24 內核開發- Linux 內核各種設計模式
Linux 內核中使用了各種設計模式來組織和結構其龐大的代碼庫。以下是 Linux 內核中的一些常見設計模式:
1. 單例模式:
?模塊: init 模塊
?目的: 初始化內核并創建第一個進程 (init_task)
?實現: init_task 是一個單例對象,通過 &init_task 全局變量訪問2. 工廠模式:
?模塊: slab 模塊
?目的: 分配和管理內核內存
?實現: kmalloc() 函數是一個工廠方法,根據請求的大小和類型創建適當的內存對象3. 觀察者模式:
?模塊: inotify 模塊
?目的: 監視文件系統更改
?實現: 文件系統使用觀察者模式來通知 inotify 模塊文件系統更改4. 策略模式:
?模塊: mm 模塊
?目的: 管理內核內存
?實現: 內核使用策略模式來選擇不同的內存管理算法,如 Buddy 系統和 SLOB5. 橋接模式:
?模塊: vfs 模塊
?目的: 提供文件系統抽象
?實現: 內核使用橋接模式將文件系統抽象與具體的文件系統實現分離開來,如 ext4 和 XFS6. 裝飾器模式:
?模塊: fscrypt 模塊
?目的: 加密文件系統內容
?實現: 內核使用裝飾器模式為現有文件系統添加加密功能7. 代理模式:
?模塊: security 模塊
?目的: 控制對受保護資源的訪問
?實現: 內核使用代理模式來限制對系統調用和文件操作的訪問8. 模板方法模式:
?模塊: fs 模塊
?目的: 提供文件系統操作的通用框架
?實現: 內核使用模板方法模式來實現文件系統操作,如讀寫文件9. 責任鏈模式:
?模塊: syscalls 模塊
?目的: 處理系統調用
?實現: 內核使用責任鏈模式將系統調用請求傳遞給一系列內核函數10. 狀態模式:
?模塊: task 模塊
?目的: 管理進程的狀態
?實現: 內核使用狀態模式來管理進程的狀態,如運行、等待和停止
這些實例展示了如何將設計模式應用于 Linux 內核模塊開發,以提高模塊的模塊化、可擴展性和可維護性。
lwn 上有關內核模式的匯總文章,對于學習內核中涉及模式有很大幫組啟發
內核設計模式 Patterns? ?https://lwn.net/Kernel/Index/#Development_model-Patterns?
Linux kernel design patterns - part 1 (June 8, 2009)
Linux kernel design patterns - part 2 (June 12, 2009)
Linux kernel design patterns - part 3 (June 22, 2009)
Ghosts of Unix Past: a historical search for design patterns (October 27, 2010)
Ghosts of Unix past, part 2: Conflated designs (November 4, 2010)
Ghosts of Unix past, part 3: Unfixable designs (November 16, 2010)
Ghosts of Unix past, part 4: High-maintenance designs (November 23, 2010)
Object-oriented design patterns in the kernel, part 1 (June 1, 2011)
Object-oriented design patterns in the kernel, part 2 (June 7, 2011)
Flags as a system call API design pattern (February 12, 2014)
Proper handling of unknown flags in system calls (February 26, 2014)
Losing the magic (December 5, 2022)