系统架构设计之微内核架构（Microkernel Architecture）

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@小白创作中心

系统架构设计之微内核架构（Microkernel Architecture）

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来源

https://www.cnblogs.com/ElaineTiger/p/18138063

微内核架构（Microkernel Architecture）是一种面向功能拆分的可扩展性架构，广泛应用于IDE软件、操作系统和企业级应用中。本文将详细介绍微内核架构的核心概念、关键设计点以及其优缺点，帮助读者深入理解这一重要的软件架构模式。

一. 什么是微内核架构

微内核架构是一种面向功能进行拆分的可扩展性架构，通常用于实现基于产品的应用。有时也被称为插件化架构（Plug-in Architecture），它通过将核心功能与可扩展功能分离，实现系统的灵活性和可维护性。例如，Eclipse类IDE软件、UNIX类操作系统、淘宝App类客户端软件等都采用了微内核架构。在企业级应用中，如保险公司的保险核算逻辑系统，不同保险品种的逻辑也可以封装成插件。

二. 微内核架构风格-拓扑结构

微内核架构的拓扑结构由两部分组件组成：核心系统（core system）和插件模块（plug-in modules）。这种架构模式包括两种类型的架构组件：核心系统和插件模块，允许将其他应用程序功能作为插件添加到核心应用程序，从而提供可扩展性、灵活性以及功能分离和隔离。

核心系统的功能相对稳定，不会因为业务功能扩展而不断修改，而插件模块可以根据实际业务功能的需要不断地调整或扩展。微内核架构的本质是将可能需要不断变化的部分封装在插件中，从而达到快速灵活扩展的目的，而又不影响整体系统的稳定。模块加载和模块通信是核心系统提供的功能。

三. 微内核的核心系统设计的三个关键点

3.1 插件管理

插件管理需要知道当前系统中有多少个插件，哪些插件处于可用状态，何时加载一个插件，以及如何加载一个插件。常见实现是插件注册表。核心系统提供插件注册表（配置文件、代码或者数据库），插件注册表有每个插件的信息，包括名字、位置、加载时机（启动加载，还是按需加载）等。

3.2 插件连接

插件连接制定了一个插件与核心系统的通信方式，也就是连接规范。插件按照规范实现，核心系统按照规范加载。常见的连接机制有 OSGi（Eclipse使用）、消息模式、依赖注入（Spring使用），甚至分布式的协议都是可以的，比如RPC或者HTTP Web的方式。

3.3 插件通信

插件模块的设计要实现低耦合，但一个业务请求往往需要几个插件模块共同协作来实现，这就需要插件之间实现相互通信。插件间并没有直接联系，所以插件间通信必须通过核心系统，因此核心系统需要提供插件通信机制。和计算机类似，计算机的CPU、硬盘、内存、网卡是独立设计的配件，但运行过程中，各个部件肯定是有通信的，计算机通过主板上的总线提供了组件间的通信功能。微内核的核心系统也需要提供类似的通信机制，各个插件间才能进行正常的通信。