单片内核和微内核有啥区别？
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【中文标题】单片内核和微内核有啥区别？【英文标题】：What is difference between monolithic and micro kernel?单片内核和微内核有什么区别？ 【发布时间】：2011-05-31 02:04:03 【问题描述】：谁能举例说明单片内核和微内核之间的区别？内核还有其他分类吗？
【问题讨论】：
serverfault.com/questions/170517/monolithic-vs-micro-kernel 我也会推荐***页面 另一个有用的问题 - ***.com/questions/1806585/… 【参考方案1】：微内核：
尽可能多地从内核移动到“用户”空间。
使用消息传递在用户模块之间进行通信。
好处：
1-更容易扩展微内核
2-更容易将操作系统移植到新架构
3-更可靠（内核模式下运行的代码更少）
4-更安全
缺点：
1-用户空间到内核空间通信的性能开销
【讨论】：
【参考方案2】：单片内核设计比 1980 年代末出现的微内核思想要古老得多。
Unix 和 Linux 内核是单片的，而 QNX、L4 和 Hurd 是微内核。 Mach 最初是一个微内核（不是 Mac OS X），但后来转换为混合内核。 Minix（第 3 版之前）不是纯微内核，因为设备驱动程序是作为内核的一部分编译的。
单片内核通常比微内核快。第一个微内核 Mach 比大多数单体内核慢 50%，而后来的 L4 等内核只比单体设计慢 2% 或 4%。
单片内核体积大，而微内核体积小 - 它们通常适合处理器的 L1 高速缓存（第一代微内核）。
在单片内核中，设备驱动程序驻留在内核空间中，而在微内核中，设备驱动程序位于用户空间中。
由于单体内核的设备驱动程序驻留在内核空间中，单体内核不如微内核安全，并且驱动程序中的故障（异常）可能导致崩溃（在 Windows 中显示为 BSOD）。微内核比单片内核更安全，因此更常用于军事设备。
单片内核使用信号和套接字来实现进程间通信 (IPC)，微内核使用消息队列。第一代微内核没有很好地实现 IPC，并且在上下文切换时速度很慢 - 这就是导致它们性能不佳的原因。
向单体系统添加新功能意味着重新编译整个内核或相应的内核模块（对于模块化单体内核），而使用微内核，您无需重新编译即可添加新功能或补丁。
李>【讨论】：
提到MINIX你指的是哪个版本？ 第 3 版将设备驱动程序和文件系统与内核分开。 @Nik-Lz：不是程序，而是功能。程序通常在用户空间上运行。如果您想在内核空间中执行代码，您有两个选择：将其构建到内核中，或者使用内核模块加载它。 ref【参考方案3】：单片内核具有所有内核服务以及内核核心部分，因此很重并且对速度和性能有负面影响。另一方面，微内核是轻量级的，从而提高了性能和速度。 我在 wordpress 网站上回答了同样的问题。 表格形式的monolithic、microkernel和exokernel的区别，可以访问here
【讨论】：
【参考方案4】：在内核设计的范围内，两个极端 点是整体内核和微内核。
（经典）Linux 例如，内核是一个单片内核（每个商业操作系统也是如此 迄今为止也是如此——尽管他们可能另有主张）；
因为它的代码是 单个 C 文件产生实现上述所有内容的单个进程 服务。 为了举例说明 Linux 内核的封装，我们注意到 Linux 内核甚至无法访问任何标准 C 库。 事实上，Linux 内核不能使用基本的 C 库函数，例如 打印。相反，它实现了自己的打印功能（称为打印）。 Linux内核的这种隔离和自包含提供Linux内核 其主要优点是：内核驻留在单个地址空间中1 启用 所有功能都可以以最快的方式进行通信，而无需求助于 任何类型的消息传递。 特别是，单片内核实现了所有设备驱动程序 然而，这是单片内核的主要缺点： 引入任何新的不受支持的硬件都需要重写 内核（在相关部分），重新编译它，并重新安装整个 操作系统。更重要的是，如果任何设备驱动程序崩溃，整个内核都会受到影响 因此。 这种硬件添加和硬件崩溃的非模块化方法 是支持另一种极端设计方法的主要论据 对于内核。微内核在某种意义上是一个极简内核，它包含 只有最基本的操作系统服务（如进程管理和文件系统） 管理）。在微内核中，设备驱动程序位于内核之外 允许在操作系统运行时添加和删除设备驱动程序 并且不需要更改内核。
【讨论】：
【参考方案5】：单片内核是一个完全在单个地址空间中运行的大型进程。它是一个单一的静态二进制文件。所有内核服务都存在并在内核地址空间中执行。内核可以直接调用函数。基于单内核的操作系统示例：Unix、Linux。
在微内核中，内核被分解为单独的进程，称为服务器。一些服务器在内核空间中运行，一些在用户空间中运行。所有服务器都保持独立并在不同的地址空间中运行。服务器通过 IPC（进程间通信）发送消息来相互调用“服务”。这种分离的好处是，如果一台服务器出现故障，其他服务器仍然可以高效工作。基于微内核的操作系统示例：Mac OS X 和 Windows NT。
【讨论】：
Mac OS X 和 Windows 都是混合内核，更接近于单片内核。微内核的例子是：Mach QNX AmigaOS Minix GNU Hurd 是运行在微内核上的操作系统的一个很好的例子。它仍在积极开发中，一些流行的 Linux 发行版具有 Hurd 端口（Debian/Hurd、Arch Hurd 等）。 你能解释一下“静态二进制文件”是什么意思吗？【参考方案6】：1.Monolithic Kernel（纯Monolithic）：all
来自单个组件的所有内核服务
(-) 不能添加/删除，较少/零灵活
(+) 组件间通信更好
例如:- 传统的 Unix
2.微内核：few
来自核心内核的少数服务（内存管理、CPU 管理、IPC 等），来自不同层/组件的其他服务（文件管理、I/O 管理等）
拆分方法[有些服务处于特权（内核）模式，有些处于普通（用户）模式]
(+)灵活的变化/升级
(-)通信开销
例如：- QNX 等等。
3.Modular kernel(Modular Monolithic) :most
微内核和单体内核的结合
模块集合 -- 模块可以是 --> 静态 + 动态
驱动以模块的形式出现
例如:- Linux 现代操作系统
【讨论】：
【参考方案7】：单片内核
内核的所有部分，如调度程序、文件系统、内存管理、网络堆栈、设备驱动程序等，都在Monolithic Kernel中的内核内的一个单元中维护
优势
•更快的处理
缺点
•崩溃不安全 •移植不灵活 •内核大小爆炸
示例 •MS-DOS、Unix、Linux
微内核
只有非常重要的部分，如 IPC（进程间通信）、基本调度程序、基本内存处理、基本 I/O 原语等，被放入内核。通信通过消息传递发生。其他的在用户空间中作为服务器进程维护
优势
•防撞、便携、体积更小
缺点
•由于额外的消息传递导致处理速度变慢
示例 •Windows NT
【讨论】：
以上是关于单片内核和微内核有啥区别？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章