優麒麟是由麒麟軟件有限公司和中國CCN開源創新聯合實驗室共同發起和維護的開源項目，自2013年成立以來，已累計發行19個版本，下載量超過3800萬次，向開源社區貢獻代碼數百萬行，被Linux、Debian、Ubuntu、OpenStack、Ceph等國際開源社區接收的Patch超過7400個，在全球範圍内擁有數十萬活躍用戶。
此文章轉載自 InfoQ 官方公衆号：
采訪嘉賓 | 餘傑博士、劉曉東博士
作者 | 淩敏
20 世紀末，中國掀起操作系統本土化浪潮。在随後的 20 餘年時間裡，依托開源生态以及政策東風，這股浪潮愈加猛烈，也湧現出了越來越多好用的國産操作系統。
作為能讓計算機正常運行的根基，操作系統扮演着不可替代的角色，然而，開發操作系統卻是一個艱難的旅程。本文中，InfoQ 采訪了優麒麟項目負責人餘傑博士、開發負責人劉曉東博士，希望他們的實踐經驗能給大家帶來一些啟發和思考。
1、2013-2022，優麒麟 9 年的變遷與升級
2013 年，優麒麟項目正式啟動。同年 4 月，優麒麟 13.04 版本正式發布，面向全球免費下載并開放所有源代碼，在漫長的發展長河中，有三個不得不提的重要舉措。
創建獨有桌面環境 UKUI：融入中國特色，更有科技感、時尚感為計算機用戶提供的 Linux 體驗是團隊開發優麒麟的初衷，也是團隊一直堅持和努力的方向。從建立之初，優麒麟團隊就着手以桌面環境為起點去打造一款具有更佳用戶體驗的 Linux 發行版。這是因為桌面環境作為操作系統的重要組件，是用戶使用操作系統最直接的入口，一個好用的桌面環境可以大幅降低用戶使用 Linux 的門檻，甚至可以直接提升操作系統的使用人數。
然而桌面環境的實現并不輕松，基礎實現難度較大。因為桌面環境覆蓋了很多基礎組件，如開始菜單、文件管理器、控制面闆等，工作量較大;同時，桌面環境還要對底層硬件進行管理控制，對上層應用提供支撐，技術難度也較高。
在經過了大量的用戶調研和自主設計後，優麒麟開發出了全新的桌面環境 UKUI，并在其中融入中國特色，比如 2017 年 4 月發布的 UKUI 2.0 就遵循了中華民族美學核心——觀物取象，主色調采用了源自大自然的中國傳統顔色，而圖标及默認壁紙則是拟物化和扁平風結合統一的形式。
2018 年，UKUI 桌面環境正式進入主流發行版 Debian 的官方倉庫，成為第一款由中國團隊主導開發并進入兩大國際主流社區的桌面環境。2020 年， UKUI 3.0 預覽版發布。UKUI 3.0 作為 UKUI 的第三個大版本，使用 Qt 開發，并新增了諸多新特性，如跨平台支持，兼容 x86、ARM64 等多種主流架構;4K 支持，采用 SVG 格式圖标，并通過 DPI 設置，支持 -300% 的整倍縮放。2021 年，UKUI 被 openSUSE 和 Gentoo 社區倉庫收錄，成為其可選桌面環境之一。
截至目前，UKUI共有 177 位開發貢獻者，累計項目代碼量超 300 萬行。
引入雙内核解決方案：在穩定性、兼容性與特性間得到平衡2021 年 4 月，優麒麟 20.04 LTS Pro 版本正式發布，這是基于 20.04 長期支持版本的更新，并将提供 5 年的技術支持。
優麒麟 20.04 LTS Pro 引入了雙内核解決方案：集成 Linux 5.10 LTS 版本内核，同時提供 Linux 5.4 LTS 版本内核，用戶可以在 Grub 界面選擇任一版本内核進行體驗，滿足更多場景下的用戶使用需求。
這種雙内核的設計優勢明顯，Linux 5.10 LTS 版本内核能提供一些 Linux 的特性，帶來了許多功能增強和更多的設備支持;Linux 5.4 LTS 版本内核具備更好的穩定性和兼容性。總的來說，這種雙内核方案能夠在穩定性、兼容性與特性間得到平衡。
目前，優麒麟社區已累計發行 18 個版本，下載量超過 3800 萬次，向開源社區貢獻代碼數百萬行，在全球範圍内擁有數十萬活躍用戶。
擁抱 RISC-V：開展硬件模塊化與軟件模塊化相融合的操作系統架構設計近年來，以 RISC-V 為代表的開放架構指令集備受關注。
RISC-V 是一個基于精簡指令集(RISC)原則的開源指令集架構(ISA)。與 x86、ARM 相比，RISC-V 可以完全自由免費使用，并容許添加自有指令集拓展以實現差異化發展。
目前，RISC-V 正赢得越來越多的支持者，成為後摩爾時代深刻影響芯片産業的重要變量。優麒麟也将 RISC-V 作為重要的戰略方向。2021 年 12 月 29 日，優麒麟社區發布支持 RISC-V 架構的系統——20.04 Pro (RISC-V)版本。
RISC-V 有如此明顯的架構優勢，但與 x86 和 ARM 架構相比，RISC-V 短闆也很明顯，那就是應用生态系統不夠完善。為了補足這一短闆，優麒麟在 RISC-V 版本中自帶 20+ 款自研軟件，豐富了 RISC-V 應用生态系統。
此外，優麒麟也在生态兼容上下功夫。“生态兼容是操作系統廠商最繞不過去的一個檻，要麼我們自己構建生态，要麼兼容生态。我們希望能夠把 x86 和 ARM 比較完善的應用生态，通過指令集轉換和應用兼容運行環境的方式，兼容到 RISC-V 的生态上來。”劉曉東博士說道。
今年 2 月，英特爾宣布加入 RISC-V 國際基金會，這對 RISC-V 生态發展無疑是一大利好。不過也有專家指出，RISC-V 需要盡快逼近甚至超越 ARM 的性能，這需要來自硬件 IP、後端優化、封裝優化、軟件優化等多方面的支持。
不過，由于 RISC-V 本身是個可擴展架構，更多應用在 IoT 領域這種對性能要求不高的地方。當前國内雖然有多家廠商進軍這一賽道，但更多是基于 RISC-V 開發面向低端場景的芯片。
“我們評估至少再花個三五年的時間， RISC-V 芯片才能在 PC 這種場景上比較成熟。今年我們會将 Web 版本作為優化的重點，目前國際上幾個主流的發行版，比如 Debian、 Ubuntu 都有 RISC-V 的版本，但還缺乏對 RISC-V 芯片特征的針對性優化，比如它的模塊化特性，這是我們今年的重要任務之一。”餘傑博士表示。
除了在 RISC-V 上加大研發支持和投入，未來，優麒麟也會關注操作系統智能化，對用戶習慣進行深入的學習和挖掘，提供智能語音助手等相應的功能，并增強對當前主流深度學習框架例如 TensorFlow 的支持。
回顧過往 9 年，優麒麟積累到的經驗是，做開源項目尤其是開源操作系統，需要重點關注兩方面：第一，重視開源規則;第二，重視代碼質量。
開源操作系統不同于開源軟件，它的整個倉庫方案有三四萬個軟件包，這些軟件包中各個功能、協議間的相互影響比較複雜，因此需要專門的人員來做合規性評估和審核，并重視工作規範，程序的正确性以及邏輯完備性上下功夫。
2、生态難題下，多端融合給了 Linux 操作系統彎道超車的機會
經過 20 餘年的追趕，國産 Linux 操作系統與國外主流操作系統如 Windows 在性能上的差距正在逐步縮短，某些領域甚至可以實現反超。但桌面應用并不是性能為王，而是生态為王。目前，國産 Linux 操作系統在推廣的過程中，遇到的核心的問題就是應用生态。而生态又不單單是僅靠金錢或人力投入就能解決的。
通常來說，豐富 Linux 應用生态有兩種途徑：在 Linux 上寫原生應用，這是最理想的途徑，但存在諸多不可控因素;兼容，把其他平台上用得好的軟件也在 Linux 平台上運行起來。兼容有很多種不同技術，比較常見的是采用模拟器技術，即通過虛拟機擴大應用生态，但這種方式往往也會帶來性能上的損耗和易用性的損失。
要想實現不同運行環境之間的互通，豐富 Linux 應用生态，還需要再添一把火。麒麟移動運行環境 KMRE 應運而生。2021 年 6 月 20 日，優麒麟新發布的 20.04 LTS Pro 版本宣布支持移動兼容環境， 通過麒麟移動運行環境 KMRE，實現桌面和移動端全面打通，極大地提升了優麒麟操作系統應用生态的豐富性。
2016 年開始，優麒麟團隊展開技術攻關，創新開發 KMRE 架構。KMRE 的研發是一個系統性的工程，代碼量大。它不同于虛拟機，架構通過共用内核，直接使用硬件，同時支持 ARM 和 x86 設備和多種 CPU、GPU，有效解決了顯示性能損耗、多窗口運行、桌面共享、文件互通等問題，将 Linux 操作系統和 Android 操作系統“合二為一”。兩個系統共用同一個内核，共享硬件資源，并且 KMRE 可以直接使用硬件資源。
技術實現上，KMRE 采用原生運行模式，從 Linux 内核到 Android 硬件抽象層，再到 Android 運行時庫、應用運行框架實現打通。在硬件抽象層面，也需要進行相應的打通和适配，如電池、GPS、重力感應等等。此外，Android 操作系統的應用通常以單窗口的方式展現，而在 Linux 操作系統中，用戶需要在多個窗口中打開不同的應用，這也是二者存在差異的地方。
“雖然 Android 起源于 Linux，但它主要運行在手機端，而 Linux 現在更多面向的是桌面和服務器端，二者的應用環境不同，軟件棧也存在很大的差異，甚至進程間通信和共享内存的機制也是不同的。”劉曉東博士介紹道。
此外，KMRE 還提供了兩種顯示框架。第一種通用模式，針對所有顯卡，包括開源和閉源的顯卡，兼容性極高;第二種高性能模式，針對于開源驅動的顯卡，能夠直接訪問硬件，做到零性能損失。
多端融合為操作系統帶來了新的改變，極大地豐富了應用生态，滿足用戶更多的應用需求。近年來，越來越多的操作系統在多端融合上發力，如微軟的 Windows 11 操作系統就帶來了 Android 子系統，可直接運行 Android 應用，OpenHarmony 也将與 OpenEuler 能力共享、生态互通。
那麼，多端融合是國産操作系統加速崛起的必然選擇嗎?餘傑博士認為，多端融合給了國産 Linux 操作系統一個彎道超車的機會。“在過去，如果我們想用 Linux 操作系統去替代 Windows 是一件比較困難的事情，因為 Windows 的應用生态已經非常成熟。現在，通過多端融合，我們可以用移動的方式來解決 Linux 此前無法處理的應用場景，降低替換難度。長遠來看，多端融合給了我們一個崛起的機會。”
多端融合使得用戶對于單個操作系統的依賴性正在減弱。随着物聯網技術進一步發展，個人智能設備數量陡增，多端融合技術也可以讓這些設備之間實現更好的聯動，高效傳輸信息。可以預見的是，在未來，多端融合也會帶來更多奇妙的反應。
3、從 80 分到 100 分的跨越
當前國内基礎軟件産業整體仍落後于國際的水平，中國市場也一直沒有催生出基礎軟件企業。究其原因，劉曉東博士認為，國内對于開源的理解以及重視程度還不夠，從事開源軟件開發的人數也比較有限。同時，國内缺少比較良性的社區運行模式，缺乏的開源社區。
“比較好的一點是，我們可以看到國家在‘十四五’規劃裡對開源社區有了更多的重視，我認為在未來五年裡，開源社區可以迎來發展機遇，會有更多的人參與到開源事業中來。”
至于一個開源項目如何才能更加持續、穩定地運營下去，從感性維度而言，需要的是“熱愛”。“隻要有一波人對着同一個開源項目有了足夠多的熱愛，就能夠保證這個開源項目能夠有持續性的投入，以及較高的活躍度，能夠不斷地去跟國際主流開源社區進行交流和碰撞，從而讓這個開源事業走向成熟和穩定。”劉曉東博士說道。
從理性維度而言，則是需要“成熟的商業模式”。“有個成熟的商業模式，它才能夠真正長久的走下去。”餘傑博士說道。
在信創背景下，國産操作系統發展逐步駛入快車道，餘傑博士認為，如果 Windows 是 100 分的話，那麼國産操作系統已經達到七八十分的水平。
“目前在整個 Linux 桌面水平、生态，以及性能優化方面都做了很多工作，雖然和 Windows 分數差距沒那麼大，但從 80 分到 100 分需要極大的投入，甚至是整個行業的帶動。與此同時，國産操作系統應該在用戶體驗上下功夫，可以借鑒蘋果、安卓的設計思路，但也要做出自己的特色。”
從 80 到 100 分需要跨越多少江河，背後需要做出多少工作，這是留給每個從業者的難題。
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