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编者按：操作系统诞生至今已有数十年的工夫，其整个倒退演进历程、后续将如何倒退也受到宽泛关注。近日，龙蜥社区理事长马涛在 InfoQ 直播分享，从承前启后的操作系统、操作系统的演进路线与趋势、面向未来的操作系统、如何解决操作系统人才稀缺难题四个方面具体解读了操作系统的 2022。本文转自 AI 火线，龙蜥社区受权转发，视频回放已上线至龙蜥官网，一起来探讨操作系统赛道蕴含着哪些机会与挑战。
长期以来，我国高科技畛域的最大痛点之一正是底层根底技术畛域“缺芯少魂”，其中“魂”就是操作系统，它是信息化平安体系的基石。不过近年来随着一批优良国产操作系统陆续诞生，也让大家看到了心愿的曙光。
瞻望 2022 年，操作系统赛道将会如何倒退，又蕴含着哪些机会与挑战？1 月 4 日，阿里巴巴团体内核团队创始人之一、阿里云智能操作系统团队负责人、龙蜥社区理事长马涛（伯瑜）做客 InfoQ 视频号，对操作系统的 2022 做了最新的解读。
承前启后的操作系统
InfoQ：操作系统诞生至今已有数十年的工夫，您能和咱们介绍下操作系统的整个演进历程吗？
马涛：大家应该都有所理解，第一台电子计算机是在 1946 年呈现的，那会儿用户在和硬件打交道时用的是打孔纸带。真正具备古代意义的操作系统，是咱们常说的 Unix，它是在 1969 年正式诞生的。也是从这个时候开始，缓缓地呈现了很多操作系统。明天看到的无论是嵌入式设施如手表等，还是超级计算机，用户在和硬件打交道时都须要用到操作系统。
那么，操作系统到底起到什么作用？我认为操作系统的核心作用有两个：一是和底层硬件打交道 ，比方 Windows 反对的硬件包含台式机、笔记本，Linux 反对的硬件是服务器，Android/iOS 反对的硬件是智能手机； 二是和利用打交道，比方 Linux 服务器操作系统下层有各种各样的服务器软件，Windows 下层有办公软件等等。从这个角度讲，操作系统在整个软件生态里起到了十分重要的承前启后作用。
InfoQ：最近几年，操作系统并未呈现革命性冲破，背地的根本原因是什么？
马涛：刚刚提到操作系统最重要的作用就是承前启后，也就是说，操作系统的倒退是脱离不了利用和硬件的。过来十年，云计算在粗浅地影响着整个世界，无论是操作系统所反对的各种硬件，以及底层基础设施，还是应用层的大数据、人工智能等新利用，这些都在影响和推动操作系统的倒退。
至于为什么有声音认为操作系统多年来没有呈现革命性冲破，我的了解是，操作系统自身长期处于底层，它的停顿大部分处于润物细无声的状态。比方，随着云计算的倒退，操作系统实际上也在疾速倒退，然而操作系统把下层的利用封装好了，所以对于下层利用而言，感觉不到太多变动。这也是大家感觉操作系统没有革命性冲破的一个起因。
另一方面，操作系统是一个十分要害的技术组件，它的倒退是十分漫长的，很多咱们相熟的操作系统都在经验继续迭代和演进。举个例子，Linux 操作系统诞生至今已有 30 多年的工夫，每年仍有大量的代码退出进来。我是在 2006 年开始做操作系统研发的，那会的 Linux 内核版本是 2.6.19，当初 16 年过来，Linux 内核版本曾经到了 5.16，这是一个十分疾速的演进历程。
前不久有一项数据统计提到，去年整个 Linux 内核有 7 万多处批改，并且放弃了每两个月就公布一个版本的节奏。尽管 Linux 名字始终没有变，但它的内核曾经产生了很大的变动，并且它的研发速度、迭代速度都是十分快的。
InfoQ：您如何评估国产操作系统近几年的整体倒退？过来一年，国产操作系统在产业生态、软硬件生态、人才生态的倒退状况别离是什么样子?
马涛：整体而言，最近几年国产操作系统处在疾速倒退的阶段，生态也在一直凋敝，包含龙蜥、openEuler、OpenCloudOS 等操作系统开源社区也在一直倒退、操作系统和开源技术在不断涌现，这阐明大厂对操作系统的器重水平在一直加大。
我认为现阶段这种“百花齐放”以及良性的竞争是十分有必要的。通过这种良性竞争，能够让整个国产操作系统的倒退更加疾速，同时也能在国内上建立起中国在操作系统畛域的口碑。此外，随着大厂对操作系统的投入加大，也能够造就更多操作系统人才，造成更欠缺的人才培养体系。
以龙蜥社区为例，在生态方面，龙蜥社区领有 16 家理事单位以及 80 多家单干单位，包含国产操作系统厂商、云计算厂商、芯片厂商、利用厂商都在社区里，大家做到了公正、偏心、公开和共赢。
我想强调的一点是，中国操作系统社区曾经倒退了很多年，不是最近几年才忽然火起来的。但在过来，国内的社区大部分是由独立的某家厂商来主导，这也就导致它在研发投入上会稍有单薄。毕竟操作系统须要微小的研发投入，而通过社区的形式，能够施展所有厂商的不同能力。比方，阿里云等云厂商能够提供大规模运维能力以及稳定性能力，操作系统厂商能够提供线上利用的优化和适配，芯片厂商能够跟硬件进行适配。通过社区的形式造成一种十分正当的分工，最终造成十分好的合力。
我也心愿能够有更多的公司、搭档可能退出龙蜥社区，一起打造最有竞争力的开源操作系统。
操作系统的演进路线与趋势
InfoQ：有网友想请马涛老师聊一聊，单机裸金属时代、虚拟化时代、Serverless 时代，操作系统的演进路线与趋势。
马涛：这是个很大的话题，我简略分享下我的了解。之前，我写过一篇文章叫做《什么是操作系统的云原生？》，外面也有提到过操作系统的演进路线。
咱们回顾操作系统的发展史能够看到，最早在单机裸金属时代，用户要想运行某个利用，须要在本人的虚拟机上做很多事件。对于那个期间的利用开发者来说，他既是程序员，也是系统管理员，还是数据库管理员、网络管理员。在单机裸金属时代，操作系统就只是一个纯操作系统，用户须要做很多事件。
至于起初为什么呈现虚拟化时代，次要是云技术疾速倒退，云上 CPU 的能力越来越强，而用户的利用并没有相应的程度扩大能力。举个例子，我有 100 个 CPU，但大部分应用程序可能只须要 4-8 个 CPU 就曾经运行得十分好了。在这种状况下就呈现了虚拟化，通过云提供的虚拟化技术，把一个蕴含 100 个 CPU 的机器切成 16 个机器，每个机器蕴含 6 个 CPU。操作系统在这里起到的作用，一是为用户提供了一个虚拟化的计划，把大的 CPU 切成小的 CPU 供用户应用，二是提供了资源隔离技术，使得这些用户之间互不烦扰。
操作系统和云的第二次密切接触源于容器的诞生和倒退。2013 年，Docker 横空出世，使得利用容器的打包散发变得非常简单易用。随后，Kubernetes 等容器编排技术呈现，容器生态系统失去了疾速遍及和倒退，容器也迅速成为利用打包散发和开发测试的支流状态，逐步成为云计算的次要运行单元。
2019 年，UC Berkeley（加州大学伯克利分校）预测 Serverless 将会逐步取代 Serverful 计算，成为云时代的新计算范式。随着云原生理念的推广以及各种云原生技术的一直倒退，Serverless 计算的趋势在减速。在这种新场景中，用户只须要专一于利用和业务逻辑，更多的通用性能、资源和零碎能力都下沉到云，用户不须要提前布局容量，不须要运维底层零碎，能够真正像用水和电一样按需应用、按需付费，Serverless 将大幅晋升云的生产效率。
要构建好 Serverless 服务，操作系统肯定不能缺席。因为 Serverless 场景下服务边界的上移，对用户来说，利用容器或函数代码之下的零碎就是一个整体，用户不再感知底层零碎的技术栈分层。这个变动给技术垂直整合发明了条件。咱们认为，云原生的操作系统须要进行整体性的全栈优化和重塑，能力为 Serverless 提供更优的底层零碎能力，根底运行环境、资源弹性、高效执行等能力也将因而失去极大的开释。
InfoQ：社区有小伙伴发问说，操作系统逐步云端化，当前会不会没有操作系统了，全副被云端代替？
马涛：一个疾速的答复就是“不会”。不会没有操作系统，但它会产生一些变动，比方一些外围组件会产生演进。举个例子，任何利用运行都须要肯定的 CPU 资源、内存资源、网络资源以及存储资源。所以不管利用怎么变动，咱们始终有对这些资源做治理的需要。所以不管产品状态如何，它是不会隐没的，只是换了一个中央而已。比方在云场景中，即使咱们看不见模式上的操作系统，它也会真真实实存在。随着将来万物互联以及智能设施的呈现，操作系统只会越来越多，并且它要解决的内容也会越来越简单。
面向未来的操作系统
InfoQ：过来一年 DPU 在操作系统上有了更宽泛的反对，DPU 对操作系统的倒退起到什么作用？是否为操作系统带来了一些技术挑战？
马涛：DPU 以及各种各样 XPU 的倒退，对操作系统带来很大的技术挑战。此前，计算能力是随着 CPU 芯片的解决能力晋升而晋升的。但从 2020 年开始，摩尔定律逐步生效，最近几年，CPU 性能的晋升速度也曾经十分慢了。这也是为什么咱们在很多畛域都开始尝试各种各样的定制体系结构，比方 GPU、DPU。像在云计算场景，阿里云的神龙就是面向各种云场景做的定制，谷歌的 TPU 也是面向相似的场景。
我置信，在将来会有越来越多 XPU 部署在数据中心和设施上，这带来的问题是，咱们如何更好地让咱们的计算工作运行在一个适合的 XPU 上？对操作系统而言，过来面对的是一个繁多的处理器，当初须要演变成反对多个异构处理器的环境。操作系统一是要对跨体系结构提供反对，二是可能针对不同计算场景施展硬件能力。过来，咱们把不同的任务分配到不同的处理器上，很长一段时间是齐全靠研发人员肉眼进行辨认、人工散发。将来，操作系统须要提供更加自动化的形式。
InfoQ：将来的操作系统还有哪些值得关注的技术趋势？为什么？
马涛：刚刚提到了云对操作系统产生的影响，以及 XPU 的呈现会给操作系统的演进带来微小的机会，这里我想再聊聊内存。
过来十年，人工智能技术在疾速倒退和利用，特地是深度学习等技术在重塑整个计算机产业。人工智能须要宏大的数据量来做训练，而数据存储在内存中，因而须要思考如何改良 CPU 体系结构，突破传统计算机模型，同时提供一种更加灵便的架构，也就是“解耦”。在内存数据的冷热辨认、内存故障报警预测方面也能够做更多的协同，缩小数据的搬移。
此外，数据安全和隐衷同样值得关注。2021 年，我国颁布了《数据安全法》，2018 年，欧盟颁布了 GDPR（数据隐衷爱护法案），对数据隐衷提出了更高的要求。过来，操作系统在数据安全方面做得还是不够的，一方面受限于硬件的技术，另一方面在内存加密以及全栈加密上波及较少。
最初，我想聊一下开源。以后国内在操作系统开源畛域处于蓬勃发展阶段，并且大家都缓缓意识到开源对操作系统的重要性。我心愿包含 OpenAnolis 龙蜥社区、openEuler、OpenCloudOS 等操作系统开源社区通过良性竞争、互融互通，将来让操作系统的倒退进入快车道，独特促成操作系统倒退。
InfoQ：有网友发问说，微内核目前倒退到什么水平了？龙蜥后续会不会换成微内核？
马涛：在操作系统原理里有两大派别，一个是宏内核派别，一个是微内核派别。宏内核以 Linux 为代表，微内核当初也有很多实现。我认为，在很长一段时间内，这两种内核都会同时存在，因为它们所解决的问题是不一样的，咱们无奈通过一个内核解决所有场景。
至于龙蜥操作系统会不会当前用微内核，我只能说在短期内咱们不会思考这个事件。长期来看，随着整个利用云原生化，要看利用的变动和倒退，毕竟操作系统是为应用服务的。
如何解决操作系统人才稀缺难题？
InfoQ：对国产操作系统的倒退来说，目前比拟严厉的问题是人才缺口较大，这个问题在 2022 年能够失去改善吗？对于操作系统人才的造就，最要害的是什么？
马涛：人才问题必定是须要解决的，这个毋庸置疑。我认为在人才问题上，有几点是能够做的。
第一，以后各种常识、技术大暴发，而操作系统自身的学习门槛又绝对偏高，我认为须要做的首先是升高整个操作系统的入门门槛，让开发者能够更加容易地参加到操作系统研发中。
第二，从教育抓起，去年清华大学组织了一个操作系统设计大赛，龙蜥社区是资助方之一，咱们心愿通过这种较量的形式，让操作系统教育能够在大学阶段就遍及开来，另外也能够让教育界和学术界看到操作系统在工业界是大有可为的。
第三，随着国内对操作系统的器重水平加大，越来越多的企业在组建本人的操作系统团队，市场对操作系统人才的需求量增大，也在通过造就晋升人才能力。
InfoQ：您提到操作系统的学习门槛绝对偏高，您能和操作系统初学者或有志在这个畛域倒退的年轻人提供几条过来人的学习教训或倡议吗？
马涛：我可能会略微打击下大家。我认为做操作系统须要具备以下几点，第一，要对操作系统感兴趣。如果你是因为操作系统处在风口，想赚钱才退出这行，那么会十分难。因为操作系统学习曲线很平缓，在后期你很难取得满足感。没有浓重的趣味，你很难坚持下去。我在 2006 年刚开始接触操作系统的时候，常常到了废寝忘食的境地，春节也不出门，天天在家推敲，我认为这是一件很开心的事件。如果你当初推敲操作系统也感到开心，那么你就满足了趣味这一条要求。
第二，保持。还是举我本人的例子。2010 年，我在和一些国内出名开源操作系统研发人员交换、提交补丁的时候，是须要长期进行各种交换，不停地批改、润色代码，十分耗时，但它也极大地晋升了我的操作系统研发能力。
第三，积极参与开源。如果你想写一个本人的操作系统还是非常容易的，但当初整个利用生态曾经十分欠缺了，你须要睁开双眼看世界，踊跃拥抱开源。在开源社区，你能够向很多高手学习，集体能力的晋升速度也会十分快。通过 1+1>2 的模式，疾速成长。
InfoQ：您认为对于操作系统畛域的从业者来说，2022 年可能面临的最大挑战是什么？
马涛：我感觉最大的挑战来自两方面。第一，操作系统研发是一个须要长期投入的事件，它更像是短跑，考验的是耐力、继续倒退的能力。比方做操作系统开源社区，怎么壮大社区、实现盈利，怎么失去开发者的认可，这些都是十分重要的事件，并且也须要工夫来考量。可能在最后的一两年，大家凭着信念、毅力做了下来，但如果整个社区生态没有很好的倒退，社区的参与者没有从中失去本人正当的回报，那么这个社区是没有方法良性循环的。这也是所有开源社区肯定会遇到的一个问题。
第二，整体而言，操作系统还是处于疾速演进的过程中。比方面对 CentOS 8 停服事件，咱们如何让这些用户不受到损失，迁徙到国产操作系统平台上，其中会波及大量琐碎的工作。对操作系统从业者来说，这是一个十分艰苦的过程，但只有咱们保持下来，将来必定是光明的。
InfoQ：站在 2022 年伊始，您能为操作系统从业者们送上一句祝愿吗？
马涛：操作系统是信息产业的基石，它的重要性是毋庸置疑的，对于曾经在从事这个行业的同仁来说，我心愿咱们可能团结一致、共创将来，这是十分重要的。对于那些心愿将来能够进入操作系统行业的同仁来说，我也想说一句，来吧！咱们须要更多的陈腐的力量，将来肯定是属于咱们的！
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对于龙蜥社区
龙蜥社区（OpenAnolis）是由企事业单位、高等院校、科研单位、非营利性组织、集体等在被迫、平等、开源、合作的根底上组成的非盈利性开源社区。龙蜥社区成立于 2020 年 9 月，旨在构建一个开源、中立、凋谢的 Linux 上游发行版社区及翻新平台。
龙蜥社区成立的短期指标是开发龙蜥操作系统 (Anolis OS) 作为 CentOS 停服后的应答计划，构建一个兼容国内 Linux 支流厂商的社区发行版。中长期指标是摸索打造一个面向未来的操作系统，建设对立的开源操作系统生态，孵化翻新开源我的项目，凋敝开源生态。
目前，龙蜥 OS 8.4 已公布，反对 X86_64、Arm64、LoongArch 架构，欠缺适配飞腾、海光、兆芯、鲲鹏、龙芯等芯片，并提供全栈国密反对。
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