(kāi)發(fā)者。Corbet在最近他的前景預(yù)測(cè)中寫(xiě)到，“如果它想最終成為傳統(tǒng)Linux的一部分，它將需要一個(gè)新的支持者?！?/P>
Sun公司的128位文件系統(tǒng)ZFS，除了滿(mǎn)足今天正在使用的大型系統(tǒng)的需要外，正在引起Linux界的關(guān)注。支持它的團(tuán)體指出它的開(kāi)源代碼應(yīng)該被內(nèi)核所考慮。但是它目前的許可協(xié)議與Linux通用公共許可GPL不兼容。
7、電源管理
在電源管理方面Linux已經(jīng)落后了，在這方面Windows筆記本已經(jīng)給人們留下了深刻的印象，這刺激著英特爾工程師、內(nèi)核開(kāi)發(fā)者M(jìn)olnar和Thomas Gleixner和其他人正在這個(gè)領(lǐng)域努力。一年前，內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了“tick-less idle”機(jī)制，當(dāng)沒(méi)有工作可做的時(shí)候告訴處理器處于空閑狀態(tài)。沒(méi)有它，CPU的時(shí)鐘將會(huì)每秒詢(xún)問(wèn)內(nèi)核1000次是否有什么事情可做，從而浪費(fèi)大量電能。
英特爾的首席Linux技術(shù)專(zhuān)家Dirk Hohndel預(yù)計(jì)在電源管理方面會(huì)有更多的完善。但是在內(nèi)核和系統(tǒng)時(shí)鐘之間的任何改變會(huì)威脅許多其他的交互。他表示，“這些事情可能會(huì)非常困難，需要花費(fèi)長(zhǎng)期的時(shí)間來(lái)完成，但是我認(rèn)為這是一個(gè)正確的發(fā)展方向?！?
看完本文你覺(jué)得這七個(gè)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域前景怎樣？本文是否讓你認(rèn)清了Linux的前景。希望會(huì)對(duì)你有所幫助。
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