兩個系統的內核結構不一樣，沒什麽可比性，都有各自的優勢。
Linux 內核和 Windows 內核有什麽區別？
內核
什麽是內核呢？
電腦是由各種外部硬體裝置組成的，比如記憶體、cpu、硬碟等，如果每個套用都要和這些硬體裝置對接通訊協定，那這樣太累了，所以這個中間人就由內核來負責， 讓內核作為套用連線硬體裝置的橋梁 ，應用程式只需關心與內核互動，不用關心硬體的細節。
內核有哪些能力呢？
現代作業系統，內核一般會提供 4 個基本能力：
內核是怎麽工作的？
內核具有很高的許可權，可以控制 cpu、記憶體、硬碟等硬體，而應用程式具有的許可權很小，因此大多數作業系統，把記憶體分成了兩個區域：
使用者空間的程式碼只能存取一個局部的記憶體空間，而內核空間的程式碼可以存取所有記憶體空間。因此，當程式使用使用者空間時，我們常說該程式在 使用者態 執行，而當程式使內核空間時，程式則在 內核態 執行。
應用程式如果需要進入內核空間，就需要透過系統呼叫，下面來看看系統呼叫的過程：
內核程式執行在內核態，使用者程式執行在使用者態。當應用程式使用系統呼叫時，會產生一個中斷。發生中斷後， CPU 會中斷當前在執行的使用者程式，轉而跳轉到中斷處理常式，也就是開始執行內核程式。內核處理完後，主動觸發中斷，把 CPU 執行許可權交回給使用者程式，回到使用者態繼續工作。
Linux 的設計
Linux 的開山始祖是來自一位名叫 Linus Torvalds 的芬蘭小夥子，他在 1991 年用 C 語言寫出了第一版的 Linux 作業系統，那年他 22 歲。
完成第一版 Linux 後，Linux Torvalds 就在網路上釋出了 Linux 內核的原始碼，每個人都可以免費下載和使用。
Linux 內核設計的理念主要有這幾個點：
MutiTask
MutiTask 的意思是 多工 ，代表著 Linux 是一個多工的作業系統。
多工意味著可以有多個任務同時執行，這裏的「同時」可以是並行或並列：
SMP
SMP 的意思是 對稱多處理 ，代表著每個 CPU 的地位是相等的，對資源的使用許可權也是相同的，多個 CPU 共享同一個記憶體，每個 CPU 都可以存取完整的記憶體和硬體資源。
這個特點決定了 Linux 作業系統不會有某個 CPU 單獨服務應用程式或內核程式，而是每個程式都可以被分配到任意一個 CPU 上被執行。
ELF
ELF 的意思是 可執行檔連結格式 ，它是 Linux 作業系統中可執行檔的儲存格式，你可以從下圖看到它的結構：
ELF 把檔分成了一個個分段，每一個段都有自己的作用，具體每個段的作用這裏我就不詳細說明了，感興趣的同學可以去看【程式設計師的自我修養——連結、裝載和庫】這本書。
另外，ELF 檔有兩種索引，Program header table 中記錄了「執行時」所需的段，而 Section header table 記錄了二進制檔中各個「段的首地址」。
那 ELF 檔怎麽生成的呢？
我們編寫的程式碼，首先透過「編譯器」編譯成組譯程式碼，接著透過「組譯器」變成目的碼，也就是目的檔，最後透過「連結器」把多個目的檔以及呼叫的各種函式庫連結起來，形成一個可執行檔，也就是 ELF 檔。
那 ELF 檔是怎麽被執行的呢？
執行 ELF 檔的時候，會透過「裝載器」把 ELF 檔裝載到記憶體裏，CPU 讀取記憶體中的指令和數據，於是程式就被執行起來了。
Monolithic Kernel
Monolithic Kernel 的意思是 單核心 ，Linux 內核架構就是單核心，意味著 Linux 的內核是一個完整的可執行程式，且擁有最高的許可權。
單核心的特征是系統內核的所有模組，比如行程排程、記憶體管理、檔案系統、裝置驅動等，都執行在內核態。
不過，Linux 也實作了動態載入內核模組的功能，例如大部份裝置驅動是以可載入模組的形式存在的，與內核其他模組解藕，讓驅動開發和驅動載入更為方便、靈活。
與單核心相反的是 微內核 ，微內核架構的內核只保留最基本的能力，比如行程排程、虛擬機器記憶體、中斷等，把一些套用放到了使用者空間，比如驅動程式、檔案系統等。這樣服務與服務之間是隔離的，單個服務出現故障或者完全攻擊，也不會導致整個作業系統掛掉，提高了作業系統的穩定性和可靠性。
微內核內核功能少，可移植性高，相比單核心有一點不好的地方在於，由於驅動程式不在內核中，而且驅動程式一般會頻繁呼叫底層能力的，於是驅動和硬體裝置互動就需要頻繁切換到內核態，這樣會帶來效能損耗。華為的鴻蒙作業系統的內核架構就是微內核。
還有一種內核叫 混合型別內核 ，它的架構有點像微內核，內核裏面會有一個最小版本的內核，然後其他模組會在這個基礎上搭建，然後實作的時候會跟單核心類似，也就是把整個內核做成一個完整的程式，大部份服務都在內核中，這就像是單核心的方式包裹著一個微內核。
Windows 設計
當今 Windows 7、Windows 10 使用的內核叫 Windows NT，NT 全稱叫 New Technology。
下圖是 Windows NT 的結構圖片：
Windows 和 Linux 一樣，同樣支持 MutiTask 和 SMP，但不同的是， Window 的內核設計是混合型內核 ，在上圖你可以看到內核中有一個 MicroKernel 模組，這個就是最小版本的內核，而整個內核實作是一個完整的程式，含有非常多模組。
Windows 的可執行檔的格式與 Linux 也不同，所以這兩個系統的可執行檔是不可以在對方上執行的。
Windows 的可執行檔格式叫 PE，稱為
可移植執行檔
，副檔名通常是
.exe
、
.dll
、
.sys
等。
PE 的結構你可以從下圖中看到，它與 ELF 結構有一點相似。
總結
對於內核的架構一般有這三種型別：
Linux 的內核設計是采用了單核心，Window 的內核設計則是采用了混合內核。
這兩個作業系統的可執行檔格式也不一樣， Linux 可執行檔格式叫作 ELF，Windows 可執行檔格式叫作 PE。
參考資料
- https:// en.wikipedia.org/wiki/M onolithic_kernel
- https:// en.wikipedia.org/wiki/E xecutable_and_Linkable_Format
- https:// en.wikipedia.org/wiki/W indows_NT
-----------------
說幾句。
小林在知乎寫了很多 圖解網路和作業系統 的系列文章，很高興收獲到很多知乎朋友的認可和支持，正好最近圖解網路和作業系統的文章連載的有 20+ 篇 了，也算有個體系了。
所以為了方便知乎的朋友們閱讀， 小林把自己原創的圖解網路和圖解作業系統整理成了 PDF ，一整理後，沒想到每個圖解都輸出了 15 萬字 + 500 張圖， 品質也是杠杠的，有很多朋友特地私信我，看了我的圖解拿到了大廠的offer。
圖解系統 PDF 開源下載：
圖解網路 PDF 開源下載：
最後祝大家前程似錦，在編碼的道路上一馬平川。
如果文章對你幫助的話，可以給@小林coding
點個贊，點個收藏，評論下更先顯溫情！
