跳至主要內容

NixOS 入门

NixOS-CN大约 10 分钟

NixOS 入门

内容施工中

本节内容正在修缮中,当前内容可能已经过时,仅供参考。

何谓 nix-channel

nix-channel 是一个命令行工具,用于订阅系统频道和软件频道。

命令行

nix-channel 命令行工具的使用:

nix-channel {--add url [name] | --remove name | --list | --update [names…] | --rollback [generation] }

看起来,这个命令行工具提供的功能有:订阅频道,退订频道,列出频道,更新频道,还能回滚“生成”。

频道是什么

上面我们演示了命令行工具的使用方式,却没有告知频道从哪里获取。

频道最直接的体现是一个形如 https://nixos.org/channels/nixos22.11 的 URL。

官方提供了官方频道集合open in new window。订阅了其中的频道以后,就会从相应的频道获取更新,大致和你使用其他发行版的软件源类似,不过我们后面会详述 NixOS 中的“频道”概念和传统发行版中“软件源”的区别。

请你尝试访问上面的 URL。正如我们所说,这是一个频道集合,根目录下的每一个子目录就代表一个频道,官方提供了若干个频道:

2022/8/4 22:51:25               0.1 kB         nixos-21.11
2022/8/4 22:59:10               0.1 kB         nixos-21.11-aarch64
2022/8/2 23:24:22               0.1 kB         nixos-21.11-small
2023/1/3 23:39:40               0.1 kB         nixos-22.05
2023/1/3 22:43:29               0.1 kB         nixos-22.05-aarch64
2023/1/2 04:11:11               0.1 kB         nixos-22.05-small
2023/3/16 05:19:03              0.1 kB         nixos-22.11
2023/3/16 22:18:18              0.1 kB         nixos-22.11-small
2023/3/16 14:55:20              0.1 kB         nixos-unstable
2023/3/16 21:27:06              0.1 kB         nixos-unstable-small
2023/1/2 21:05:38               0.1 kB         nixpkgs-22.05-darwin
2023/3/17 00:30:11              0.1 kB         nixpkgs-22.11-darwin
2023/3/16 04:06:35              0.1 kB         nixpkgs-unstable

项目结构

我们以官方频道 nixpkgs-unstable 为例,查看每个频道大致的构成。它们似乎都提供了 nixexprs.tar.xz,从文件名我们就了解到这是一个包含了若干 nix 文件的 tar 压缩档(Tarball)。

Tarball

Tarball 是 tar 文件格式的全称,不是 Nix 独有。它可以将多个文件打包在一起。如果你想在打包的时候压缩一下,还可以使用 gzip,bzip2 等软件压缩该档案。当你对 tar 文件启用压缩以后,后缀名会变更为 tar.gz, tar.bz2 等,具体取决于你使用的压缩软件。

于是我们解压它,列出目录树:

├─.github
├─doc
├─lib
├─maintainers
├─nixos
└─pkgs
    ├─applications
    │  ├─accessibility
    │  │  ├─contrast
    │  │  └─wvkbd
    │  ├─audio
    │  │  ├─a2jmidid
    │  │  ├─ario
    │  │  ├─csound
    │  │  │  ├─csound-manual
    │  │  │  └─csound-qt
    ......

仅供演示

以上目录树是笔者为了方便演示而精简过的部分,实际构成肯定有差别。

上面的每个子目录中都有一个 default.nix 文件,这是导入该目录时默认被求值的文件。每个包名文件夹下面的 nix 文件,这些文件和脚本类似,运行它们时,会从五湖四海获取源码和其他资源,再根据脚本的描述构建出相应的二进制包。

提示

如果你还没有学习过 Nix 表达式语言,大抵是看不懂的,你可以前往 Nix 语言概览open in new window 进行初步学习。

每个频道都应该提供一个名为 nixexprs 的 Tarball。其中 default.nix 既是根目录也是每一级目录的入口点。

系统频道与软件仓库频道

频道在 NixOS 中大致被分为两类:系统频道和软件仓库频道。

系统频道

系统频道可以从 URL 中直观的体现。形如 https://nixos.org/channels/nixos22.11 你很快就了解到这是一个 22.11 版本的 NixOS 的频道。

默认订阅的频道

NixOS 默认订阅了官方频道 nixos,即使你安装完系统什么都不做,它们也是存在的:

sudo nix-channel --list  # 列出频道
nixos https://nixos.org/channels/nixos22.11

这个频道提供了组成系统的一些驱动,设施等等。

注意

这里的 nixoshttps://nixos.org/channels/nixos22.11 并不是并列关系,前者是频道名,后面是被订阅的 URL。

当你有两个及两个以上频道的时候,你就会理解我的意思:

nixos https://nixos.org/channels/nixos22.11
nixpkgs https://nixos.org/channels/nixpkgs-unstable

除非升级系统或更换镜像频道,否则不要动系统默认的 nixos 频道。

一些特殊的频道

  • 稳定(stable)频道。如 nixos-22.11。这些频道只能得到保守的错误修复和软件包升级。例如,频道更新可能会导致系统上的Linux内核从 4.19.34 升级到 4.19.38(一个小错误修复),但不会从 4.19.x 升级到 4.20.x(一个可能会破坏一切的重大更改)。在创建下一个稳定分支之前,通常会保持稳定的频道。
  • 不稳定(unstable)频道。这与 nixos 的主要开发分支相对应,因此可能有破坏性更新,不建议用于生产系统。
  • 小型(small)频道,如 nixos-22.11-smallnix-unstable-small。这些频道与上述稳定和不稳定频道相同,只是它们包含较少的二进制包。这意味着它们比常规通道更新得更快(例如,当一个关键的安全补丁被提交到 NixOS 的源代码树时),但可能有更多的包需要从源代码构建。它们主要用于服务器环境,因此包含很少的 GUI 应用程序。

要查看可用的频道,请转到官方频道open in new window。(请注意,各种频道的 URI 重定向到一个包含最新版本频道的目录,还包括 ISO 映像和 VirtualBox 设备。)

请注意,在发布过程中,尚未发布的频道也将出现在此处。请参阅官方 Getting NixOS 页面open in new window以查找最新支持的稳定版本。

升级系统 #TODO

你可以使用以下命令获取当前的 nixos 频道

nix-channel --list | grep nixos

要切换到不同的NixOS通道,请执行

nix-channel --add https://nixos.org/channels/channel-name nixos

nixos 22.11 为例,命令为

nix-channel --add https://nixos.org/channels/nixos-22.11 nixos

使用以下命令以开始切换

nixos-rebuild switch --upgrade

该命令相当于 nix-channel --update nixos; nixos-rebuild switch

频道的切换是以用户为单位的。当你不以 root 权限执行时,不会影响 /etc/nixos/configuration.nix 的配置

注意

在频道之间来回切换通常是安全的。唯一的例外是,一个较新的NixOS也可能有一个较低的Nix版本,这可能涉及到Nix数据库模式的升级。这是不容易撤消的,所以在这种情况下,您将无法返回到原始频道。

软件仓库频道

软件仓库频道不仅仅可以为 NixOS 使用,其他 Linux 发行版也可以安装 Nix 包管理器从中获取软件包,甚至 Darwin 也可以。

订阅 nixpkgs-unstable 频道

nixpkgs 仓库

nixpkgs 仓库更新非常快,所以没有稳定版。不过 darwin 是例外,因为 Nix 包管理器不能保证实时兼容当前的 darwin 平台,所以要做版本控制。

sudo nix-channel --add https://nixos.org/channels/nixpkgs-unstable  # 添加频道,不过我更喜欢称它为 “订阅”
sudo nix-channel --update  # 更新频道

如此,你便订阅上了官方的 nixpkgs-unstable 软件源。

推荐订阅镜像频道

上文仅供教学。在下一节我们会指引大家订阅国内能正常访问的镜像频道,键入下面的命令以退订官方的 nixpkgs-unstable 频道:

sudo nix-channel --remove nixpkgs-unstable

自定义频道名

默认情况下,频道名是截取自 URL 的最后一级:

nix-channel --add https://host/nixpkgs-unstable

我们列出频道名:

nixpkgs-unstable https://host/nixpkgs-unstable

如果我们需要手动命名频道,增加一个参数即可:

nix-channel --add https://host/nixpkgs-unstable nixpkgs

使用镜像频道

由于不可抗力的因素,大陆对于环大陆主机的访问显得异常艰难,所以我们需要使用国内的镜像频道来替代我们对官方频道(镜像频道通常由大学和企业公益性提供),下面列出了一些在中国可用的一些镜像频道:

  • 中国教育和科研计算机网(清华大学)https://mirrors.cernet.edu.cn/nix-channels/store
  • 中国科学技术大学 https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/store
  • 上海交通大学 https://mirror.sjtu.edu.cn/nix-channels/store
  • 北京外国语大学 https://mirrors.bfsu.edu.cn/nix-channels/store
  • 南京大学 https://mirror.nju.edu.cn/nix-channels/store
  • 中国科学院软件研究所 https://mirror.iscas.ac.cn/nix-channels/store

我们使用镜像源替代官方的系统频道和软件仓库频道:

sudo nix-channel --add https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/nixpkgs-unstable nixpkgs  # 订阅镜像仓库频道
sudo nix-channel --add https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/nixos-22.11 nixos  # 请注意系统版本
sudo nix-channel --list  # 列出频道

特地修改频道名是因为许多表达式都会把 nixpkgs 而不是 nixpkgs-unstable 作输入。

二进制构建缓存

源码分发是指将软件的源代码打包并分发给用户(Gentoo),二进制分发则是将已编译好的二进制程序直接分发给用户(例如 Debian,RHEL)。NixOS 默认是源码分发形式,不过我们可以添加二进制缓存源来让 NixOS 从缓存主机获取已经构建好的软件包。

为 NixOS 添加二进制缓存源

只需要修改 NixOS 配置中的 substituters 即可:

nix.settings.substituters = [ "https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/store" ];

由于官方的二进制缓存源是默认添加的,你可以通过下面的方式只启用自己指定的二进制缓存源:

# 记得导入 lib
nix.settings.substituters = lib.mkForce [ "https://mirrors.cernet.edu.cn/nix-channels/store" ];

当前可用的二进制缓存主机列表

  • 中国科研和教育计算机网 https://mirrors.cernet.edu.cn/nix-channels/store
  • 中国科技大学 https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/store
  • 上海交通大学 https://mirror.sjtu.edu.cn/nix-channels/store
  • 中国教育和科研计算机网 https://mirrors.cernet.edu.cn/nix-channels/store
  • 北京外国语大学 https://mirrors.bfsu.edu.cn/nix-channels/store
  • 南京大学 https://mirror.nju.edu.cn/nix-channels/store
  • 中国科学院软件研究所 https://mirror.iscas.ac.cn/nix-channels/store

Cachix 服务

Cachix 服务是 Nix 二进制缓存服务实现的方式之一,你可以使用它在服务器构建缓存,然后连接到该服务器的主机可以分享这些缓存,从而避免了二次构建。
了解详情请参阅 Cachix 官网open in new window

Nix 生态构成简述

Nix 生态主要由 Nix 表达式语言,NixOS,Nix 包管理器,Nixpkgs,NixOps,Hydra 构成。以下只是梗概,并不需要你完全理解或记住它。

名称描述
Nix 表达式语言Nix 表达式语言是一种函数式编程语言,用于描述软件包的构建过程、依赖关系和环境变量等信息。它支持函数定义、递归、模式匹配等特性,还支持嵌套语法,可描述复杂的依赖关系和构建过程。Nix 还支持原子事务,使得所有的包和环境都是原子的,不会相互影响。Nix 表达式语言可用于定义软件包和环境,也可用于描述系统配置。它是一种强大、灵活、可重复和可扩展的语言,用于管理软件包和环境。
NixOSNixOS 是一种基于 Nix 包管理器的 Linux 发行版,具有高度可配置性、可重复性和安全性。它采用声明性配置,使用配置文件明确描述系统状态,使得配置更易于维护。NixOS 适用于需要高度可定制性的用例,如服务器和开发环境。
Nix 包管理器Nix 是跨平台的功能强大的包管理器,采用函数式编程思想描述依赖关系和多版本软件包管理,并提供一系列跨平台工具方便管理和部署。
NixOpsNixOps是基于NixOS的云部署管理工具,支持多云平台,提供简单的命令行接口,可创建、部署、升级和回滚NixOS。用户可通过编写Nix表达式自定义部署和配置,使其成为灵活、可扩展和可定制的工具。适合需要管理大型、复杂基础设施的组织。
HydraHydra 是在 NixOS 中使用的 CI/CD 系统,它可以自动构建、测试和部署软件包,并决定是否发布和部署。Hydra 可以在不同环境下测试软件包,适用于开发、测试和部署任何类型的软件。
Nixpkgsnixpkgs 是 Nix 软件包管理器的官方软件包集合,包含数以万计的软件包,并提供了构建、测试和部署工具,支持多平台和多架构,适用于开发、测试和部署各种类型的软件。