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1月9日，腾讯正式开源了其云原生操作系统内核TencentOS Kernel（Github地址：https://github.com/Tencent/TencentOS-kernel），笔者看到在Github上发布几小时后，该项目已经获得了近百个Star。
在十年前业界普遍流传着一句话叫做“代码正在吞没世界”，后来又说“互联网世界的一切源自开源”，而直到最近人们才真正醒悟原来云原生才是背后的那个大BOSS，凡是不使用云的都将落后，都无法做到敏捷，跟不上时代。
TencentOS Kernel可谓是开源+云原生的典范，定制于LINUX社区长期支持的4.14.105版本，在资源调度弹性、容器支持、系统性能及安全等层面都做了相应优化。该系统的开源及应用可帮助客户大幅提升云上资源的利用效率，降低运营成本，同时获得更加安全可靠的业务运行环境。
腾讯开源惊喜不断
笔者在前文《腾讯“疯狂”开源》中曾经介绍过。在去年腾讯Techo的开发者大会上，正式对外宣布将向着 “自下而上”与“自上而下”相结合的协同式推进开源工作。建立对外开源管理办公室，对开源项目进行指导和帮助，为开发者提供社区合作交流机会，建设以开源为核心的技术生态圈。
笔者刚刚在Github上做了一下统计，目前腾讯在Github上发布的总项目数达到95个，Star数近27万；而且其开源项目很多都堪称重磅，如在18年腾讯将其高性能RPC开发框架TARS及其轻量化名字服务方案TSeer捐赠给Linux基金会；微信Web服务框架WeUI更是一经发布就广受好评。
腾讯在操作系统方面也是动作不断，比如TencentOS Kernel的兄弟- Tencent OS Tiny，这个才刚刚问世的Iot操作系统，凭借其低功耗、低资源占用、模块化、安全可靠等特点，目前在Github上获得3.7k颗star。有关这个项目笔者之前也曾经撰文《腾讯Tiny OS组合NB-loT，值得程序员一试吗》做过详尽介绍。
云原生TencentOS Kernel初体验
在目前超大规模计算的时代，提升效率、降低成本是最基本的时代诉求。而云原生的最大的特点就是可持续交付和微服务化，将容器打造成微服务的运行载体。 
但是现在的通用LINUX系统内核并不是为容器+微服务的云原生架构所设计，在很多方面甚至可以说不太合适云原生，但是TencentOS Kernel做了很多直面痛点的优化工作：
ARM64架构的内核热补丁方案: 内核热补丁技术是一种无需重启服务器，即可实现修改内核运行时代码的技术。基于该技术，可以在不影响业务正常运行的情况下，修复内核bug或者安全漏洞，以提高运营效率、底层平台的稳定性和可用性，并使得业务运营体验有效提升。
目前面向互联网的云服务，每天都会面对数量众多的攻击事件，及时针对内核的漏洞进行热补丁升级是云服务安全运营的最低要求，但是目前其它LINUX内核针对在云计算中被广泛应用的ARM架构设备还缺乏热补丁支持。不过TencentOS Kernel填补了这个空白。
TencentOS Kernel基于Kpatch框架开发了arm64热补丁特性。Kpatch在内核中是基于ftrace实现内核函数的替换，类似于ftrace的动态探测点，不过不是统计某些运行数据，而是修改函数的运行序列：在函数运行某些额外的代码之后，略过旧函数代码，并跳转至新函数。大面积在用户态中，则通过kernel 源码编译内核，打上补丁后再次编译内核，通过分析两次目标文件的变动情况，生成diff.o，并通过解析diff.o生成最终的patch.ko，有关这个方面的实现令人拍案叫绝，笔者后续计划专文详述此部分原理。
升级资源隔离特性：由于容器是特殊的进程，不同容器之间间并不能像同一操作系统下的进程间那样进行共享，安全隔离始终是容器平台的核心问题。而其它版本的LINUX内核提供的隔离特性远远不能满足容器隔离的实际需求内核中，/proc文件系统中大部分信息没有实现namespace功能，隔离性根本无从谈起。
TencentOS Kernel从容器角度出发对于cpuinfo、stat、loadavg、meminfo、vmstat、diskstats、uptime等进行了隔离增强，保证容器中的应用能获得正确的系统状态信息。还提供进程GDB禁止功能，阻止跨进程获取内存，加载动态库等，保障业务进程的数据安全。
并且针对容器内外进程PID对应关系的痛点，做出了优化，在内核参数kernel.watch_host_pid = 1时，容器内可以通过读取/proc/self/hostinfo文件来获取容器内进程在容器外的真实pid。
更重要的是，TencentOS Kernel待push的版本中还特别提到了，将提供包括NVME IO隔离等特性，这将彻底解决IO控制组在多队列设备场景资源利用率低，不支持按比例隔离等问题，保证了不同场景下的IO隔离效果。
CPU弹性调度算法：TencentOS Kernel针对容器的特性实现了专门的调试算法，在离在线业务混布场景下收益十分显著。在不影响在线业务质量的前提下，整机的CPU利用率最高提升了3倍，部分业务场景下可将整机CPU利用率提升至90%。
性能方面，TencentOS Kernel针对计算、存储和网络子系统均经过独有的优化，例如PAGE CACHE LIMIT功能，限制page cache的使用率，尽量使系统剩余的内存能够满足业务的需求；TencentOS Kernel还新增多个sysctl/proc控制接口，内核启动参数等来优化用户体验。
后记
IT业与传统行业最大的不同，就是其背后还隐藏着侠义江湖的影子，笔者相信腾讯此次怀着巨大诚意开源的TencentOS Kernel，也必将能从开源社区中得到中肯的意见与支持。开源则是武林高手下场比武，而在这种不断交流切磋的过程中，必将提高各门派的武功水准。所以在此笔者也由衷希望腾讯今后能够开源更多优质的项目，推动行业良性发展。
