告別 Windows、Android，國產(chǎn)操作系統(tǒng)合力破局

天下大勢(shì)，合久必分，分久必合。

操作系統(tǒng)作為云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的 IT 底座，歷來是兵家必爭(zhēng)之地。近期更是風(fēng)起云涌，先是蘋果推出全新自研 M1 芯片，不但在桌面市場(chǎng)甩出王炸，也旨在為蘋果未來的云 Linux 做好了準(zhǔn)備；與此同時(shí)，云計(jì)算市場(chǎng)占有率最高的 CentOS 項(xiàng)目走向終結(jié)，而被 IBM 收購的紅帽也建議建議用戶使用收費(fèi)版本的 REHL 作為 CentOS 替代；在云原生領(lǐng)域，Docker 與 K8S 的分手事件也必將影響深遠(yuǎn)，容器和容器編排平臺(tái)都是云原生的基礎(chǔ)，這次“離婚”是否會(huì)讓 Docker 和 K8S 這兩個(gè)最成功的開源項(xiàng)目直接開成「硬分叉」值得觀察。

不過在筆者看來，以上事件都沒有 Google 發(fā)布 Fuchsia 源碼來得震撼。畢竟 10 年前，Google 主導(dǎo)的 Android 操作系統(tǒng)在前有 Symbian，后有 Blackberry、Windows Mobile 的情況下橫空出世，創(chuàng)造了以一挑十、獨(dú)戰(zhàn)群狼并最終獲勝的神話，Android 的成功也使 Google 統(tǒng)一了移動(dòng)端操作系統(tǒng)的江湖。如今 10 年后，Google Fuchsia 操作系統(tǒng)正式開源，其定位為橫跨手機(jī)、電視以及物聯(lián)網(wǎng)終端的操作系統(tǒng)，與國內(nèi)鴻蒙 OS 的發(fā)展方向與市場(chǎng)定位相類似，而此次 Fuchsia 能否再續(xù) Android 在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的輝煌，我們的國產(chǎn)操作系統(tǒng)又能否與 Google 一較短長(zhǎng)，這個(gè)問題或需要交給時(shí)間來驗(yàn)證。

整體而言，回顧過去一年，國產(chǎn)操作系統(tǒng)還是取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，在本文中，我們不妨進(jìn)行一波盤點(diǎn)，探國產(chǎn)操作系統(tǒng)究竟發(fā)展幾何。

國產(chǎn)操作系統(tǒng)百家爭(zhēng)鳴

麒麟遨天——銀河麒麟操作系統(tǒng) V10

8 月 13 日，銀河麒麟操作系統(tǒng) V10 正式發(fā)布，作為一款面向桌面應(yīng)用的圖形化桌面操作系統(tǒng)，其本次更新最大亮點(diǎn)就是對(duì)于國內(nèi)自主研發(fā)的龍芯、飛騰、鯤鵬等芯片做了專門的優(yōu)化。

麒麟 V10 的發(fā)布得到了我國基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域泰斗倪光南院士的高度評(píng)價(jià)，在發(fā)布會(huì)上，倪院士表示麒麟操作系統(tǒng)的安全性已經(jīng)成為國內(nèi)操作系統(tǒng)中的佼佼者，安全等級(jí)代表著國內(nèi)最高等級(jí)水平，不僅如此，倪院士還對(duì)麒麟系統(tǒng)十分有信心，并表示相信國產(chǎn)自研操作系統(tǒng)將會(huì)在三五年內(nèi)打破國外壟斷。

指令集 LoongArch

同樣是在 8 月 13 日，龍芯中科董事長(zhǎng)胡偉武在全國計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)（ACA2020）上作了一篇名為《指令系統(tǒng)的自主與兼容》的特邀報(bào)告，在報(bào)告中，他宣布了龍芯自主研發(fā)的全新指令集 LoongArch。

LoongArch 可以深度兼容 Windows、Linux、Android 程序，可謂一舉多得。而如果把操作系統(tǒng)比成計(jì)算機(jī)體系中的董事長(zhǎng)，而芯片就相當(dāng)于 CEO，指令集則相當(dāng)于董事長(zhǎng)與 CEO 溝通的橋梁，操作系統(tǒng)這位董事長(zhǎng)需要把用戶的指令翻譯成芯片 CEO 能聽懂的語言去執(zhí)行，也正是如此芯片和操作系統(tǒng)一般都會(huì)搭檔聯(lián)盟，共同構(gòu)建生態(tài)。

目前，我國鴻蒙 OS 加海思，RT-Thread 加 RISC-V，麒麟加龍芯等聯(lián)盟其實(shí)都是劍指未來的 IT 生態(tài)。LoongArch 的發(fā)布彌補(bǔ)了我國在指令集方面的不足，堪稱是我國 IT 基礎(chǔ)領(lǐng)域自研的重大事件。

萬眾期待的 HarmonyOS 2.0 如約而至

9 月 10 日，在松山湖華為開發(fā)者大會(huì)（HDC)上，華為消費(fèi)者業(yè)務(wù) CEO 余承東宣布，華為鴻蒙系統(tǒng)升級(jí)至 2.0 版本，即 HarmonyOS 2.0。

華為鴻蒙 2.0 以跨設(shè)備分布式協(xié)同、自適應(yīng) UX、彈性部署等方面的特性見長(zhǎng)。不久前，HarmonyOS 手機(jī)應(yīng)用開發(fā)者 Beta 版也正式到來，對(duì)此，華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)軟件部總裁王成錄曾表示道：“做一個(gè)操作系統(tǒng)在技術(shù)上不難，但困難的是生態(tài)。如果生態(tài)無法給予產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)會(huì)，那么這款操作系統(tǒng)的生命力就將產(chǎn)生問題。”

HarmonyOS 被定位為一款為萬物互聯(lián)而生的操作系統(tǒng)，其能夠避免硬件設(shè)備的系統(tǒng)碎片化問題，讓開發(fā)者可以專注于開發(fā)邏輯，從單設(shè)備限制中脫離出來，而不是陷入層出不窮的底層設(shè)備適配問題。同時(shí)，華為官方也表示，HarmonyOS 將成為開啟萬物互聯(lián)時(shí)代的一把鑰匙，其能夠?yàn)殚_發(fā)者提供更好的應(yīng)用開發(fā)體驗(yàn)，提供更多的 IoT 硬件入口。

RT-Thread Smart

9 月1 日，我國開源領(lǐng)域的代表人物熊譜翔創(chuàng)立的睿賽德科技在北京舉辦發(fā)布會(huì)，發(fā)布會(huì)上全新的微內(nèi)核操作系統(tǒng) RT-Thread Smart 登場(chǎng)亮相。

中國工程院院士鄭緯民先生開場(chǎng)致詞時(shí)表示，有幸見證 RT-Thread 發(fā)布微內(nèi)核操作系統(tǒng)技術(shù)，源于輕量級(jí)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的微內(nèi)核，著較大的開創(chuàng)性，對(duì)我國嵌入式基礎(chǔ)軟件的發(fā)展意義重大；其相比于 Linux，在工業(yè)、國防、電力等行業(yè)都有著較為明顯的差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景。

之前 Vxworks、QNX 為代表的國外操作系統(tǒng)，幾乎壟斷所有帶 MMU（MemoryManagement Unit，內(nèi)存管理單元）芯片的高端終端，國產(chǎn)操作系統(tǒng)幾乎沒有能在此類高級(jí)芯片上運(yùn)行的。而 RT-Thread Smart 填補(bǔ)了這項(xiàng)空白。這不但能促進(jìn)業(yè)界充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)終端的計(jì)算潛力，讓終端真正智能起來，對(duì)于中國建設(shè)自主物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，也有著重要意義。

目前，RT-Thread Smart 代碼已開源：https://github.com/RT-Thread/rt-thread/tree/rt-smart

合璧操作系統(tǒng)設(shè)備側(cè)預(yù)覽發(fā)布

合璧操作系統(tǒng)（HybridOS）是由我國開源先驅(qū)人物魏永明老師主持開發(fā)的面向智能物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的全新開源操作系統(tǒng)。與 HarmonyOS 相比，合璧操作系統(tǒng)更加具有突破性的理念，在合璧中首先提出全新的 HVML 語言，并將 HVML 作為合璧操作系統(tǒng) App 的首選編程語言。

在 HVML 以及可選的 JavaScript 語言基礎(chǔ)上提供統(tǒng)一的 App 開發(fā)框架，使合璧操作及相關(guān)技術(shù)可用于開發(fā)跨操作系統(tǒng)應(yīng)用，打造完整的“Universal App”體系。

9 月 30 日，合璧操作系統(tǒng)設(shè)備側(cè)的應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境（hiShell）發(fā)布了第一個(gè)版本，同時(shí)更新了合璧操作系統(tǒng)圖形棧以及 hiWebKit 組件。

面向未來的新型物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)——商業(yè)智能操作系統(tǒng) iSysCore BI-OS

與我們所理解的常用物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)有所不同，由資深操作系統(tǒng)技術(shù)人潘愛民帶來的指令集商業(yè)智能操作系統(tǒng)是一款面向各種商業(yè)場(chǎng)景的底層系統(tǒng)軟件，它安裝在 PC 服務(wù)器上或者部署到云上，將場(chǎng)景中的各種設(shè)備連接到一個(gè)平臺(tái)上，類似于 Windows 把鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等連接起來。

對(duì)此，潘愛民表示，對(duì)于這款商業(yè)智能操作系統(tǒng)的整體規(guī)劃是，指令集 BI-OS 未來會(huì)開源核心系統(tǒng)部分，給業(yè)界一個(gè)參考，同時(shí)也讓合作伙伴相信指令集開放的態(tài)度，以及提高他們解決問題的效率。

操作系統(tǒng)新成員——小米 Vela 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)

在 11 月 19 日的小米開發(fā)者大會(huì)上，小米 AIoT 戰(zhàn)略委員會(huì)主席、IoT 平臺(tái)部總經(jīng)理范典，正式對(duì)外公開小米物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng) Vela。

小米 Vela 軟件平臺(tái)是基于開源嵌入式操作系統(tǒng) NuttX 打造的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)。NuttX 是由美國著名的開發(fā)者 Gregoy Nutt 在 2007 年發(fā)布的一個(gè)實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，小米是從 2017 年開始開發(fā)基于 NuttX 內(nèi)核物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品，在小米的積極推動(dòng)下 NuttX 在 2018 年加入了 Apache 基金。

因其在設(shè)計(jì)之初就考慮到與 Linux 的兼容性，并提供對(duì)于 POSIX 接口的原生支持，因此 NuttX 用作者名+X 以表示其屬于類 Unix 操作系統(tǒng)，目前索尼、三星等大廠也紛紛加入了 NuttX 陣營。

小米之所以選擇 NuttX 作為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的內(nèi)核，也是因?yàn)?NuttX 平臺(tái)是專門用于智能家居、可穿戴設(shè)備等算力受限設(shè)備上的物聯(lián)網(wǎng)嵌入式開發(fā)平臺(tái)，支持高性價(jià)比 MCU 設(shè)備，打通碎片化的 IoT 應(yīng)用。相信以小米在供應(yīng)鏈方面多年來的經(jīng)驗(yàn)，可以發(fā)揮出 Vela 的全部潛力。

國產(chǎn)系統(tǒng)與 Fuchsia 競(jìng)爭(zhēng)的策略之擁抱 Linux

在盤點(diǎn)過國產(chǎn)操作系統(tǒng)的進(jìn)展之后，讓我們?cè)賮砜纯磭a(chǎn)操作系統(tǒng)未來最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——Google Fuchsia 的情況。種種信息披露顯示，Google 對(duì)于 Fuchsia 的定位就是要做一款覆蓋全鏈路分場(chǎng)景的操作系統(tǒng)。按照 Google 的計(jì)劃 Fuchsia 將在 5 年內(nèi)全面替代 Android。

相對(duì)而言，目前我國廠商的策略基本上是全面擁抱 Linux，比如鴻蒙的 KAL 內(nèi)核層中除了華為自研的 Lite OS 之外，最主要支持的內(nèi)核就是 Linux Kernel

對(duì)于鴻蒙全面擁抱 Linux 的做法，不少網(wǎng)友都在吐槽說鴻蒙是否真如像宣傳中那樣的自主可控，而這里筆者必須指出，Linux 的精神內(nèi)核就是開放與共享，而我國廠商在開源方面進(jìn)步神速，尤其值得一提的是，從目前 Linux 的穩(wěn)定版本 5.8 的情況來看來自華為的貢獻(xiàn)至少排在所有貢獻(xiàn)者的第二名。

與我國全面擁抱 Linux 的策略開成鮮明對(duì)比的是，Google Fuchsia 操作系統(tǒng)計(jì)劃重起爐灶另開張，Google 官方宣稱 Fuchsia 的命名含義是“Pink（粉紅）+Purple（紫色）=Fuchsia 即燈籠海棠，一個(gè)新的操作系統(tǒng)。

正如我們前文所說 Fuchsia 的目標(biāo)是替掉自己家的 Android，因此 Fuchsia 對(duì)于 Android 所使用的 Linux 內(nèi)核并不感冒，而是選擇了一款名為 Zircon 的微內(nèi)核做為核心。筆者對(duì)于 Zircon 微內(nèi)核了解并不多，不過既然是 Zircon 微內(nèi)核那么這也決定了，它與 Linux 的宏內(nèi)核不會(huì)有太多關(guān)系。

實(shí)際上，宏內(nèi)核將內(nèi)核的功能都組合在一個(gè)內(nèi)核態(tài)進(jìn)程中完成，而微內(nèi)核將許多在宏內(nèi)核中的模塊移出內(nèi)核，使之運(yùn)行于用戶模式。

宏內(nèi)核的好處是各功能模塊處于同一個(gè)地址空間，相互調(diào)用效率很高。弊端是體積太大，不利于在移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行部署。

微內(nèi)核的好處是功能模塊各自獨(dú)立，體積較少，方便進(jìn)行移植也方便對(duì)其它體系的兼容。弊端是功能模塊之間變進(jìn)程間通信，CPU 上下文切換代價(jià)很大，執(zhí)行效率較低。

因此 Fuchsia 作為一款劃時(shí)代的新操作系統(tǒng)，選擇 Zircon 微內(nèi)核方案倒也并不奇怪。

不過筆者也要指出，Linux 的生態(tài)已經(jīng)深入人心，目前微軟這樣的傳統(tǒng)軟件公司都通過 WSL 黑科技，讓每臺(tái)裝有 Windows 的電腦，都可以無縫運(yùn)行 Linux 了?？紤]到手機(jī)市場(chǎng)上 Android 的占用率高達(dá) 90%，而云計(jì)算市場(chǎng)中 Linux 的占用更是接近 100%，從手機(jī)到云服務(wù)器目前 Linux 的生態(tài)帝國已經(jīng)無處不在了。

不過，Google 的野心勃勃也許恰恰是我們突破的機(jī)會(huì)，只要我們加緊向社區(qū)貢獻(xiàn)代碼，獲取林納斯等開源領(lǐng)袖人物的大力支持，相信我們能在 Linux 的旗幟下找到新的方向。 

國產(chǎn)操作系統(tǒng)與 Fuchsia 競(jìng)爭(zhēng)的策略之 ARM：

抱團(tuán)與開源，一個(gè)也不能少

近幾年，ARM 架構(gòu)的芯片之所以能大放異彩，其實(shí)也全靠 x86 這個(gè)同行的襯托。在 x86 架構(gòu)芯片的指令集芯片方面，英特爾掌握近 7 成的專利，AMD 掌握 3 成多的專利，兩家廠商交叉授權(quán)，但是幾乎沒有什么對(duì)外授權(quán)。因此英特爾雖然研發(fā)投入不低，但是絕大部分成果都用于儲(chǔ)備，只是緩慢的推進(jìn)自身產(chǎn)品的技術(shù)棧演進(jìn)，這樣的策略不但能保證自身的利潤(rùn)，還能使 x86 體系中的小弟 AMD 不至于掉隊(duì)太遠(yuǎn)。

不過這樣的模式有個(gè)致命的弱點(diǎn)，在技術(shù)爆發(fā)式發(fā)展的當(dāng)下，幾年前的技術(shù)儲(chǔ)備，放到今天可能就一文不值了。雖然英特爾充分發(fā)揮了 14nm 工藝的極限能力，不過制造邊際效益遞減的趨勢(shì)在 5nm 以下才會(huì)顯現(xiàn)，即便英特爾固守的 14nm 工藝 CPU 沒有性能方面依舊保持領(lǐng)先，但是在功耗上是完全無法與 7nm 芯片相抗衡的。而無論是云數(shù)據(jù)中心還是手機(jī)等移動(dòng)終端對(duì)于能耗指標(biāo)又極為看重，而在性能功耗比方面，ARM 架構(gòu)芯片有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

目前華為鯤鵬、蘋果 M1 的問世，ARM 芯片無論在云計(jì)算、手機(jī)平板終端還是在 IoT 領(lǐng)域都對(duì) X86 形成了一定優(yōu)勢(shì)，同時(shí) ARM+Linux 的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合已經(jīng)在 Android 系統(tǒng)上得到了十年的驗(yàn)證。

因此擁抱 ARM 其實(shí)就能夠使我們站在巨人的肩膀上，取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

今年以來，無論是飛漫的 HybridOS（合璧OS）、RT-Thread Smart 等均與鴻蒙有著巨大的合作可能與合作空間。其中，尤其是 RT-Thread Smart 作為一款支持 MMU(Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元)的操作系統(tǒng)，如果也能加入鴻蒙的內(nèi)核支持列表中，合璧 OS 以及 HVML 語言也能夠助力鴻蒙打造一個(gè)一棧式 App 研發(fā)平臺(tái)，相信將使國內(nèi)廠商形成合力，組團(tuán)出征。

不過當(dāng)前必須指出，目前我們最大的對(duì)手或是 Google 的 Fuchsia。如果此時(shí)國內(nèi)操作系統(tǒng)廠商不能抱團(tuán)齊心協(xié)力推進(jìn)，那么國產(chǎn)操作系統(tǒng)很可能重蹈之前被 Android 團(tuán)滅的覆轍，前世不忘，后世之師。當(dāng)然這方面還需要國家層面進(jìn)行整合，這里筆者還是要呼吁操作系統(tǒng)領(lǐng)域的各位同仁盡快展開合作，切莫空耗內(nèi)卷。

最后開源目前已經(jīng)成為了基礎(chǔ)領(lǐng)域生態(tài)的必經(jīng)之路，目前在操作系統(tǒng)方面除了 Windows、macOS 外的主流操作系統(tǒng)幾乎全部開源了，甚至微軟收購 GitHub 之后將 MS-DOS 也上架開源。因此鴻蒙還是要繼續(xù)執(zhí)行開源策略。

此外，我們也要從 Fuchsia 中汲取一定的經(jīng)驗(yàn)，作為一款開源的操作系統(tǒng)，我們沒有必要對(duì)其采取全面負(fù)面態(tài)度。事實(shí)上，早在兩年前，有消息顯示，華為海思麒麟 970 處理器和 Fuchsia 操作系統(tǒng)展開合作，畢竟各自取長(zhǎng)補(bǔ)短才是大勢(shì)所趨。

對(duì)于操作系統(tǒng)領(lǐng)域我們要做到了然于胸，同時(shí)也必須清醒的認(rèn)識(shí)到與國外巨頭的競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)此，我們必須要躬身入局，組隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)并與外部保持交流，不能只看個(gè)熱鬧，放慢自身追趕的腳步，

云原生——操作系統(tǒng)的終極猜想

在十年前業(yè)界普遍流傳著一句話叫做「軟件吞噬世界」，后來發(fā)展至「互聯(lián)網(wǎng)世界的一切源自開源」，而直到最近人們才真正醒悟——原來云原生才是背后的大 BOSS。凡是不使用云的都將落后，都無法做到敏捷，跟不上時(shí)代。

未來 Polar 等云數(shù)據(jù)庫很可能是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的終結(jié)者，而在操作系統(tǒng)方面，云原生的基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境如 Docker、Podman 等容器，本質(zhì)上就是一個(gè)輕量級(jí) OS，因此抓住云原生領(lǐng)域彎道超車的機(jī)會(huì)也是我們重要的競(jìng)爭(zhēng)手段。

未來，我們也將拭目以待。