什么是非占先式内核 什么是非占先式操作系统内核

什么是非占先式内核

非占先式内核（Non-preemptive Kernel）是一种操作系统内核调度方式，也称为协作式内核（Cooperative Kernel），与之相对的是抢占式内核（Preemptive Kernel），两者的区别主要在于进程调度时对 CPU 的掌控程度。

1、进程调度

在非占先式内核中，进程需要明确地让出 CPU 使用权，才能够让其他进程使用 CPU，因此进程的调度更多是由应用程序自行管理，一般来说，进程的调度可以使用协程（Coroutine）和另一种称为 Fibers 的编程技术来实现，每当进程陷入 I/O 或者阻塞等待时，应用程序会选择并继续运行另外一个进程。

相比抢占式内核，非占先式内核的特点是可以减少 CPU 周期的浪费，因为其他进程只能在当前进程显式让出 CPU 之后，才能够继续执行。但是，这类内核容易受到单个进程的垄断，因为一个长时间运行的进程，在其不停止或让出 CPU 的情况下，其他进程将无法运行。

2、优缺点

在性能方面，非占先式内核相对于抢占式内核，有更高的效率和更少的延迟。由于 CPU 的使用完全由进程控制和管理，使得操作系统的本身的调度机制更加简单，避开了繁琐的上下文切换和锁的问题。

但是，这种调度方式的问题在于，如果一个进程由于其实现不当或出现了除以零的错误等异常情况，它可能会占用 CPU 资源长时间不释放，影响其他程序的运行。并且进程间的协作需要更加严格的规范容错机制，否则容易因为某个进程的意外停止而导致整个操作系统的崩溃。

3、实际应用

目前，非占先式内核主要应用于一些嵌入式设备的操作系统，例如 Palm OS 和 Symbian OS。这些设备一般具有很强的实时性和响应速度需求，所以需要对 CPU 的调度和抢占进行严格的控制和优化，以保证操作系统的运行稳定性和性能及用户的体验感。

除此之外，一些操作系统也会使用协同式内核进行用户界面的管理，例如 macOS 中的 Quartz Compositor 和 Windows 的 Desktop Window Manager。

结语

通过对非占先式内核的介绍，我们可以看到其相比抢占式内核的优缺点，以及在实际应用中的体现。虽然这种类型的内核在一些嵌入式设备和操作系统领域仍然有应用，但对于更多的大型 PC 和云计算的操作系统而言，抢占式内核则成为了主流的内核类型，因为它可以更好地支持多任务处理和实时性的挑战。