NodeOS操作系統(tǒng)的示例分析

NodeOS 是一個(gè)對(duì)開發(fā)者友好的操作系統(tǒng)，使用 Node.js 編寫，NodeOS 是一個(gè)完全用 Javascript 構(gòu)建的操作系統(tǒng)，并使用 npm 作為其軟件包管理器。npm 中的任何軟件包都是 NodeOS 軟件包，最后計(jì)數(shù)為 244、180 個(gè)軟件包。

用戶自主的獨(dú)立文件系統(tǒng)

NodeOS 引入了一個(gè)有趣的特性：所有的用戶都有一個(gè)獨(dú)立的文件系統(tǒng)，他們?cè)谝粋€(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng)中完成各種工作。因?yàn)樗麄兊摹爸髂夸洝笔聦?shí)上就是他們自己的文件系統(tǒng)的根（root），所以他們可以不需要任何超級(jí)權(quán)限就可以將軟件包安裝到系統(tǒng)中，也不需要配置什么，因?yàn)檐浖J(rèn)就安裝在他們自己的主目錄里面。此外，這樣也提供了良好的安全性，如果黑客攻入到了某個(gè)賬戶，那么只能訪問到該用戶所在的部分，最終的結(jié)果就是黑客并不能由此影響到整個(gè)系統(tǒng)。

Node.js 和 NPM

你可以想想，如果一個(gè)操作系統(tǒng)使用 Node.js，那就意味著所有在 NPM 中可用的包同時(shí)也都是 NodeOS 的軟件包。在寫作本文時(shí)，已經(jīng)有了超過 21 萬(wàn)的軟件包，而且每分每秒都在不斷增長(zhǎng)，如果幾年以后，NodeOS 有了一百萬(wàn)應(yīng)用，那也沒什么好奇怪的。

基于 Linux 內(nèi)核

這看起來并不算什么，Linux 是大多數(shù)服務(wù)器所采用的操作系統(tǒng)。因?yàn)?NodeOS 是基于 Linux 內(nèi)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(fā)行版開發(fā)的應(yīng)用了。

不好的消息

我非常希望 NodeOS 是一個(gè)已經(jīng)完成的作品，但是，它現(xiàn)在還不是。它仍然缺少一些服務(wù)器操作系統(tǒng)所必需的關(guān)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(dāng)成桌面操作系統(tǒng)使用，因?yàn)樗鼪]有 GUI。當(dāng)然，你可以實(shí)現(xiàn)一些缺失的功能，只需要使用一點(diǎn)點(diǎn) JavaScript，但是默認(rèn)情況下，這些功能現(xiàn)在都還沒有，真糟糕。

好吧，那我可以試試 NodeOS 嗎？

使用 Docker 來體驗(yàn)

最容易、最快捷的體驗(yàn) NodeOS 的方法如下：

1. 一臺(tái)運(yùn)行 Mac OSX 或 Linux 計(jì)算機(jī)，也許 Windows 也可以，但是我沒試過。
2. Docker。

當(dāng)你安裝好 Docker 之后，運(yùn)行一個(gè) NodeOS 實(shí)例是很容易的。你只需要執(zhí)行如下命令就可以了， Docker 會(huì)為你完成這一切：

sudo docker run -t -i nodeos/nodeos

當(dāng)你運(yùn)行了上述命令，Docker 會(huì)自動(dòng)從倉(cāng)庫(kù)下載 NodeOS 的鏡像，并將其安裝到一個(gè)虛擬環(huán)境中,安裝好之后，會(huì)打開一個(gè)連接到 NodeOS 的 SSH 會(huì)話。

不用Docker呢？

有些情況下你也許不能使用 Docker 來體驗(yàn)，或者是你想體驗(yàn)一下最新版本的 NodeOS 。在寫作本文時(shí)，NodeOS 的鏡像已經(jīng)是兩個(gè)月前生成的了，而開發(fā)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(yīng)該從源代碼開始。這也不算很難，但是要花費(fèi)一些時(shí)間。你需要：

1. 一臺(tái)運(yùn)行 Linux 的計(jì)算機(jī)。你可以在 OS X 上編譯它，但是跨平臺(tái)編譯需要花費(fèi)很多時(shí)間，對(duì)于 Windows 也如此。
2. Linux 編譯構(gòu)建相關(guān)的工具（make、g++、gcc、autoconf）。
3. Qemu。
4. 時(shí)間，真的需要很多。

如果萬(wàn)事俱備，你就可以從源代碼開始編譯了：

1. 下載項(xiàng)目源代碼：bash git clone git@github.com:NodeOS/NodeOS.git。
2. 使用下列命令編譯： cd NodeOS 并 npm install。
3. 執(zhí)行 bash npm start來在 Qemu 中運(yùn)行 NodeOS。

當(dāng)安裝完成后，我們可以通過在 NodeOS 的 shell 中執(zhí)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(wǎng)卡地址呢？在 Linux 下，這個(gè)命令是 ifconfig> ，讓我們?cè)囋嚕?/p>

command not found: ifconfig

看起來沒有ifconfig命令，這是因?yàn)?NodeOS 默認(rèn)沒有ifconfig命令?，F(xiàn)在怎么辦？很簡(jiǎn)單，NodeOS 有一個(gè)集成的包管理器（類似apt或yum） ，叫做npkg，它是基于 Node 的 NPM 的，很容易使用?？梢酝ㄟ^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(xiàn)在就可以在shell中使用了。我們?cè)俅卧囍鴪?zhí)行一下，輸出類似如下：（我替換了其中的 MAC 地址）：

eth0: flags=8863 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
 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(jīng)成功地安裝了你的第一個(gè) NodeOS 應(yīng)用：ifconfig。

它是可以工作了，然而我們可以用這個(gè)操作系統(tǒng)做什么呢？

如果我們只能拿這個(gè)用 Node.js 寫的操作系統(tǒng)做到你在 Ubuntu 或其它 Linux 發(fā)行版上一樣的（或更少的）事情，那它有什么價(jià)值？其實(shí)，整個(gè)事情中最有趣的地方是所有的東西都是 Node.js 開發(fā)的。這意味著我們可以只需要使用 Node.js 就可以開發(fā)我們的應(yīng)用了。比如，NodeOS 里沒有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)的 man 命令，它用于顯示其它命令的幫助信息。不用擔(dān)心，實(shí)現(xiàn)它很簡(jiǎn)單。

首先讓我們來安裝一個(gè)叫做 Hipster 的文本編輯器，以便我們可以創(chuàng)建和編輯文件。執(zhí)行如下命令：npm install -g hipster@0.15.0。這個(gè)文本編輯器很簡(jiǎn)單，除了用作文本編輯之外啥也干不了，不過對(duì)于我們來說足夠了。用 Hipster 創(chuàng)建文件很簡(jiǎn)單，運(yùn)行hip filename即可，如：hip package.json。要保存文件請(qǐng)按下Ctrl + s ，退出按下 Ctrl + q。在這里，我們使用了一個(gè) NodeOS 的主開發(fā)人員所開發(fā)的代碼，我自己并沒有真的去開發(fā)這個(gè)應(yīng)用。我們例子中的原始代碼可以在 node-bin-man Git 倉(cāng)庫(kù)中找到。

讓我們回過頭來創(chuàng)建我們的第一個(gè) NodeOS 應(yīng)用。像每個(gè) Node.js 應(yīng)用（或 NPM 包）一樣，我們從創(chuàng)建一個(gè)package.json文件開始，內(nèi)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(shù) name、version、author、repository、license和description是其意自明的。這個(gè)bin集合是一個(gè)JSON的鍵值對(duì)對(duì)象，包含了命令名及其關(guān)聯(lián)的JavaScript文件。在我們的例子中，man命令關(guān)聯(lián)到man.js文件。而dependencies集合包含了這個(gè)應(yīng)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(gè)類 curses 的庫(kù)，可以讓 Node.js 支持高級(jí)終端界面的 API。

現(xiàn)在我們進(jìn)入了主要的部分，實(shí)際的代碼。

#!/usr/bin/env node

這個(gè)部分叫做釋伴（shebang）。NodeOS 實(shí)際上并不需要它，但是它用于告訴操作系統(tǒng)如何執(zhí)行下面的代碼。在這里的意思是，它告訴系統(tǒng)下面的每行代碼都需要通過/usr/bin/env node命令來解釋執(zhí)行。

var fs = require('fs');
var blessed = require('blessed');

像在 Node.js 中一樣，require() 函數(shù)加載選定的包到內(nèi)存中，并將其保存為特定的變量。

var arg = process.argv[2] || 'bin-man';

man命令的標(biāo)準(zhǔn)行為是如果沒有指定要查看的命令時(shí)，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(gè)參數(shù)（第一個(gè)參數(shù)是 man 本身），那么該參數(shù)的默認(rèn)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);
}

在這里，程序檢查給定的應(yīng)用是否有一個(gè)readme文件。在 NodeOS 中，每個(gè)應(yīng)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(nèi)容保存到readme變量中。否則，顯示一個(gè)錯(cuò)誤信息并退出。

// 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(gè)非常簡(jiǎn)單的 API，要顯示一個(gè)文件的內(nèi)容很容易，只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)box，然后載入內(nèi)容即可。

screen.key(['escape', 'q', 'C-c'], function(ch, key) {
 return process.exit(0);
});

現(xiàn)在，讓我們找個(gè)退出man應(yīng)用的方法。我們組合了escape、q或 emacs 風(fēng)格的C-c來退出應(yīng)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(yè)，b、k 或p向上翻頁(yè)。

box.focus();
screen.render();

最后，我們讓應(yīng)用將輸入焦點(diǎn)放到box ，我們?cè)谶@里創(chuàng)建和渲染所有內(nèi)容。把上面編輯的這個(gè)文件存放到 /lib/node_modules/bin-man目錄下（名字是man.js），并加一個(gè)簡(jiǎn)單的README.md ，類似如下：

# ManAuthor: @groundwater## Installnpkg install bin-man## Usage```
Usage: man PKGNAME

Display a packages README.md file

我們已經(jīng)基本完成了我們的第一個(gè) NodeOS 定制應(yīng)用。最后剩下一小步了，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) NodeOS 應(yīng)用需要的配置文件。很簡(jiǎn)單，把它創(chuàng)建到/etc/bin-man/config.json ，內(nèi)容只是一個(gè)空的 JSON 對(duì)象：{}。

現(xiàn)在我們可以試試我們的新應(yīng)用了，在 NodeOS 中運(yùn)行man，它將展示我們之前創(chuàng)建的 readme 文件。如你所見，在 NodeOS 中實(shí)現(xiàn)任何東西都很簡(jiǎn)單，你只需要懂得 Node.js 即可。NodeOS 很有潛力，我認(rèn)為當(dāng)實(shí)現(xiàn)了更多的功能之后它會(huì)成為一個(gè)偉大的操作系統(tǒng)。目前仍然需要很多工作，但是在整個(gè)Node.js 生態(tài)系統(tǒng)興盛發(fā)展的形勢(shì)下，萬(wàn)一哪天它很快地成為一個(gè)流行的操作系統(tǒng)也沒什么好驚奇的。