Linux 内核组成

Linux 采用宏内核（monolithic kernel）架构，内核主要由五个子系统组成：进程调度（SCHED）、内存管理（MM）、虚拟文件系统（VFS）、网络接口（NET）以及进程间通信（IPC）。

进程调度

进程调度（Process Scheduler）负责控制进程对 CPU 的访问，当需要选择下一个进程运行时，由进程调度子系统根据调度算法选择最值得运行的进程。进程调度是操作系统最基本的功能，处于系统的中心位置，所有其他子系统都依赖它。

Linux 进程在几个状态间进行切换，下图展示了进程状态之间的切换关系。

内存管理

内存管理（Memory Management）的主要作用是控制多个进程安全地共享主内存区域，即管理多个进程对内存的使用。

Linux 支持虚拟内存，当 CPU 提供内存管理单元（MMU）时，Linux 内存管理子系统完成对每个进程的虚拟内存到物理内存的转换。

虚拟文件系统

虚拟文件系统（Virtual File System）隐藏了各种硬件的具体细节，为所有设备提供了统一的接口。VFS 独立于各个具体的文件系统，是对各种文件系统的一个抽象，提供数十种不同的文件系统支持。包括：

• 逻辑文件系统：Linux 所支持的文件系统，如 ext3、FAT 等；
• 设备驱动程序：为每一种硬件控制器所编写的设备驱动模块。

网络接口

网络接口（Network Interface）提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为：

• 网络协议：实现每一种可能的网络传输协议；
• 网络驱动程序：与硬件设备的通信，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。

进程间通信

进程间通信（Interprocess Communication）提供了进程之间的各种通信机制，包括信号量、共享内存、消息队列、管道、UNIX 域套接字等。这些机制可协助多个进程、多资源的互斥访问、进程间的同步和消息传递。

在实际的 Linux 应用中，人们更多地趋向于使用 UNIX 域套接字，而不是 System V IPC 中的消息队列等机制，Android 内核则新增了 Binder 进程间通信方式。

小结