國產操作系統問題
最近和幾個朋友喫飯，談起國產操作系統應該怎麼做的問題。我這個人，寫程序寫慣了，啥東西都喜歡建邏輯，這是我處理信息的方式，所以把一些想法串起來，整理在這裡。這不表示我提出什麼結論了，就好像我以前談過「道紀」的概念，這僅僅是一個「道紀」，不是結論。
很多時候，你問我一個問題，我在進行邏輯推演前，我都沒有結論的，完成推演以後，我才會有結論，但這個結論不一定就是我寫出來的那個結論。正如以前說過，邏輯是是超越真實的存在，是一個動態的真實。這就是道紀。
首先我收縮一下範圍，我不在乎某個操作系統是誰做的這個名。如果都可以用Windows，都可以用Android什麼的，就算他們不是國產的，我都不覺得這是需要解決的問題。我們要解決問題，不是要求名。
比如，Android的AOSP，這本來就是開源的，根據GPL和Apache協議，提供者無權拒絕你使用這個源代碼，所以，如果你僅僅覺得代碼不是你自己寫的，就想著要自己重新寫一個，這是神經病，我不討論這種類型的問題。
還聽有人說過自己寫的纔不會被別人留下漏洞，這個同樣沒有意義，漏洞是邏輯破綻，寫好的邏輯你都找不出破綻，你自己從頭寫一個你就能避免邏輯破綻？這個理論不過腦子。
所以，我們需要國產OS的核心問題不是這個名的問題，不是人家有，我也要有。軟體和硬體不一樣。軟體拷貝是沒有成本的，人家做好一輛汽車，我要自己做一輛才能擁有這個汽車。軟體不需要，軟體拷貝了就能用，不需要消耗鋼材橡膠和汽油。
這裡涉及軟體一個普通人無法理解的特點，是我們很多人對自研操作系統的問題建不出有效邏輯的原因。這個特點是：軟體是一個動態的，組件可換的存在。
這句話說出來很容易理解，很多人以為自己瞭解，但其實你不理解。很多人討論軟體研發的時候，常常詢問「技術沙盤」是什麼。比如，做一個操作系統吧，投資人問：「操作系統的技術沙盤是什麼樣的？」——聽起來挺合理的。部分軟皮蛇架構師就開始列了：
BIOS，SecureFireware，調度器，驅動框架，IPC，中斷管理，設備管理，文件，libc，調試器，工具鏈……
這感覺就好像開地圖一樣，打開一個點，打個Mark，再打開一個點，再打個Mark，或者標記「完成30%」。還整個顏色，開始是灰的，超過30%變黃，超過80%的就變成綠色，等整個沙盤都變成綠色的了，就認為「我們擁有了自研的操作系統」了。
這完全是外行。
因為你忘了前面那個前提了：軟體是一個動態的，組件可換的存在。
所有你提到的這些部件，它們都沒有完成度一說，一直是一個動態變化的過程。也沒有某個東西必須存在一說，你的操作系統可以一直缺很多東西，但用於某個資料庫節點，只要你把資料庫支持好，它就可以是100%的完成度。而且你要不斷投入人力，保證你這個操作系統能支持一個市場最優的資料庫，這個操作系統就是成功的，否則就算你打通了所有所謂沙盤組件100%的完成度，這個東西都是個垃圾。
這樣我們就能理解「國產操作系統」的真正需求是什麼驅動的：比如你使用AOSP，後面真的和Google交惡了，Google決定不給你下個版本了，你真正的問題是：你不能維持你的發展了。
有人可能覺得「不能維持就不能維持唄，用點舊的也沒有啥的」。我不知道各位跑過俄羅斯沒有？俄羅斯機場過關是我見過最慢的通關關口了。我注意了一下，其實關員也沒有特別怠工，他們是等那個掃描和識別系統等太久了。我大概去了解了一下原因，據說是由於西方國家禁運，他們這部分設備全部是自研的，自研完成後也沒有別的競爭驅動了，就一直這麼用著，這個技術就迅速出現代差了，有和沒有就沒有多大區別了。
技術這東西，不是說你有就夠了的。蘇俄堂堂科技大國，淪落到賣資源為生。技術競爭的失敗，後果是很難看的。
所以，操作系統研發，不是一個有無的問題，而是一個如何維持的問題。你基於某個Linux發行版，乃至BSD發行版，直接做一個，再通過強制使用來澆灌市場，這不是不可以。但沒有競爭，這個東西會開始停滯，然後拖慢你生態上的所有技術發展。比如你做一個「飛龍Linux」，要求QQ，Office就要支持這個平臺，國家給補貼。研發這個Linux的那個組織錢都拿到了，哪裡有興趣給你升級？然後QQ拿到你的補貼，給你移植了一個版本，後面升級，怎麼升？——還用說嗎？當然是升級給最新Windows那個版本了，哪有空給你升飛龍那個版本啊，那個版本自己的Bug都不修，還指望通過它優化用戶體驗？
我們需要這樣來理解研發操作系統是怎麼回事，才能發現問題的關鍵在什麼地方，如果你拿著技術沙盤這種煞筆玩意兒，就不要指望搞明白為什麼錢都扔水裡了。
實際上，很多所謂的操作系統研發企業，我能一眼看出它是真的還是假的，就是你去查它的生命週期計劃就可以了。它一個版本打算維護多少年？下一個版本的研發怎麼切換上來？如果它沒有這樣的計劃，基本上意味著它就沒有想過持續維護這攤子事呢，這種東西你想構成生態？這是緣木求魚。
對於生命週期管理，這就涉及軟體構架的問題了。軟體構架這個詞語說出來很高大上，其實大部分時間，它解決的是個非常直接的問題：怎麼把多個發展的邏輯綜合到一段代碼中。
你一開始寫一段代碼，比如說搜索吧：建一顆平衡二叉樹，處理增刪找，三個函數提供API，搞定。這段代碼寫起來沒有什麼難度。
好了，現在我是在多核裡面做的，多個線程同時可以訪問這個增刪找，這段代碼的壓力就大了，因為你要上鎖來保證多個核同時來增刪找，互相不能衝突，鎖密了性能低，疏了介面受限。
好，你解決這個問題了，然後新需求決定發現這段代碼需要持久化，也就是說，這個數據結構，在特定場景下，需要被寫入到磁碟，在部分時候需要從磁碟中恢復，而且在這個寫入和恢復的過程中，我還需要繼續增刪找。這樣，相同的流程中必須加上和持久化流程互斥的代碼了。
然後我需要在10種硬體上都能跑，他們的原子操作行為是不一樣的。所以，你的鎖操作在不同平臺上使用的上鎖方法不同。
然後這些硬體的endian也是不一樣的，你進行持久化的過程中需要對不同的情況進行處理
然後Cache Flush的方法是不一樣的……
你看，本來很簡單的一段代碼，只不過落地的時候面對不同的情形，同一段代碼就會面對無數的問題。本來簡單的三個語句，每個上面都要加上一個if，if裡面可能要調一個函數。這個複雜度會複雜到你無法忍受。
而且他們會互相衝突，增加記錄的時候需要上鎖，但上鎖的時候不能做Cache Flush，否則他們自相矛盾了。
到複雜度高到你無法忍受的時候，你就只能對整個演算法拉分支：比如BigEndianLocklessBalanceTreeV1，LittleEndianHeavyLockBalanceTreeV2.2。
但你拉了分支，上層使用你的模塊就需要加一堆的if，else。用你不同的庫。所以我們說架構設計是一門藝術。你手上並沒有嚴謹的邏輯來進行決策，它不是個「已知記錄，記錄長度，key，求記錄value」這種問題，你看著自己有無限的自由，最後被自己的選擇綁住所有的自由度。
作為一種常見的工程實踐，我們會同時維護「構架分支」和「戰地分支」，「構架分支」承擔所有的複雜度，但性能不高，功能受限。因為他要盡量保護邏輯的生存能力。讓核心的增刪找在最多的場合裡面可以用。而戰地分支用於在具體的用用場閤中「落地」，當我們進行落地的時候，如果被落地的場合沒有多核，我們就可以不上鎖，場合就是Little Endian的我們可以不做位元組序轉換，沒有Cache Flush需求的可以不做這個操作。這樣，我們可以保證性能的情況下，把其他優化邏輯加上去。但很明顯戰地分支的生存能力是非常受限的。
架構師是在構架分支和戰地分支上平衡的人，他既要保證代碼的生存能力，也要保證應用時的競爭力，才能保證這個東西可以生存下去。對於操作系統，能否生存下去，構架操縱能力是第一要素。每種具體的技術都能搞定，搞定以後是否把未來的所有改進都堵死了，這纔是關鍵問題。
國內企業最大的問題，在長期的競爭中，一直把時間放在了戰地分支上，對如何維護構架分支一無所知。他們以為他們落地在自己手機中，或者雲伺服器上的Android和Linux比「主線」更「先進」，卻沒有注意到，他們只是在消耗構架分支為他們建立的發展優勢。如果你需要自己維持一個分支，很快就會掉入自相矛盾的邏輯陷阱中了。
這個問題非常難解決，因為我們無法評估一個架構分支的架構好不好的，這個東西性能最低，功能最差，所有人都喫它的好處，卻自以為自己比它好。沒有強力的資源和環境支持，很難活下去。
稍微說遠一點。架構分支控制是個非常複雜和困難的問題。是那種典型的「努力也不能解決問題」的問題類型。很多人開始做自己的分支的時候，喜歡說，我從一個上游分支裡面做Deviation。比如，他們會宣稱「我兼容CentOS」。但你這樣想，完全兼容CentOS的發行版，只有CentOS本身。所以，只要你拉了分支，響應了獨立的需求，你就不可能兼容CentOS。就算你僅僅是在裡面加了一個應用，你已經導致了「新的應用不能和你加的應用名稱、位置衝突」這個不兼容了。更大的問題是我們前面說的：軟體是個動態的，組件可換的存在。CentOS是動態升級的，每個星期都有安全補丁。那麼你的分支也要支持這個同步嗎？如果你支持，基本上你自己的Deviation就很難有自己的響應能力了。作為這個系統的使用者或者應用開發者，根本不會在意你的Deviation了，他們將在意的是CentOS的發展（相應地你也失去了前面說的，對方不給你供貨時或者你和對方有技術分歧的時候，你自己的發展能力）。如果你不支持——難道CentOS的升級是喫飽了撐的？你失去了這個升級能力，你這也不是「兼容CentOS」了。所以，你不要指望談需求的時候談你的Deviation，談兼容的時候談你的同步升級。這兩者仍是自相矛盾的邏輯。
好了，我們完成問題的理解，知道困難在哪裡了。現在看看可以如何突破。操作系統是個生態問題，沒有人用操作系統是為了用操作系統本身的，都是為了用上面的應用，而應用願意適配到這個操作系統上，要素是：
- 這個操作系統有足夠的用戶量
- 這個操作系統有足夠好的開發環境（不好用也就罷了，但你別連功能都沒有啊）
- 這個操作系統能發展下去（不會發展兩三個版本就自相矛盾運作不下去了）
這樣，自研國產操作系統的基本要求就出來了：
- 必然基於現有的開源系統來改，最多替換其中部分關鍵部件（否則維持不住Toptip的競爭）
- 由大型商業企業提供類似手機或者ChromeBook一類的軟硬體整合解決方案，而且初期核心軟體必須通過投資或者合作開發的方式直接集成
- 換掉幾批架構師後培養出來的架構能力
關於最後一點，感覺必須直接開源運作纔有可能真正做成，原因是開源運作才會保證一代死掉後，有其他人可以在某個基礎上試著接著上。（第二點保證即使操作系統開源運作，但商業企業仍能盈利）
除此之外，我暫時想不出還有什麼可行的解決方案。
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