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从0到1,写一个自己的操作系统!| 极客时间

日期: 来源:InfoQ收集编辑:

都说操作系统(简称 OS ),是程序员的三大浪漫之一,我们经常会用“灵魂、大脑、内核、基石”等词来形容它,足以见得它对计算机而言有多么重要。最近,我用 3 天的时间,自己写了个操作系统。

在手写 OS 的过程中,之前遇到的很多和操作系统密切相关的疑难杂症,都找到了答案。比如:
    • 内存为什么会泄漏、服务进程为什么会 dang 掉、文件为什么打不开?

    • MySQL 的 IO 性能还能不能再提升?

    • 网络服务为什么会掉线?模式靠什么技术支撑?

    • Node.js 的 I/O 模型长什么模样?

除此之外,在做高性能服务端编程的时候,经常会用到内存、进程、线程、IO 相关的知识。

“学好操作系统,能直接解决你在工作中遇到的这些问题”。就这一个原因,它就已经是每个程序员必须好好修炼的“基本功”了。

事实也确实如此,作为每个程序员必须好好修炼的“基本功”,它能直接解决我们在工作中的很多疑难杂症,比如做高性能服务端编程时,经常会用到内存、进程、线程、IO 等相关知识。

而且,我一直认为,花大量时间研究 OS 这些底层知识,是很有必要的,虽然短期看不到效果,但却是从 0 到 1 必然的过程

学懂了这些基本功,再去琢磨那些被“追捧”的流行技术啊、demo 啊,都能轻松地理解背后高级的设计,理解系统中的性能瓶颈。

我也很喜欢研究操作系统,作为程序员的三大浪漫之一,它虽然枯燥无聊,却又存在无限可能。对技术人来说,即便为此消耗了大把时光,费尽心力,也是值得。

正如我的偶像“计算机鬼才”彭东所说:"生活可以一地鸡毛,但操作系统却是心中的光"。

彭东在操作系统上的成就,让我颇为佩服,他被称为“计算机鬼才”,是有原因的。非科班出身,却凭借惊人的意志与热爱,自学微机原理,编程语言,数据结构与算法,翻遍了操作系统和硬件书籍,独立开发了 x86 平台下的 LMOS 和 arm 平台下的 LMOSEM 两个操作系统。

LMOS 现在已经发布 8 个测试版本,是多进程、多线程、多 CPU、支持虚拟内存的全 64 位操作系统内核,代码量足足有 10 万多行。如此浩大的项目,没点“程序员的浪漫”精神,想必很难坚持下来

他的书《深度探索嵌入式操作系统:从零开始设计、架构和开发》也曾给了我很多启发。

数十年深入研究操作系统,他对 Linux、BSD、SunOS 等开源操作系统,以及 Windows 的 NT 内核都非常熟悉,在编译器,数据库等基础架构方面也颇有研究。

可以说,在操作系统领域,他是当之无愧的 KOL,非常有发言权。这条路上,会有哪些难点和阻碍,会踩哪些坑,他都了如指掌。

所以,去年听说彭东在极客时间写了一个《操作系统实战 45 讲》专栏,非常意外,当时我第一时间就订阅了。

最近又开始二刷了,再学一遍还是有很多收获。最让我惊喜的是,彭东把“学操作系统不要死看”的主张贯穿到专栏里,通过配套实验带你完成一个 OS,当你真的动手写了一个 OS 的时候,对操作系统的理解会是质的飞跃。

下图是彭东梳理的「简化版操作系统知识体系」,图中的每一小块,都会随着课程的进行,逐一展开,建议先马后看。

操作系统简化知识体系图

他会带你从 0 到 1,一步步实现一个基于 x86 平台的 64 位多进程的操作系统—— Cosmos,你将拥有一个属于自己的操作系统内核,对 Linux 内核的理解也会更加透彻。

跟着学下来,操作系统架构设计能力会大幅提升,还可以学到系统级别的软件编程技巧,这对我们拓展技术深度和广度是大有裨益的。

最重要的是,求职面试也会成为加分项,自己动手写过操作系统,真有“飘”的资本,简历自然脱颖而出。

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