基於 JavaScript 的操作系統你聽說過嗎?
是否有可能僅使用 Node.js 創建一個操作系統呢?
這個主意怎麼樣?
我們已經看到了 Node.js 在這幾年已經取得如此迅猛的發展,那麼我們為何不讓它更酷一些呢?比如用它做個操作系統。
用戶自主的獨立文件系統
NodeOS 引入了一個有趣的特性:所有的用戶都有一個獨立的文件系統,他們在一個簡單的文件系統中完成各種工作。因為他們的「主目錄」事實上就是他們自己的文件系統的根(root),所以他們可以不需要任何超級許可權就可以將軟體包安裝到系統中,也不需要配置什麼,因為軟體包默認就安裝在他們自己的主目錄裡面。此外,這樣也提供了良好的安全性,如果黑客攻入到了某個賬戶,那麼只能訪問到該用戶所在的部分,最終的結果就是黑客並不能由此影響到整個系統。
Node.js 和 NPM
你可以想想,如果一個操作系統使用 Node.js,那就意味著所有在 NPM 中可用的包同時也都是 NodeOS 的軟體包。在寫作本文時,已經有了超過 21 萬的軟體包,而且每分每秒都在不斷增長。如果幾年以後,NodeOS 有了一百萬應用,那也沒什麼好奇怪的。
基於 Linux 內核
這看起來並不算什麼,Linux 是大多數伺服器所採用的操作系統。因為 NodeOS 是基於 Linux 內核的,所以你只需要很少的修改就可以使用那些給其它的 Linux 發行版開發的應用了。
不好的消息
我非常希望 NodeOS 是一個已經完成的作品,但是,它現在還不是。它仍然缺少一些伺服器操作系統所必需的關鍵功能。比如,缺失完整的 BASH 工具集,包括 ps、tail、nano 和 grep 等都沒有。更糟糕的是,你也不能把它當成桌面操作系統使用,因為它沒有 GUI。當然,你可以實現一些缺失的功能,只需要使用一點點 JavaScript,但是默認情況下,這些功能現在都還沒有,真糟糕。
好吧,那我可以試試 NodeOS 嗎?
使用 Docker 來體驗
最容易、最快捷的體驗 NodeOS 的方法如下:
- 一台運行 Mac OSX 或 Linux 計算機,也許 Windows 也可以,但是我沒試過。
- Docker。
當你安裝好 Docker 之後,運行一個 NodeOS 實例是很容易的。你只需要執行如下命令就可以了, Docker 會為你完成這魔法般的一切:
sudo docker run -t -i nodeos/nodeos
最容易、最快捷的體驗 NodeOS 的方法是通過 Docker。
當你運行了上述命令,Docker 會自動從倉庫下載 NodeOS 的鏡像,並將其安裝到一個虛擬環境中。安裝好之後,會打開一個連接到 NodeOS 的 SSH 會話。
不用 docker 呢?
有些情況下你也許不能使用 Docker 來體驗,或者是你想體驗一下最新版本的 NodeOS 。在寫作本文時,NodeOS 的鏡像已經是兩個月前生成的了,而開發版本則是六天前更新的。所以,如果你希望使用最新版本,你應該從源代碼開始。這也不算很難,但是要花費一些時間。你需要:
- 一台運行 Linux 的計算機。你可以在 OS X 上編譯它,但是跨平台編譯需要花費很多時間,對於 Windows 也如此。
- Linux 編譯構建相關的工具(make、g++、gcc、autoconf)。
- Qemu。
- 時間,真的需要很多。
如果萬事俱備,你就可以從源代碼開始編譯了:
- 下載項目源代碼:
bash git clone git@github.com:NodeOS/NodeOS.git
。 - 使用下列命令編譯:
cd NodeOS
並npm install
。 - 我逐字引用了其官方文檔的話:「拿上爆米花去看場電影吧,不開玩笑,真的。」,是的,它需要很多時間,做些有意思的事情去吧。
- 執行
bash npm start
來在 Qemu 中運行 NodeOS。
可以工作了嗎?
當安裝完成後,我們可以通過在 NodeOS 的 shell 中執行 ls
命令來看看它是否工作了。輸出類似如下:
[ 'etc', 'lib', 'lib64', 'root', 'bin', 'sys', 'usr', 'share', 'proc' ]
如果顯示如上,說明一些基本的命令可以工作了。但是如果我們想要知道網卡地址呢?在 Linux 下,這個命令是 ifconfig
,讓我們試試:
command not found: ifconfig
看起來沒有 ifconfig
命令。這是因為 NodeOS 默認沒有 ifconfig
命令。現在怎麼辦?很簡單,NodeOS 有一個集成的包管理器(類似 apt
或 yum
) ,叫做 npkg
,它是基於 Node 的 NPM 的,很容易使用。可以通過如下命令很方便的安裝 ifconfig
:
npkg install bin-ifconfig
如果一切正常, ifconfig
命令現在就可以在 shell 中使用了。我們再次試著執行一下,輸出類似如下:(我替換了其中的 MAC 地址):
eth0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
ether 01:23:45:67:89:ab
inet6 f0cd::ef01:0203:0405:181%en1 prefixlen 64 scopeid 0x5
inet 192.168.0.21 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.0.21
nd6 options=1<PERFORMNUD>
media: autoselect
status: active
如果你的輸出也類似如上,那說明它可以工作了。你已經成功地安裝了你的第一個 NodeOS 應用: ifconfig
。
它是可以工作了,然而我們可以用這個操作系統做什麼呢?
如果我們只能拿這個用 Node.js 寫的操作系統做到你在 Ubuntu 或其它 Linux 發行版上一樣的(或更少的)事情,那它有什麼價值?其實,整個事情中最有趣的地方是所有的東西都是 Node.js 開發的。這意味著我們可以只需要使用 Node.js 就可以開發我們的應用了。比如,NodeOS 里沒有默認實現的 man 命令,它用於顯示其它命令的幫助信息。不用擔心,實現它很簡單。
使用 Node.js 構建一個 NodeOS 應用
首先讓我們來安裝一個叫做 Hipster 的文本編輯器,以便我們可以創建和編輯文件。執行如下命令: npm install -g hipster@0.15.0
。這個文本編輯器很簡單,除了用作文本編輯之外啥也幹不了,不過對於我們來說足夠了。
用 Hipster 創建文件很簡單,運行 hip filename
即可,如: hip package.json
。要保存文件請按下 Ctrl + s
,退出按下 Ctrl + q
。
在這裡,我們使用了一個 NodeOS 的主開發人員所開發的代碼,我自己並沒有真的去開發這個應用。我們例子中的原始代碼可以在 node-bin-man Git 倉庫中找到。
讓我們回過頭來創建我們的第一個 NodeOS 應用。像每個 Node.js 應用(或 NPM 包)一樣,我們從創建一個 package.json
文件開始,內容如下:
{
"name": "bin-man",
"version": "0.0.1",
"description": "Format and display manual pages",
"bin": {
"man": "man.js"
},
"repository": "https://github.com/groundwater/node-bin-man",
"author": "groundwater",
"license": "MIT",
"dependencies": {
"blessed": "~0.0.22"
}
}
這些參數 name
、version
、 author
、 repository
、 license
和 description
是其意自明的。這個 bin
集合是一個 JSON 的鍵值對對象,包含了命令名及其關聯的 JavaScript 文件。在我們的例子中, man
命令關聯到 man.js
文件。而 dependencies
集合包含了這個應用所需要的 NPM 包的列表。在我們的例子中,代碼的作者包含了 Blessed 包,這是一個類 curses 的庫,可以讓 Node.js 支持高級終端界面的 API。
現在我們進入了主要的部分,實際的代碼。
#!/usr/bin/env node
這個部分叫做 釋伴 。NodeOS 實際上並不需要它,但是它用於告訴操作系統如何執行下面的代碼。在這裡的意思是,它告訴系統下面的每行代碼都需要通過 /usr/bin/env node
命令來解釋執行。
var fs = require('fs');
var blessed = require('blessed');
像在 Node.js 中一樣, require()
函數載入選定的包到內存中,並將其保存為特定的變數。
var arg = process.argv[2] || 'bin-man';
man
命令的標準行為是如果沒有指定要查看的命令時,就顯示它自己的幫助信息。在我們的代碼示例中也一樣:如果沒有給出第二個參數(第一個參數是 man 本身),那麼該參數的默認值是 bin-man。
var path = process.env.HOME + "/lib/node_modules/" + arg + "/README.md";
try{
var readme = fs.readFileSync(path, 'utf-8');
}catch(e){
console.log('No README.md for Package ',arg);
process.exit(-1);
}
在這裡,程序檢查給定的應用是否有一個 readme 文件。在 NodeOS 中,每個應用的安裝路徑是其主目錄(/)下的 lib/node_modules
。如果 README.md
文件存在,就將其內容保存到 readme
變數中。否則,顯示一個錯誤信息並退出。
// Create a screen object.
var screen = blessed.screen();
var box = blessed.box({
content: readme,
alwaysScroll:true,
scrollable: true,
});
// Append our box to the screen.
screen.append(box);
Blessed 有一個非常簡單的 API,要顯示一個文件的內容很容易,只需要創建一個 box
,然後載入內容即可。
screen.key(['escape', 'q', 'C-c'], function(ch, key) {
return process.exit(0);
});
現在,讓我們找個退出 man
應用的方法。我們組合了 escape
、 q
或 emacs 風格的 C-c
來退出應用。
screen.key(['space','f','j','n'], function(ch, key) {
box.scroll(box.height);
screen.render();
});
screen.key(['down'], function(ch, key) {
box.scroll(1);
screen.render();
});
screen.key(['up'], function(ch, key) {
box.scroll(-1);
screen.render();
});
screen.key(['b','k','p'], function(ch, key) {
box.scroll(-box.height);
screen.render();
});
我們使用方向鍵來上滾和下滾,用 space
、 f
、 j
或 n
向下翻頁,b
、 k
或 p
向上翻頁。
box.focus();
screen.render();
最後,我們讓應用將輸入焦點放到 box
,我們在這裡創建和渲染所有內容。
把上面編輯的這個文件存放到 /lib/node_modules/bin-man
目錄下(名字是 man.js
),並加一個簡單的 README.md
,類似如下:
# Man
Author: @groundwater
## Install
npkg install bin-man
## Usage
Usage: man PKGNAME
Display a packages README.md file
我們已經基本完成了我們的第一個 NodeOS 定製應用。最後剩下一小步了,我們需要創建一個 NodeOS 應用需要的配置文件。很簡單,把它創建到 /etc/bin-man/config.json
,內容只是一個空的 JSON 對象: {}
。
現在我們可以試試我們的新應用了。在 NodeOS 中運行 man
,它將展示我們之前創建的 readme 文件。
總結
如你所見,在 NodeOS 中實現任何東西都很簡單,你只需要懂得 Node.js 即可。
NodeOS 很有潛力,我認為當實現了更多的功能之後它會成為一個偉大的操作系統。目前仍然需要很多工作,但是在整個Node.js 生態系統興盛發展的形勢下,萬一哪天它很快地成為一個流行的操作系統也沒什麼好驚奇的。
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本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive