本文是“2022 InfoQ 年度技術(shù)盤點(diǎn)與展望”系列文章之一，由 InfoQ 編輯部制作呈現(xiàn)，重點(diǎn)聚焦操作系統(tǒng)領(lǐng)域在 2022 年的重要進(jìn)展、動(dòng)態(tài)，希望能幫助你準(zhǔn)確把握 2022 年操作系統(tǒng)領(lǐng)域的核心發(fā)展脈絡(luò)，在行業(yè)內(nèi)始終保持足夠的技術(shù)敏銳度。
“InfoQ 年度技術(shù)盤點(diǎn)與展望”是 InfoQ 全年最重要的內(nèi)容選題之一，將涵蓋操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、AI、大數(shù)據(jù)、云原生、架構(gòu)、大前端、編程語(yǔ)言、開源安全、數(shù)字化十大方向，后續(xù)將聚合延展成專題、迷你書、直播周、合集頁(yè)面，在 InfoQ 媒體矩陣陸續(xù)放出，歡迎大家持續(xù)關(guān)注。
特此感謝郭振宇、江大勇、劉愷、馬濤、任革林、張磊、張家駒（按姓名首字母排序）對(duì)本文的貢獻(xiàn)，他們的真知灼見，是本文能與大家見面的關(guān)鍵。
在整個(gè)軟件生態(tài)中，操作系統(tǒng)起到重要的承上啟下作用。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的持續(xù)迭代和演進(jìn)，操作系統(tǒng)整體發(fā)展穩(wěn)健。從技術(shù)角度來(lái)看，雖然近幾年并未涌現(xiàn)突破性成果，但不少受訪專家對(duì) InfoQ 表示，巨變正在醞釀中。當(dāng)前，全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型持續(xù)深入，以及摩爾定律的失效，都為軟硬件帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，而這也是操作系統(tǒng)變革的重要驅(qū)動(dòng)力。
回顧操作系統(tǒng)的 2022 年，可以發(fā)現(xiàn)，有些改變正在悄然發(fā)生。隨著“量變”的積累，操作系統(tǒng)必將迎來(lái)“質(zhì)變”的飛躍。
2022 年，全球操作系統(tǒng)市場(chǎng)格局穩(wěn)定。看國(guó)外主流操作系統(tǒng)，桌面操作系統(tǒng)方面并未帶來(lái)太多驚喜。與去年重磅發(fā)布的 Windows 11、Windows 365 相比，Windows 今年僅帶來(lái)了一些小范圍的更新。
移動(dòng)操作系統(tǒng)方面，Android 13 與 iOS 16 相繼登場(chǎng)，但也都屬于常規(guī)升級(jí)。2 月 11 日，谷歌發(fā)布了首個(gè) Android 13 開發(fā)者預(yù)覽版，8 月 16 日，谷歌向 Pixel 機(jī)型推送了 Android 13 正式版更新，并正式開源；6 月 7 日，蘋果正式發(fā)布 iOS 16，并推送了首個(gè)開發(fā)者預(yù)覽版，9 月 13 日，蘋果正式推送 iOS 16 系統(tǒng)更新。
服務(wù)器操作系統(tǒng)方面，發(fā)展穩(wěn)健。5 月，紅帽正式發(fā)布 RHEL 9，其基于上游內(nèi)核版本 5.14，并源自 CentOS Stream；10 月，SUSE 推出業(yè)界首個(gè)自適應(yīng) Linux 平臺(tái)原型（Adaptable Linux Platform，簡(jiǎn)稱 ALP），旨在讓用戶專注于工作負(fù)載，從硬件和應(yīng)用層抽離出來(lái)。
看國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)，2022 年迎來(lái)了多個(gè)版本升級(jí)。3 月，OpenHarmony 3.1 正式發(fā)布；4 月，歐拉首個(gè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施全場(chǎng)景長(zhǎng)周期版本 openEuler 22.03 LTS 正式發(fā)布；7 月，華為正式發(fā)布 HarmonyOS 3 以及搭載 HarmonyOS 3 的多款新產(chǎn)品；8 月，OpenCloudOS 開源操作系統(tǒng)社區(qū)正式發(fā)布首個(gè) Linux 源社區(qū)（L1）內(nèi)核版本 OCKS 2207，這也是 OpenCloudOS 源社區(qū)項(xiàng)目的核心組件；11 月，龍蜥社區(qū)正式發(fā)布面向云時(shí)代打造的下一代操作系統(tǒng) Anolis OS 23 公測(cè)版……
2022 年，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)市場(chǎng)增速顯著。根據(jù)億歐智庫(kù)測(cè)算，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)通用市場(chǎng)增速將超過(guò) 20%，在 2024 年將達(dá)到 34.1 億元的規(guī)模。服務(wù)器操作系統(tǒng)方面，數(shù)據(jù)顯示，2022 年上半年，中國(guó)服務(wù)器操作系統(tǒng)新增裝機(jī)量是 195 萬(wàn)套，全年預(yù)計(jì)超過(guò) 400 萬(wàn)，過(guò)去兩年，這個(gè)數(shù)字是 322 萬(wàn)和 350 萬(wàn)。這說(shuō)明在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的背景下，操作系統(tǒng)依然是個(gè)巨大的增量市場(chǎng)。
總體而言，2022 年，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)在技術(shù)、社區(qū)和商業(yè)化方面均有快速發(fā)展：技術(shù)方面，更多企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)投入到自研系統(tǒng)項(xiàng)目中，原創(chuàng)組件和技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn)；社區(qū)方面，頭部社區(qū)蓬勃發(fā)展，新的社區(qū)不斷出現(xiàn)；商業(yè)化方面，OSV 都有較為明顯的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。
另一個(gè)顯著變化是，中國(guó)開源力量迅速崛起，國(guó)內(nèi)開發(fā)者正越來(lái)越深入地參與到開源操作系統(tǒng)的建設(shè)中。在一份對(duì) Linux 內(nèi)核提交數(shù)量的統(tǒng)計(jì)中，來(lái)自中國(guó)的開發(fā)者占比不斷提高，有統(tǒng)計(jì)的來(lái)自中國(guó)的 patch 數(shù)，連續(xù) 7 年超過(guò)美國(guó)成為第一。
操作系統(tǒng)作為底層基礎(chǔ)軟件，其安全性至關(guān)重要，操作系統(tǒng)的安全也是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息安全的基礎(chǔ)。2022 年，全球范圍內(nèi)都進(jìn)一步重視開源軟件供應(yīng)鏈問(wèn)題，可以說(shuō)，開源安全在今年邁出了一大步。
2022 年 1 月 13 日，美國(guó)白宮召集了政府和 Apache 軟件基金會(huì)、Linux 基金會(huì)、開源安全基金會(huì)、GitHub、微軟、谷歌、甲骨文、紅帽等企業(yè)或組織共同談?wù)撻_源軟件安全問(wèn)題。5 月 12 日，Linux 基金會(huì)和開源安全基金會(huì)提出了一項(xiàng)為期兩年的近 1.5 億美元的投資計(jì)劃，并提出十個(gè)開源安全目標(biāo)：安全教育、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、數(shù)字簽名、內(nèi)存安全、事件響應(yīng)、更好的掃描、代碼審計(jì)、數(shù)據(jù)共享、軟件物料清單（SBOM）以及改進(jìn)的供應(yīng)鏈。
國(guó)內(nèi)方面，10 月 24 日，開放原子開源基金會(huì)聯(lián)合 27 家單位共同發(fā)起開源安全委員會(huì)，開源安全委員會(huì)致力于制定開源項(xiàng)目的安全流程和規(guī)范、提供開源開發(fā)的安全工具和平臺(tái)、發(fā)起開源安全依賴的關(guān)鍵項(xiàng)目、推動(dòng)開源安全的國(guó)際合作與交流。
如何評(píng)價(jià)國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的 2022？
對(duì)于國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)在 2022 年的整體發(fā)展，受訪專家均給出了積極評(píng)價(jià)，關(guān)鍵詞包括機(jī)遇、加速、合力等。
操作系統(tǒng)作為信息技術(shù)的核心底座，具有復(fù)雜度高、投入大、生態(tài)建設(shè)難、成功率低等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)二十余年的探索與實(shí)踐，中國(guó)有能力在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)大型的操作系統(tǒng)。同時(shí)，近幾年國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，人才儲(chǔ)備量提升，政策投入力度巨大，操作系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)新機(jī)遇。在這一背景下，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展也駛?cè)肟燔嚨溃瑥臒o(wú)到有，從可用到好用，國(guó)內(nèi)開發(fā)者用短時(shí)間迅速完成這一轉(zhuǎn)變。此外，與其他軟件不同，操作系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)生態(tài)的產(chǎn)品，這也需要操作系統(tǒng)廠商與硬件廠商、高校、互聯(lián)網(wǎng)等軟件廠商等各個(gè)鏈條通力合作，共同促進(jìn)操作系統(tǒng)生態(tài)建設(shè)。
對(duì)于服務(wù)器操作系統(tǒng)，則可以用“格局盡顯，穩(wěn)中有進(jìn)”來(lái)形容這一年。
2022 年，主流云廠商、服務(wù)器廠商、芯片廠商以及傳統(tǒng)操作系統(tǒng)廠商都加大了對(duì)操作系統(tǒng)研發(fā)和操作系統(tǒng)社區(qū)的投入。隨著中國(guó)在操作系統(tǒng)領(lǐng)域研發(fā)力度的持續(xù)增加，國(guó)產(chǎn)開源操作系統(tǒng)社區(qū)和商業(yè)化操作系統(tǒng)的產(chǎn)品性能都已經(jīng)大幅提升，生態(tài)建設(shè)也初具規(guī)模，開始具備規(guī)模化推廣能力。
“當(dāng)前國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)正在逐漸走向成熟好用階段。未來(lái) 5-10 年，可能是國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的黃金時(shí)代。”受訪專家表示。
2022 年，Linux 內(nèi)核最大的一個(gè)變化是新增了對(duì) Rust 語(yǔ)言的支持。此外，近兩年涌現(xiàn)出的新技術(shù)在 2022 年繼續(xù)帶來(lái)新的變化，如 eBPF 技術(shù)、RISC-V 架構(gòu)。
Rust for Linux
Rust 憑借其內(nèi)存安全特性，近年來(lái)受到越來(lái)越多開發(fā)者的支持，并連續(xù) 7 年被 Stack Overflow 開發(fā)者調(diào)查評(píng)為“最受歡迎的編程語(yǔ)言”。2022 年的調(diào)查結(jié)果顯示，有 87% 的開發(fā)者表示想要繼續(xù)使用 Rust。
而 Linux 內(nèi)核社區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)都是以性能、穩(wěn)定性、安全作為發(fā)展的基本要求，這與 Rust 在安全方面的特性非常契合。因此，早在幾年前就有開發(fā)者呼吁在 Linux 內(nèi)核中增加 Rust 語(yǔ)言的支持。
在 2022 年 9 月舉行的 Linux Plumbers Conference 上，有一場(chǎng)關(guān)于 Rust 是否會(huì)出現(xiàn)在 Linux 中的小型會(huì)議，會(huì)議討論了將 Rust 作為一門系統(tǒng)編程語(yǔ)言集成到 Linux 內(nèi)核主線的工作。彼時(shí)，Linux 的創(chuàng)建者 Linus Torvalds 在接受媒體采訪時(shí)表示，“如果不出意外，Rust 將會(huì)出現(xiàn)在 Linux 6.1 版本中”。12 月 11 日，Linus Torvalds 發(fā)布了最新的 Linux 6.1 內(nèi)核穩(wěn)定版，正式引入對(duì) Rust 的支持。
Rust for Linux 帶來(lái)的收益明顯，安全性上的收益尤為突出。
在安全性上，Window 的一份數(shù)據(jù)可以作為參考。此前，一位微軟工程師曾透露，微軟產(chǎn)品每年通過(guò)安全更新解決的所有漏洞中，大約 70% 是內(nèi)存安全問(wèn)題。因?yàn)?Windows 主要是用 C/C++ 這兩種“內(nèi)存不安全”的編程語(yǔ)言編寫的。
Linux 同樣如此。隨著 Linux 內(nèi)核代碼量愈發(fā)龐大，貢獻(xiàn)者數(shù)量迅速增長(zhǎng)，系統(tǒng)安全性問(wèn)題也變得越來(lái)越突出。而 Rust 設(shè)計(jì)初衷就是為了解決內(nèi)存安全問(wèn)題，在功能保持不變的情況下，用 Rust 語(yǔ)言進(jìn)行重寫相當(dāng)于將安全性提升三倍左右。此外，Linux 內(nèi)核對(duì)代碼執(zhí)行效率要求較高，Rust 的執(zhí)行效率和 C/C++ 近乎一致，這也是其能成為底層系統(tǒng)編程語(yǔ)言的原因之一。
當(dāng)前，Rust for Linux 還處于早期階段。長(zhǎng)期以來(lái)，Linux 內(nèi)核主線代碼基本都由 C/C++ 語(yǔ)言編寫，接受 Rust 需要社區(qū)補(bǔ)充和完善大量的周邊工作。
同時(shí)，對(duì)于內(nèi)核維護(hù)者來(lái)說(shuō)，Rust 進(jìn)入 Linux 內(nèi)核也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。
首先，沒(méi)有銀彈。雖然 Rust 語(yǔ)言在設(shè)計(jì)上更多地考慮了內(nèi)存安全、線程安全等，但代價(jià)是比較陡峭的學(xué)習(xí)曲線，以及使用者在實(shí)現(xiàn)某些功能時(shí)的便利性。此外，內(nèi)核是貼近硬件、最底層的程序，某些在用戶態(tài)司空見慣的語(yǔ)言特性，比如異常的處理方式，在內(nèi)核里是不一樣的。對(duì)于 Rust 而言，如何在內(nèi)核里更好地工作，還有很大的探索空間。
其次，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和自然語(yǔ)言一樣，都能反映出文化。C/C++ 語(yǔ)言反映出來(lái)的文化和 Rust 不同，對(duì)于那些已經(jīng)非常熟悉并深度認(rèn)同 C/C++ 語(yǔ)言文化的資深 Linux 內(nèi)核維護(hù)者來(lái)說(shuō)，接受 Rust 的難度較高。
對(duì)于 Rust for Linux 的未來(lái)發(fā)展，多數(shù)專家都給出了積極評(píng)價(jià)：“從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，會(huì)有越來(lái)越多新的代碼用 Rust 來(lái)實(shí)現(xiàn)。”
eBPF 時(shí)代來(lái)臨
eBPF 的全稱是“擴(kuò)展型伯克利封包過(guò)濾器（Extended Berkeley Packet Filter）”，最早是從 BPF (Berkeley Packet Filter) 技術(shù)擴(kuò)展而來(lái)，是一種無(wú)需更改 Linux 內(nèi)核代碼，便能讓程序在內(nèi)核中運(yùn)行的技術(shù)。
2014 年，eBPF 首次出現(xiàn)在 Linux 內(nèi)核中。經(jīng)過(guò)社區(qū)不斷迭代，目前，eBPF 技術(shù)已經(jīng)非常成熟，技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)井噴現(xiàn)象。雖然在設(shè)計(jì)之初 eBPF 僅為 Linux 內(nèi)核服務(wù)，但近年來(lái)已經(jīng)誕生了一批基于 eBPF 的項(xiàng)目。2021 年 5 月，微軟啟動(dòng)了新的開源項(xiàng)目 eBPF for Windows，該項(xiàng)目旨在讓開發(fā)者在現(xiàn)有 Windows 版本之上使用熟悉的 eBPF 工具鏈和應(yīng)用編程接口（API）。為了更好地推動(dòng) eBPF 的發(fā)展，2021 年 8 月 12 日，Linux 基金會(huì)旗下的非營(yíng)利性組織 eBPF 基金會(huì)正式成立。
2022 年，eBPF 熱度不減，仍是當(dāng)下最火的技術(shù)之一。eBPF 技術(shù)帶來(lái)的收益明顯，一方面，包括 Linux、Windows 在內(nèi)的主流操作系統(tǒng)內(nèi)核是宏內(nèi)核，可拓展性較差，而 eBPF 技術(shù)能夠以非侵入式的方式對(duì)內(nèi)核進(jìn)行擴(kuò)展；另一方面，eBPF 提供了比較好的安全性、擴(kuò)展性和兼容性。
不少受訪專家對(duì) InfoQ 表示，eBPF 的發(fā)展前景廣闊，屬于 eBPF 的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。
“eBPF 技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)超出了我的預(yù)期。操作系統(tǒng)內(nèi)核在沒(méi)有應(yīng)用 eBPF 技術(shù)以前，整個(gè)內(nèi)核是靜態(tài)的，編寫內(nèi)核時(shí)實(shí)現(xiàn)了什么功能，運(yùn)行時(shí)也只有這些功能，最多可以做一些參數(shù)的調(diào)整，但無(wú)法帶來(lái)更復(fù)雜的功能變化。應(yīng)用 eBPF 技術(shù)以后，可以在 Linux 內(nèi)核中運(yùn)行沙盒程序，編譯成相關(guān)字節(jié)碼加載到內(nèi)核中，無(wú)需更改內(nèi)核源代碼或加載內(nèi)核模塊。”有受訪專家表示，eBPF 技術(shù)為操作系統(tǒng)內(nèi)核提供了一個(gè)新的可能性，為內(nèi)核帶來(lái)根本性的改變。
對(duì)于 eBPF 的未來(lái)，eBPF summit 2022 《The future of eBPF in the Linux Kernel》給出了幾個(gè)演進(jìn)方向：
擁抱 RISC-V
近幾年，RISC-V 以其開放的指令集架構(gòu)受到越來(lái)越多操作系統(tǒng)廠商和開發(fā)者的青睞，不少操作系統(tǒng)開始擁抱 RISC-V，并成為一種新興趨勢(shì)。Semico Research 預(yù)測(cè)，到 2025 年，RISC-V 市場(chǎng)規(guī)模將超 10 億美元。
國(guó)外包括英特爾、蘋果、Tenstorrent、瑞薩電子等多個(gè)廠商都在積極布局 RISC-V。2022 年 2 月，英特爾宣布加入 RISC-V International 基金會(huì)，正式成為該基金會(huì)第 19 個(gè)高級(jí)會(huì)員，并設(shè)立了 10 億美元的 IFS 基金，用于幫助初創(chuàng)和成熟企業(yè)進(jìn)行代工生態(tài)的創(chuàng)新，其中很大一部分用于 RISC-V；9 月，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分析機(jī)構(gòu) SemiAnalysis 稱，蘋果正在將其嵌入式內(nèi)核將全面轉(zhuǎn)移到 RISC-V 架構(gòu)；同月，任職于 Tenstorrent 負(fù)責(zé) RISC-V 架構(gòu)的傳奇芯片設(shè)計(jì)師 Jim Keller 喊出了“未來(lái)是屬于 RISC-V 的”口號(hào)。
在 2022 RISC-V 國(guó)際峰會(huì)上，RISC-V 基金會(huì)首席執(zhí)行官 Calista Redmond 表示，“我們 2022 年的愿景是讓 RISC-V 無(wú)處不在，隨著 RISC-V 在汽車、航空航天、數(shù)據(jù)中心以及消費(fèi)設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域的采用和開發(fā)，這一愿景已經(jīng)真正實(shí)現(xiàn)”。
目前，RISC-V 國(guó)際基金會(huì)在 70 個(gè)國(guó)家 / 地區(qū)擁有超過(guò) 3180 名會(huì)員，覆蓋芯片廠商、芯片設(shè)計(jì)服務(wù)公司、軟件提供商等軟硬件公司，以及大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和投資機(jī)構(gòu)等。市場(chǎng)上有超過(guò) 100 億個(gè) RISC-V 核心，全球有數(shù)萬(wàn)名工程師致力于 RISC-V 計(jì)劃。
國(guó)內(nèi)方面，自 2018 年成立中國(guó) RISC-V 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以來(lái)，四年間已有 150 多家會(huì)員單位。包括華為海思、阿里平頭哥、紫光展銳、兆易創(chuàng)新在內(nèi)的多家芯片廠商基于 RISC-V 架構(gòu)開發(fā)產(chǎn)品，越來(lái)越多的操作系統(tǒng)廠商和社區(qū)開始擁抱 RISC-V。2020 年 4 月，中科院軟件所牽頭成立了 openEuler 社區(qū) RISC-V SIG 組。
2022 年 8 月，阿里平頭哥發(fā)布首個(gè)高性能 RISC-V 芯片平臺(tái)“無(wú)劍 600”及 SoC 原型“曳影 1520”；同月，阿里云、中科院軟件所 PLCT 實(shí)驗(yàn)室、平頭哥等在龍蜥社區(qū)成立 RISC-V 架構(gòu)聯(lián)合小組，全面兼容并促進(jìn) RISC-V 生態(tài)發(fā)展；同月，OpenCloudOS 社區(qū)推出 OCKS 2207.2 內(nèi)核版本，增加對(duì) RISC-V 64 架構(gòu)的支持；11 月，deepin 社區(qū)宣布支持曳影 1520，deepin V23 已經(jīng)啟動(dòng)與曳影 1520 平臺(tái)的適配；12 月，中科院軟件所基于 openEuler 打造的傲來(lái)操作系統(tǒng)宣布進(jìn)入 2.0 階段，最新發(fā)布的“傲來(lái) 2.0-RV”聚焦 RISC-V 指令集，提供模擬器、硬件板卡等多種運(yùn)行環(huán)境，其中硬件板卡支持中科院香山、果殼系列，支持哪吒 D1 開發(fā)板、賽昉 VisionFive 單板機(jī)、SiFive 公司 Unmatched 系列，同時(shí)也集成了澎峰科技的并行計(jì)算庫(kù)。移動(dòng)操作系統(tǒng)方面，2022 年，OpenHarmony 新增了對(duì) 3 款 RISC-V 芯片的支持，包括 TLSR9518、HPM6750IVM1 以及 BK7235。
從生態(tài)繁榮程度上來(lái)看，RISC-V 生態(tài)正處于增長(zhǎng)關(guān)鍵期。當(dāng)前，RISC-V 的生態(tài)建設(shè)有很多基礎(chǔ)性工作需要做，比如硬件需要更加成熟和規(guī)范，軟件（主要是在內(nèi)核層面）需要與硬件配合得更好，以及功能更加完善，這些都需要內(nèi)核開發(fā)者們合作完成。“我們的經(jīng)驗(yàn)就是 Upstream First，即任何工作都首先貢獻(xiàn)到上游社區(qū)，與所有的生態(tài)合作伙伴一起，完善這個(gè)生態(tài)。”受訪專家總結(jié)道。
值得關(guān)注的技術(shù)趨勢(shì) / 方向
2023 年，操作系統(tǒng)領(lǐng)域值得關(guān)注的技術(shù)趨勢(shì) / 方向除了 Rust for Linux、eBPF、RISC-V 的發(fā)展，還有云原生、異構(gòu)計(jì)算、安全以及 AI 等。
云原生
操作系統(tǒng)是連接應(yīng)用和硬件的橋梁，它的發(fā)展和 IT 基礎(chǔ)設(shè)施密切相關(guān)。當(dāng)前，隨著云的不斷普及以及云原生的不斷演化，云會(huì)逐漸成為企業(yè) IT 形態(tài)的主流，企業(yè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施將基于云來(lái)重建，并迎來(lái)跨越式發(fā)展。
與此同時(shí)，全面基于云、并面向云做設(shè)計(jì)研發(fā)的操作系統(tǒng)將成為主流。目前，國(guó)內(nèi)外各大操作系統(tǒng)廠商和云廠商都在積極為這一跨越式發(fā)展做準(zhǔn)備。2022 年，操作系統(tǒng) + 云協(xié)同趨勢(shì)越來(lái)越明顯。微軟借助其基于云計(jì)算的操作系統(tǒng) Azure，不斷增加公共云的市場(chǎng)份額；紅帽除了企業(yè) Linux（RHEL），也在云平臺(tái) OpenShift 上投入重兵；SUSE 也發(fā)布了專為邊緣環(huán)境中的容器化工作負(fù)載量身打造的輕量級(jí)操作系統(tǒng) SLE Micro 5.2。
有受訪專家預(yù)判，“未來(lái) IT 基礎(chǔ)設(shè)施屬于云，而未來(lái)的操作系統(tǒng)也屬于云上操作系統(tǒng)”。
異構(gòu)計(jì)算
異構(gòu)計(jì)算是近年來(lái)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)的熱門方向之一，主要是指使用不同類型指令集和體系架構(gòu)的計(jì)算單元組成系統(tǒng)的計(jì)算方式。與傳統(tǒng)的通用計(jì)算芯片相比，異構(gòu)架構(gòu)具有高性能、低功耗等顯著優(yōu)點(diǎn)。
2021 年，以 DPU 以及各種各樣 XPU 為代表的異構(gòu)計(jì)算異軍突起，英偉達(dá)、英特爾先后發(fā)布了 DPU、IPU。2022 年，英特爾披露了 XPU 概念的下一步規(guī)劃——新架構(gòu) Falcon Shores，它能將 x86 CPU 和 Xe GPU 硬件合并到同一顆芯片中。據(jù)路線圖所示，F(xiàn)alcon Shores 計(jì)劃于 2024 年完成。2022 年，全球首臺(tái)原生 RISC-V 筆記本電腦 ROMA 正式發(fā)布，并首次運(yùn)行無(wú)劍 600 高性能異構(gòu)芯片曳影 1520。
有受訪專家表示：“在 2023 年，可能會(huì)涌現(xiàn)出更多的異構(gòu)計(jì)算設(shè)備，操作系統(tǒng)要想更好地支持這些計(jì)算設(shè)備，需要解決很多技術(shù)難題，比如如何在不同的平臺(tái)上運(yùn)行軟件。”
安全
隨著操作系統(tǒng)代碼數(shù)量逐漸增加，以及支持的硬件日益廣泛，安全性問(wèn)題不容忽視。一方面，操作系統(tǒng)向下支持硬件，硬件上的某些安全缺陷可能需要在軟件層面進(jìn)行修復(fù)；另一方面，操作系統(tǒng)本身具有海量的代碼，一些新特性或新的執(zhí)行機(jī)制出現(xiàn)，也會(huì)給安全帶來(lái)一些新的挑戰(zhàn)。
此外，開源安全也是 2023 年值得關(guān)注的方向之一（編者注：后續(xù)我們也將發(fā)布針對(duì)開源安全的盤點(diǎn)與展望文章，敬請(qǐng)期待）。隨著越來(lái)越多的開源軟件在千行百業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，安全問(wèn)題日益凸顯，供應(yīng)鏈安全攻擊和容器安全威脅問(wèn)題日益嚴(yán)峻。如何構(gòu)建安全可信的操作系統(tǒng)，是每個(gè)參與者需要長(zhǎng)期思考的問(wèn)題。
AI
近幾年，AI 技術(shù)在操作系統(tǒng)領(lǐng)域誕生了諸多應(yīng)用。比如，openEuler 社區(qū)曾發(fā)布一款名為 A-Tune 的操作系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)引擎，能夠利用 AI 技術(shù)，對(duì)運(yùn)行在操作系統(tǒng)上的業(yè)務(wù)建立精準(zhǔn)模型，動(dòng)態(tài)感知業(yè)務(wù)特征并推理出具體應(yīng)用，根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)并給出最佳的參數(shù)配置組合，從而使業(yè)務(wù)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
除了調(diào)優(yōu)工具，預(yù)計(jì)在 2023 年，操作系統(tǒng)領(lǐng)域結(jié)合 AI 技術(shù)還會(huì)帶來(lái)更多驚喜，比如人機(jī)交互。
每一次人機(jī)交互方式的變化都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展或顛覆式發(fā)展。相應(yīng)地，操作系統(tǒng)也需要做出改變，否則無(wú)法支撐新形態(tài)下的應(yīng)用程序。在 2023 年，一旦 AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、MR（混合現(xiàn)實(shí)）技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，那么，操作系統(tǒng)必然也會(huì)迎來(lái)跨越式的發(fā)展。
如何做好操作系統(tǒng)生態(tài)建設(shè)？
生態(tài)是操作系統(tǒng)發(fā)展的核心，也是其能否成功的關(guān)鍵。與國(guó)外主流操作系統(tǒng)相比，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)由于起步較晚，在生態(tài)建設(shè)方面仍面臨一定的挑戰(zhàn)。
隨著開源發(fā)展理念逐漸成熟，越來(lái)越多的廠商開始發(fā)起成立操作系統(tǒng)開源社區(qū)，進(jìn)一步加快操作系統(tǒng)生態(tài)建設(shè)。從 2019 年開始，國(guó)內(nèi)先后成立了 openEuler、OpenAnolis、OpenCloudOS 等社區(qū)。2022 年，統(tǒng)信、麒麟分別成了桌面操作系統(tǒng)根社區(qū)深度（deepin）社區(qū)、openKylin 社區(qū)。
“現(xiàn)在是操作系統(tǒng)社區(qū)的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代”，受訪專家表示，隨著操作系統(tǒng)賽道持續(xù)火熱，越來(lái)越多的企業(yè)參與其中，建設(shè)自己的開源社區(qū)。在社區(qū)發(fā)展的早期階段，一定會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，但如果產(chǎn)品優(yōu)秀，圍繞這個(gè)產(chǎn)品可以吸引足夠多的企業(yè) / 開發(fā)者參與進(jìn)來(lái)，并具備一定的創(chuàng)新能力，始終保持開放和中立的態(tài)度，經(jīng)過(guò)時(shí)間的演化，最終會(huì)向成熟社區(qū)邁進(jìn)。“做開源社區(qū)應(yīng)該多做實(shí)事、少務(wù)虛”，受訪專家總結(jié)道。
那么，2023 年，如何才能更好地打造操作系統(tǒng)開源社區(qū)？
首先，有情有利，方能長(zhǎng)久。社區(qū)需要進(jìn)一步鼓勵(lì)合作伙伴在社區(qū)探索出更多的合作模式，聚焦在產(chǎn)品和商業(yè)合作本身，真正牽引企業(yè)在社區(qū)落地。開源不是公益，找準(zhǔn)自身商業(yè)價(jià)值點(diǎn)才能有可持續(xù)發(fā)展，基于此，操作系統(tǒng)生態(tài)才能在開源社區(qū)的沃土上成氣候。
其次，生態(tài)是圈，雙向奔赴。操作系統(tǒng)是一項(xiàng)門檻比較高的技術(shù)，專業(yè)人才、技術(shù)儲(chǔ)備、研發(fā)資源都比較有限。圍繞客戶業(yè)務(wù)場(chǎng)景，操作系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈上的操作系統(tǒng)、芯片、整機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、以及應(yīng)用軟件廠商需要互幫互助，雙向奔赴，讓有限資源充分流通，最終拉高國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)天花板。
最后，放棄小我，成就大我。當(dāng)前國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)開源社區(qū)的局面需要百花齊放，要開展競(jìng)爭(zhēng)、建立一個(gè)完全商業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，大家可以在一個(gè)小生態(tài)里各自產(chǎn)生創(chuàng)新，但最終還是要匯聚在一處。如果沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的生態(tài)、社區(qū)或是標(biāo)準(zhǔn)去做，可能就會(huì)出現(xiàn)“七國(guó)八制”的現(xiàn)象，不僅浪費(fèi)資源，還影響效率。
有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到 2024 年，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)有 7 倍的增長(zhǎng)空間，到達(dá)百億級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模。可以說(shuō)，這是國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)最好的時(shí)代，機(jī)遇遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于挑戰(zhàn)。
對(duì)于操作系統(tǒng)領(lǐng)域的開發(fā)者而言，除了要持續(xù)提升自身的研發(fā)能力，還要具備創(chuàng)新能力與安全意識(shí)，始終對(duì)技術(shù)保持好奇心，并積極擁抱開源。
采訪嘉賓介紹（按姓名首字母排序）
郭振宇，OpenCloudOS 社區(qū) TOC 主席；
江大勇，openEuler 委員會(huì)主席；
劉愷，SUSE Euler 負(fù)責(zé)人；
馬濤，龍蜥社區(qū)理事長(zhǎng)；
任革林，OpenHarmony 項(xiàng)目管理委員會(huì)首席架構(gòu)專家；
張磊，統(tǒng)信軟件高級(jí)副總經(jīng)理、CTO；
張家駒，紅帽首席架構(gòu)師。
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