Linux内核的五大子系统

最新推荐文章于 2025-05-15 11:01:10 发布

皮肤小白生

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分类专栏： Linux 文章标签： linux dubbo 运维

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本文介绍了Linux内核的基本概念，包括内核的作用、分类，以及内核主要子系统的功能，如内存管理、进程管理、进程间通信、虚拟文件系统和网络接口。这些子系统在操作系统中发挥着关键作用，确保系统的稳定性和性能。

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前言

小编最近在学习 Linux 环境下 IO 编程这块的内容，在开始实操之前，小编打算写一篇关于Linux内核组成的推文，用来简单描述一下Linux内核的组成及其相关作用，这样有助于对 IO 编程的整体理解。

内容目录

开启硬货分享

什么是内核

对于Linux内核组成的描述之前，需要先说明一下什么是内核？

内核是操作系统最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。

内核，是一个操作系统的核心。是基于硬件的第一层软件扩充，提供操作系统的最基本的功能，是操作系统工作的基础，它负责管理系统的进程、内存、内核体系结构，设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。

内核的分类可分为单内核和双内核以及微内核。严格地说，内核并不是计算机系统中必要的组成部分。

（注：该段内容参考或来源于百度百科）

内核的组成

对于内核的组成，小编百度看博客的时候，有些说四种，有些说五种。差别就在于有没有进程间通信，为了知识不遗漏，小编在这里按五种来处理。如果读者有不同看法，可以后台留言与小编讨论。

各子系统作用

1、内存管理

外文名：Memory Manager

内存管理是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。一个执行中的程式，譬如网页浏览器在个人电脑或是图灵机（Turing machine）里面，为一个行程将资料转换于真实世界及电脑内存之间，然后将资料存于电脑内存内部（在计算机科学，一个程式是一群指令的集合，一个行程是电脑在执行中的程式）。一个程式结构由以下两部分而成：“本文区段”，也就是指令存放，提供CPU使用及执行；“资料区段”，储存程式内部本身设定的资料，例如常数字串。

（注：该段内容参考或来源于百度百科）

概括：

1、虚拟内存地址与物理内存地址之间的映射

2、管理整个系统的物理内存

3、快速响应内核各个子系统对内存分配的请求

2、进程管理

外文名：Process Scheduler

进程是正在运行的程序实体，并且包括这个运行的程序中占据的所有系统资源，比如说CPU（寄存器），IO,内存，网络资源等。很多人在回答进程的概念的时候，往往只会说它是一个运行的实体，而会忽略掉进程所占据的资源。比如说，同样一个程序，同一时刻被两次运行了，那么他们就是两个独立的进程。linux下查看系统进程的命令是ps。

（注：该段内容参考或来源于百度百科）

概括：

1、管理多个进程对于CPU的访问

2、为多个进程划分时间片

3、同一时间内只有一个进程在运行

4、实现 “ 微观串行，宏观并行 ”（高度概括）

3、进程间通信

外文名：Interprocess communication

简称：IPC

进程间通信就是在不同进程之间传播或交换信息，那么不同进程之间存在着什么双方都可以访问的介质呢？进程的用户空间是互相独立的，一般而言是不能互相访问的，唯一的例外是共享内存区。另外，系统空间是“公共场所”，各进程均可以访问，所以内核也可以提供这样的条件。此外，还有双方都可以访问的外设。在这个意义上，两个进程当然也可以通过磁盘上的普通文件交换信息，或者通过“注册表”或其它数据库中的某些表项和记录交换信息。广义上这也是进程间通信的手段，但是一般都不把这算作“进程间通信”。

（注：该段内容参考或来源于百度百科）

概括：

1、支持进程间的多种通信机制。

常见有七种：

①管道---->pipe

②命名管道---->FIFO

③消息队列---->MessageQueue

④共享存储(内存)---->SharedMemory

⑤信号量---->Semaphore

⑥套接字---->Socket

⑦信号---->sinal

2、实现多个进程、多资源的互斥访问、进程间的同步和消息传递

4、虚拟文件系统

外文名：Virtual File Systems

简称：VFS

虚拟文件系统(VFS)是由Sun microsystems公司在定义网络文件系统(NFS)时创造的。它是一种用于网络环境的分布式文件系统，是允许和操作系统使用不同的文件系统实现的接口。虚拟文件系统（VFS）是物理文件系统与服务之间的一个接口层，它对Linux的每个文件系统的所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在Linux核心以及系统中运行的其他进程看来，都是相同的。严格说来，VFS并不是一种实际的文件系统。它只存在于内存中，不存在于任何外存空间。VFS在系统启动时建立，在系统关闭时消亡。

（注：该段内容参考或来源于百度百科）

概括：

1、该系统是实现 “一切都是文件” 特性的关键

2、常见文件系统类型：例如FAT、FAT32、NTFS、EXT2、EXT3

3、该系统的功能是管理各种各样的文件系统

5、网络接口

简称：NET

网络接口提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。在Linux中网络接口可分为网络协议和网络驱动程序，网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议，网络设备驱动程序负责与硬件设备通信，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。

概括：

需了解几个概念

1、网络协议

2、套接字