如果让计算机不使用操作系统做服务器性能上是否会更有优势?
首先得明白，操作系统这玩意儿是怎么回事。它就像一个超级管家，负责管理计算机里所有的硬件资源——CPU调度谁来跑，内存分配给谁，硬盘怎么读写，网卡怎么收发数据，就连键盘鼠标这些外设也归它管。我们写的那些程序，不管是网页服务器软件（比如Apache、Nginx），还是数据库软件，它们都没法直接去跟硬件打交道。它们得通过操作系统的“API”（应用程序接口）来申请资源、发出指令。这个API就是操作系统提供的一个统一的“语言”，让千差万别的软件能跟千差万别的硬件进行沟通。
那么，如果去掉操作系统，直接在硬件上跑服务器软件，会发生什么？
理论上的“优势”
从纯粹的性能角度来看，去掉操作系统这层“翻译官”，确实有可能节省一些CPU周期和内存开销。毕竟操作系统本身也要占用一部分资源来运行，它的调度算法、进程管理、内存保护等等，都是需要消耗计算能力的。少了这部分开销，理论上服务器软件能独享更多的硬件资源，可能跑得更快，或者在相同资源下处理更多的请求。
想象一下，你不用操作系统，而是直接把服务器软件写成“固件”，像很多嵌入式设备那样，它一开始电就直接运行起来。这样一来，启动速度会极快，因为省去了操作系统的加载和初始化过程。而且，所有的硬件访问都直接由服务器软件来控制，没有了操作系统的仲裁和层层封装，理论上可以实现更细粒度的硬件控制，从而优化特定场景下的性能。
实际的“麻烦”和“劣势”
但现实往往比理论要复杂得多。让我们来深入看看没有操作系统的服务器会遇到哪些实际问题，以及这些问题如何抵消甚至超越了理论上的性能优势：
1. 硬件兼容性和驱动程序的问题： 不同的服务器硬件（主板、网卡、硬盘控制器、显卡等等）都有自己独特的工作方式和指令集。操作系统最核心的功能之一就是通过“驱动程序”来统一管理这些硬件。每一个硬件厂商都会为操作系统编写对应的驱动，让操作系统能够理解并控制这些硬件。
如果去掉操作系统，那么你写的服务器软件就得为所有你使用的硬件一一编写驱动。这意味着你需要像硬件厂商一样，深入了解每一块网卡、每一块硬盘的寄存器、中断请求、DMA（直接内存访问）等等底层细节。这工作量是极其庞大的，而且一旦硬件更新换代，你就得重新编写或修改你的驱动。这种情况下，你的服务器软件将高度耦合于特定的硬件平台，失去了通用性。
2. 资源管理的混乱： 在一个复杂的服务器环境中，通常会有多个进程或线程在同时运行（比如处理Web请求、数据库查询、日志记录等）。操作系统提供了强大的资源调度和管理机制，确保这些进程能够公平地、有效地分配CPU、内存等资源，并且互相之间不会干扰。
没有操作系统，谁来决定哪个请求先处理？怎么分配内存？怎么防止某个任务耗尽所有内存导致整个系统崩溃？这些都需要你的服务器软件自己来解决。你需要自己实现一套复杂的调度算法，内存分配器，甚至进程间通信（IPC）机制。这不仅是技术上的巨大挑战，而且很可能在你尝试实现这些复杂功能的过程中，引入比操作系统本身更低效的开销。
3. 可靠性和容错性： 操作系统内置了许多用于提高系统可靠性和容错性的机制。例如，内存保护机制可以防止一个程序访问另一个程序的内存空间，从而避免程序崩溃导致整个系统瘫痪。错误处理、异常捕获、崩溃恢复等功能也都是操作系统提供的。
如果你的服务器软件需要直接管理硬件和内存，那么任何一个微小的编程错误，比如一个越界访问，都可能直接导致硬件故障，或者使整个服务器宕机，而没有操作系统的保护层来隔离这些错误。从服务器的稳定运行和可用性角度来看，这是非常危险的。
4. 网络协议栈的复杂性： 网络通信是服务器的核心功能。TCP/IP协议栈，包括TCP、UDP、IP等一系列复杂的协议，以及它们在网络接口上的具体实现，都非常庞大且精巧。操作系统提供了成熟、经过广泛测试和优化的网络协议栈。
如果需要从头开始编写一个完整的网络协议栈，这本身就是一项极其艰巨的任务。你需要处理分包、重组、拥塞控制、流量控制、路由等等一系列细节。自己从零开始实现一个性能和健壮性都能与现有协议栈相媲美的网络栈，难度几乎是不可想象的，而且效率很可能不如经过多年优化的操作系统版本。
5. 安全性问题： 操作系统提供了用户权限管理、访问控制、安全审计等一系列安全机制，用于保护系统免受恶意攻击。
如果服务器软件直接暴露在硬件层面，缺乏操作系统的安全隔离和权限控制，任何一个有漏洞的请求或者内部错误，都可能被利用来获取对整个系统的控制权，或者直接破坏数据。
6. 开发和维护成本： 开发和维护一个不依赖操作系统的服务器软件，意味着你需要处理所有低级硬件交互、系统级并发管理、网络协议栈等问题。这将极大地增加开发周期和成本，而且软件的维护将变得异常困难，因为你需要跟踪和适应所有硬件的变动。
有没有例外？—— 特殊场景下的“裸奔”
虽然对于大多数通用服务器场景，“直接在硬件上运行服务器软件”是弊大于利的，但在一些非常特殊的场景下，确实存在类似“裸奔”（baremetal）的模式，但它通常是以一种高度专业化、高度定制化的方式进行的：
嵌入式系统中的专用服务器： 比如一些网络设备（路由器、交换机）或者工业控制系统，它们可能运行着非常简单的、高度优化的服务器软件，并且直接在特定的硬件平台上运行。但这通常是针对单一、固定的硬件环境，并且软件功能非常有限。
实时操作系统 (RTOS) 与服务器应用结合： 一些对时延要求极高的实时应用，可能会使用裁剪到极致的实时操作系统，或者将一部分核心功能直接编译到内核中，以减少系统调用开销。但这仍然是在一个简化的“操作系统”框架下进行的。
某些虚拟化技术的前置组件： 一些虚拟化技术（如Hypervisor）会运行在硬件之上，然后在其之上运行虚拟机操作系统。虽然Hypervisor本身不是一个通用操作系统，但它也承担了管理底层硬件和提供虚拟化环境的功能。
总结
总的来说，让计算机不使用操作系统直接做服务器性能上可能获得一些理论上的微小优势（例如更低的启动延迟和更少的通用开销），但这种优势在实际应用中几乎会被巨大的开发复杂度、硬件兼容性噩梦、资源管理混乱、可靠性下降、安全性风险以及极高的维护成本所淹没。
现代操作系统之所以能够成为服务器的基石，正是因为它解决了所有这些底层复杂性问题，提供了一个稳定、安全、高效且易于开发的平台。我们之所以能轻松地部署和管理各种高性能服务器应用，正是得益于操作系统背后默默工作的强大能力。所以，与其说去掉操作系统能带来性能优势，不如说操作系统本身就是为了让服务器应用能够以一种更可靠、更高效且更容易管理的方式运行而存在的。对于绝大多数服务器应用场景而言，这层“中间层”是必不可少的，而且其带来的便利性和稳定性远超于它本身消耗的那点资源。
网友意见
一句话的回答就是：性能上是肯定有优势的，但系统的可扩展性很差，并且成本很高。
裸机跑服务，思路其实就是高度定制化的操作系统，只保留必要的功能，把不需要的东西都砍掉。这种设计在RTOS/嵌入式领域非常常见，很多RTOS/嵌入式都可以实现高度的定制化，确实可以提供非常高的性能。
然而这种系统的问题是成本太高，一个是定制操作系统本身，另一个是软件设计限制，尤其是后者。比如内存管理性能太差，开发出一套基于裸机的内存管理模块，那么像malloc/free这种最基础的API可能都要从头写。考虑到glibc的很多东西都是基于系统调用之上的，现在连操作系统都没有，那么glibc也要重新设计，这对于上层应用（比如题主的web服务）来说简直是灾难。
而且一旦有新的技术规范出现以后，这种系统上扩展新功能的成本过于高昂。比如现在有一套新的加密算法，对于一般的Linux服务器来说，从开源社区拿一个开发包编译一下就可以了，接口可能都是POSIX规范的。但高度定制化的系统里，POSIX接口可能是不完整甚至是没有的，那么就需要自己重写一套，这样的开发成本太高了。
现在软件开发领域，由于代码的复杂度太高，大多数软件都需要互相借鉴、依赖其他软件包的代码、库等等，很少有公司会从头造轮子，那样的话软件开发成本远远高于硬件成本。
一个高度定制化的web服务器，可能性能上最多高出1-2倍，但开发成本可能是10-20倍都不止，有这个钱，多买几台服务器就好了。而且后期升级困难，维护困难（操作系统的很多功能其实是方便用户调试、维护的，这些“多余”的功能确实影响性能，但非常有用）。
当然了，如果有钱，非常有钱的话，这种定制的系统是可以做到的，有一些特殊的领域，比如金融、航空航天、军工等，都可以找到这种类似的系统，只要不差钱。
高度定制化的，不仅仅有软件，还有硬件，比如高端交换机的交换芯片，就是高度定制化的，比特币的矿机，也是高度定制化的，芯片只有一个功能，只做一件事，性能非常高，通用性很差。只要有钱（比如挖矿），肯定有人造的出来。
所以，这不是一个技术问题，这是钱的问题。
和通常的os比，绝对会。
但你真要做下来就会发现，最终效果是：你自己实现了一个迷你的os kernel。既然如此，和你一开始从某个os（例如说*nix/bsd）出发，按需裁剪一个高度定制化的极简os又有多大区别呢？
所以，实际上如果有类似“独占硬件所有资源以实现性能最大化”的需求，如很多“硬件”（如F5、游戏机），或者裸服务器上跑的系统（如vmware esx），都是走的定制化kernel路线的。
Web或数据库服务器一定涉及到文件系统、内存管理、多线程/多进程、I/O调度、TCP/IP协议栈、网卡驱动、磁盘控制器驱动.....。这样你如果自底向上做一个服务器软件，最终实现的就必然包括一个符合《操作系统原理》教材描述的操作系统概念的底层框架，相当于自己实现了一个操作系统。
至于性能上有没有优势，就看你做的这一套东西和成熟的操作系统比有没有优势了。
答案是可以，而且也不罕见，但并没有更有优势。
如果没有os直接跑，那很多os来处理的杂活你就得自己来，比如文件系统的管理。比如tcp/ip协议栈的实现。
进程线程内存管理你也都得自己从头写。当然喽，都是自家人，好好相处可以不打架。但所有东西就都得你自己做了，也就不用指望第三方给你做开发了。因为我想你也接受不了第三方写的东西出一点点问题整个系统就崩溃，对吧？
而且硬件部分你也都得自己驱动，比如网卡。所以通用方案你也就别想了，硬件打包一起卖吧。
那有没有这样得产品呢？有呀，显卡，阵列卡，甚至路由器，交换机，凡是厂商自己做固件的，基本上都是呀。
为什么说没有优势呢，这些底层的东西每个产品你都得重新开发一遍，不累吗？咱还没说bug的问题对不对？所以直接拿个好用的不就得了？比如Linux。
你说的这个东西早就被广泛应用了，尤其是在互联网服务器领域和金融领域，每一家稍微大点的交易公司都有一套这个系统吧。
你说的这个东西，名字叫内核旁路， kernel bypass。
有一些特定的网卡，为了保证数据收发/读写的速度，数据不过内核， 不过CPU，从旁路直接进出user space（内存或外存）。如果你要系统操作这些数据，用的不是一般系统层的包，而是用Programmable packet processing. 直接pcap抓数据包操作。
如果你为了速度要你的服务器绕开kernel， 你的数据发送方法不是web/数据库，而是共享内存。你都不计开销的跑web/数据库了，绕开系统还不如优化下你的网页/数据库。
这是个错误的看法。
如果没有操作系统，你要怎么做哪些基础设施？
比如网络驱动文件管理驱动？比如多进程多线程并行？你不会认为自己服务器就一个进程线程？
这一堆东西都没有，你怎么方便去编程构建业务？
“该程序只提供web或者数据库之内的其中一项服务，”你难道认为web服务器或者数据库就一个进程线程？没有调度你怎么去做？你自己重写文件管理读写驱动？自己重写网络驱动？自己重写终端链接？
当然，如果是极其精简的程序，确实可以做到不用操作系统，比如很多嵌入式设备就没有操作系统，这是常识。但如果你的嵌入式系统想要访问网络想要即时存文件，你至少需要去适配网络驱动模块，而这些知识恐怕不是那些写java增删查改的人会的。
不会。一般来说会更慢。
会这么想，是因为你对操作系统有太多的误解。
你以为操作系统是到乡间扰民、不干正事的高官：
其实操作系统是一个随叫随到兢兢业业任劳任怨、苦活累活都归他干的打工仔：
别以为你随随便便就能造出这么一个站到台上能玩调度、俯下身去能玩好网卡硬盘、把各种缓存管的条理分明效率一流的全才。
你以为操作系统是个华丽的空壳子、劳民伤财只为排场：
那叫用户界面。
其实操作系统核心小的很，哪怕最新的Windows10/11以及Linux核心都非常非常的小，小而精简——你看到Linux kernel有几十M，那是因为里面放置了太多设备驱动，打个比方的话就是带了个专业技术团队。
实际上，去掉多余的驱动、去掉不常用功能后，Linux kernel甚至可以裁剪到不到2M大——甚至带上基本的、图形化的桌面都可以小至10M。
没错，那就是个最精简最高效却又无所不能的加工中心：
你以为操作系统像多管闲事却又志大才疏的无能领导，每个人做每件事它都要插个手、添添乱：
其实绝大多数时候，操作系统会完全让出硬件供各种程序使用，你不叫它它绝不出现，给你完全的自由；只有你主动叫他、或者时间片到了不得不出来调度时，它才会执行必不可少的几条指令，完了继续隐退，做一个彻彻底底的小透明，连一个时钟周期(不到1纳秒)都不会多占……
换句话说，这是一个只在关键时刻出现的长者；你的工作效率差，可赖不到他头上：
恰恰相反，正因为对操作系统的效率和能力有如此多的要求，设计一个优秀的操作系统才如此困难。
结果，你来了。你简单粗暴的开除了所有做实事的打工人，又清退了所有专家顾问——还以为从自己亲戚里随便抓几个人都比他们干的好……
嗯，折腾吧。祝你好运。
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