在平時的生活中，我們幾乎時時刻刻都在使用操作系統，只是大部分時間你都意識不到它的存在。操作系統到底在背後默默地做了哪些事情，才能讓我們輕鬆地使用電子設備呢？不知道你有沒有產生過這些疑問：
- 桌面上的圖標到底是啥？憑啥我在鼠標上一雙擊，就會出來一個美麗的畫面？這都是從哪裏跑出來的？
- 電腦怎麼知道我鼠標點擊的是這個地方，又是怎麼知道我要輸入的是這個地方？
- 爲什麼我一回車，這些字符就發到遙遠的另外一臺機器上去了？
對於普通用戶來講，其實只要會用就行了，但是咱們作爲專業人士，要深入探究一下背後的答案。操作系統其實就像一個軟件外包公司，其內核就相當於這家外包公司的老闆。爲什麼這麼說呢？
假設，我們現在就是在做一家外包公司，我們的目標是把這家公司做上市。其中，操作系統就是這家外包公司的老闆。我們把這家公司的發展階段分爲這樣幾個時期：
- 初創期：這個老闆基於開放的營商環境（x86體系結構），創辦一家外包公司（系統的啓動）。因爲一開始沒有其他員工，老闆需要親自接項目（實模式）。
- 發展期：公司慢慢做大，項目越接越多（保護模式、多進程），爲了管理各個外包項目，建立了項目管理體系（進程管理）、會議室管理體系（內存管理）、文檔資料管理系統（文件系統）、售前售後體系（輸入輸出設備管理）。
- 壯大期：公司越來越牛，開始促進內部項目的合作（進程間通信）和外部公司合作（網絡通信）。
- 集團化：公司的業務越來越多，會成立多家子公司（虛擬化），或者鼓勵內部創業（容器化），這個時候公司就變成了集團。大管家的調度能力不再侷限於一家公司，而是集團公司（Linux集羣），從而成功上市（從單機操作系統到數據中心操作系統）。
把外包公司做上市的過程，就是我們對Linux操作系統從入門到精通的過程。要做到對Linux瞭如指掌，我認爲你需要爬6個陡坡。在《趣談Linux操作系統》這個專欄裏，我會基於下面這6個陡坡，用“圖解”和“趣談”的形式，帶你一步一步進入Linux操作系統的大門，讓基礎變成你技術生涯的左膀右臂。
第一個坡：拋棄舊的思維習慣，熟練使用Linux命令行
上手Linux的第一步，要先從Windows的思維習慣，切換成Linux的“命令行+文件”使用模式。不過，在這個專欄裏，命令行並不是我們的重點，但是考慮到一些剛起步的同學，在第一部分我會簡單介紹一些能夠讓你快速上手Linux的命令行。專欄每一模塊的第一節，我都會有針對性地講解這一模塊的常用命令，足夠你把Linux用起來。
第二個坡：通過系統調用或者glibc，學會自己進行程序設計
用代碼操作Linux，可以直接使用Linux系統調用，也可以使用glibc的庫。如果說使用命令行的人是吃饅頭的，那寫代碼操作命令行的人就是做饅頭的。你會發現，你平時用的一個簡單的命令行，卻需要N個系統調用組合才能完成。其中每個系統調用都要進行深入地學習、讀文檔、做實驗。經過一段時間的學習，你已經很接近操作系統的原理了，你能看到另一番風景。
第三個坡：瞭解Linux內核機制，反覆研習重點突破
進一步瞭解內核的原理，有助於你更好地使用命令行和進行程序設計，能讓你的運維和開發水平上升一個層次。Linux內核機制是我們這個專欄重點要講述的部分，我會基於最新4.x的內核進行講解，當然我也意識到了內核機制的複雜性，所以我選擇通過故事性和圖形化的方式，幫助你瞭解並記住這些機制。
第四個坡：閱讀Linux內核代碼，聚焦核心邏輯和場景
一旦爬上這個坡，對於操作系統的原理，你應該就掌握得比較清楚了。這個時候，你就可以有針對性地去做課題，把所學和你現在做的東西結合起來重點突破。例如你是研究虛擬化的，就重點看KVM的部分；如果你是研究網絡的，就重點看內核協議棧的部分。
第五個坡：實驗定製化Linux組件，已經沒人能阻擋你成爲內核開發工程師了
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。從只看內核代碼，到上手修改內核代碼，這又是一個很大的坎。例如，你可以自己實現一個設備驅動程序，實現一個自己的系統調用，或者實現一個自己的文件系統等等。專欄最後一個部分，我專門設計了兩個實驗，幫你度過這個坎。只要跟着我的步伐進行學習，接下來，就沒人能夠阻擋你成爲一名內核開發工程師了。
第六個坡：面向真實場景的開發，實踐沒有終點
說了這麼多，我們都只是走出了萬里長征第一步。我始終堅信，真正的高手都是在實戰中摸爬滾打練出來的。
如果你是運維，僅僅熟悉上面基本的操作是不夠的，生產環境會有大量的不可控因素，尤其是集羣規模大的更是如此，大量的運維經驗是實戰來的，不能光靠讀書。
如果你是開發，對內核進行少量修改容易，但是一旦面臨真實的場景，需要考慮各種因素，併發與並行，鎖與保護，擴展性和兼容性，都需要真實項目才能練出來。
這些內容，都出自我在極客時間的第二個專欄《趣談Linux操作系統》。在接下來的四個月，我會帶你一起來一場“爬坡計劃”，按照這個路徑穩步前進，攻克 Linux 操作系統。
值得說明的是，在專欄裏，我希望用一種更輕鬆地方式，讓你掌握Linux操作系統呢。我根據自己多年雲架構師的經歷，總結了一套獨家的Linux操作系統學習方法論，通過“圖解”和“趣談”的方式，讓你更輕鬆地學習Linux操作系統。
1、趣談，將枯燥的基礎知識結合某個場景，生動具體的講述，幫你加深理解、鞏固記憶、夯實基礎。就像前面圖片裏描述的，我會延伸這家外包公司的故事，把它的發展分爲幾個階段，並在專欄詳細地逐一講解。
2、圖解，一圖勝千言。我會通過圖譜的方式，將Linux複雜的概念、數據結構、流程表現出來，用一張圖串起一篇文章的知識點。最終，整個專欄下來，你如果能把這些圖都掌握，你的知識就會形成體系和連接。在此基礎上再進行深入學習，就會如魚得水、易如反掌。
文件操作在各個層的數據結構的關聯
作者介紹
劉超，網易杭州研究院雲計算技術部首席架構師，QCon2019 廣州專題出品人。我有 15 年雲計算領域研發及架構經驗，出版過《Lucene 應用開發解密》。
極客時間的老用戶都知道，我也是極客時間“趣談網絡協議”專欄的作者，這個專欄目前有超過 3 萬人訂閱，我收到很多用戶的反饋，說非常認可我這種“像小說一樣”的“趣談”形式，講得通俗易懂，可以更好的理解底層知識。
大家的學習熱情也十分高漲，光互動留言就超過了 5 萬字。在和很多同學交流後，我發現很多人希望我繼續延續“趣談”的形式，講一講 Linux 操作系統。這也是《趣談 Linux 操作系統》專欄誕生的初衷。
出處：極客時間《趣談Linux操作系統》專欄