2025春夏开源操作系统训练营总结报告-Levio-z

第一阶段

• 为什么来这个训练营

  • 最初是在寻找 Rust 的练手项目过程中，偶然了解到本训练营。自己本就对系统级编程充满兴趣，因此毫不犹豫地报名参加。

• 官方通过要求：

  • rustlings+10道算法题

• 主要参考资料：

  • https://rust-book.cs.brown.edu/

  • https://course.rs/about-book.html

• 学习过程

  • 基于一定的编程基础，我通读了一本 Rust 入门教材，同时刷了约 100 道 LeetCode 算法题，作为语言练习。尤其链表类题目虽然困难，但反而非常适合加深对 Rust 所有权模型的理解。

• 感想

  • 第一次参与开源社区形式的学习训练营，整体学习路线、资料与交流氛围都非常优质。opencamp 社区内容丰富、质量上乘，是一次令人愉快的学习体验。后续还会继续参与类似项目。

第二阶段

• 官方通过要求

  • rCore-Camp-Guide-2025S 文档（通过要求）的课后练习

• 参考资料

  • CSAPP
    • 重点补充：第 7 章 链接过程
  • 操作系统导论
    • 快速回顾前 19 章内容
  • RISV手册
    • 重点理解：解特权级切换
  • rCore-Tutorial-Book-v3 3.6.0-alpha.1 文档（核心）
  • rCore-Camp-Guide-2025S 文档（通过要求）

• 学习过程

  • 这一阶段持续了约一个月，重点围绕 rCore-Tutorial 详读源码与注释。课后题本身难度不大，但深入理解 rCore 的执行过程与实现细节则颇具挑战。计划后续通过整理文档、写文章的方式进一步复习与巩固。

• 感想

  • 从“移除应用执行环境支持”出发，到手动链接最简调度系统、构建时间片轮转机制、物理内存页帧管理与多级页表，再到文件系统、线程管理与用户态支持……整个过程让我系统性理解了操作系统的核心构件。以往只是停留在八股文式的“理解层面”，这次才真正从源码出发理解了“为什么这样设计”，并洞察背后的一致性原则与设计哲学。现代软件系统中常见的“新框架”“新技术”，本质上很多都是对底层原理的重新组合与包装。打牢这些底层基础，将对未来应对复杂系统设计提供极大帮助。第二阶段的 rCore 项目就是一个极佳的底层能力训练平台。

第三阶段

• 官方通过要求
  • 6道练习题，一道挑战题
• 参考资料
  • 学习视频
  • 文档：https://oslearning365.github.io/arceos-tutorial-book/
• 学习过程
  • 得益于第二阶段的深入积累，第三阶段在约三周内顺利完成任务。以文档为主导，同时配合源码阅读与实验。
• 感想
  • 这一阶段让我初步建立了对“组件化操作系统设计”的理解。ArceOS 的设计将 Rust、OS 内核抽象与组件化思想结合在一起，是极具前沿性的操作系统实践。ArceOS 所体现的“组件化操作系统设计”核心在于：如何在保障各模块职责边界清晰的同时，实现高度解耦却协同有序的组合机制。看似简单，但背后依赖于扎实的底层系统知识与成熟的架构设计思想。ArceOS 不仅是对底层操作系统设计理念的前沿探索，更启发我思考如何在不同工程场景中抽象、迁移并落地组件化设计思想。

    前三阶段总结

  • 总之，确实学到了很多，希望能完成四阶段，最后衷心感谢所有无私奉献的导师和伙伴

    第四阶段

    背景

    我是 Java 后端开发工程师，长期对系统级编程和基础设施方向怀有浓厚兴趣。训练营前，我的目标是借助项目实践机会积累 Rust 经验，并逐步转向系统软件方向。这是我第一次参与开源项目协作，过程中不仅大幅拓宽了技术视野，更激发了我对开源文化的认同与热情，同时促使我对系统级编程领域有了更深入的理解和思考。这些经历坚定了投身系统软件和开源生态建设的决心。

    主要工作

    第一周

• 梳理了 Rust 中 async/await 异步模型的执行机制和运行时结构
• 观看向勇老师异步操作系统相关视频，了解异步的操作系统的方向的最近进展
• 周会上确定了初步目标：使用异步优化smoltcp和Arceos中的网络相关模块

  第二周

• 完成对 lazyinit 项目的 PR 改进
  • 虽然修改不复杂，但作为第一个开源贡献，对个人具有重要意义
  • 通过深入研究 lazy_static、OnceCell 等标准库机制，加深了对线程安全延迟初始化（全局单例）设计模式的理解
  • 启发我开始构建长期维护项目：Rust 中设计模式最佳实践
• 完成用户态爬虫
  • 使用 reqwest + tokio 构建异步爬虫，显著感受到异步模型对 I/O 密集型任务的性能提升
  • 通过日志分析发现：爬取网页耗时远超解析网页，确认异步模型对于高并发爬虫的价值
  • 对比 Java 传统线程池 + 回调模型，以及对Rust 异步运行时中future的可组合性，感受到了Rust异步的强大
• 通过迭代 WebServer 逐步深入 Rust 异步编程
  • 手动实现 poll、Future 等底层机制，结合项目实践理解 async 底层原理
• 修改目标：
  • 初步阅读 smoltcp 和 ArceOS 的网络模块源码及相关分析文档后，意识到其中涉及的协议细节远超自己的当前掌握程度，一度感到无从下手
  • 正当我陷入焦虑和困惑时，向勇老师的一句，“你要沉下去”给了我极大的启发和鼓励，在老师的建议下，我及时调整目标：从零实现一个简化版的 TCP 协议栈，再逐步尝试贡献到 smoltcp 或 ArceOS 等成熟开源项目中

    第三周

• 完成 TCB 状态管理结构与部分状态机逻辑
• 实现服务器的三次握手（SYN）和四次挥手（FIN）流程，具备最基本的连接生命周期管理能力
• 分支 dev 上尝试更接近 std 的接口模型，目前仍在调试阶段
• 实现过程中大量阅读 TCP 协议细节、状态转换标准，提升对 TCP/IP 协议的系统理解
• 项目地址

  总结

  这段训练营经历极大拓宽了我的认知。群里众多优秀开发者让我真正体会到“卓越工程师”的含义：深入技术细节、追求极致设计、乐于分享交流。看着大家在短短一个月内完成高质量、复杂度极高的系统项目，我不仅深受启发、倍感鼓舞，更由衷地感到惊讶。大家对系统设计和实现的理解深度，以及在极短周期内高效推进项目的能力，都远超出了我的预期。这种冲击让我意识到，自己在技术深度以及工程实践上的积累还远远不够，也更加坚定了我沉下心来扎实学习、长期投入开源的决心。
  通过本次训练营，我从 Java 后端开发者的视角，初步窥见了 Rust 在系统编程与异步操作系统方向的技术魅力。并亲手完成了一些系统方向的实践项目，切身感受到开源协作的高效与活力。训练营结束后，我也正式开始计划长期参与开源项目，为社区持续贡献力量。

  下一步目标

• 长期维护开源项目：
  • design-patterns-rust: 系统收集和实现 Rust 中常见设计模式
  • learn-rust: 构建学习路径、记录 Rust 编程与系统知识
• 协议栈方向：
  • 持续迭代 tcp-rust 项目，支持更多 TCP 功能（重传、窗口、拥塞控制）
  • 尝试加入异步 API 封装
  • 最终能向 smoltcp / Arceos 提交网络组件相关的 PR

    其他

• 本次经历的笔记和记录均可在2025春夏季开源操作系统训练营中找到