基于 JavaScript 的操作系統你聽說過嗎？

limrkann 8年前發布 | 14K 次閱讀操作系統 Node.js JavaScript開發

我想大多數人聽說過 Node.js，但是你聽說過 NodeOS 嗎？沒錯，NodeOS，一個用 Node.js 寫的操作系統。好吧，實話說，NodeOS 用 Linux 內核來處理各種底層任務，比如硬件通訊什么的，但是除此之外，使用的都是 Node.js。NodeOS 的開發始于兩年前，創建者的目的很簡單，他只是好奇，“是否有可能僅使用 Node.js 創建一個操作系統呢？”

是否有可能僅使用 Node.js 創建一個操作系統呢？

這個主意怎么樣？

我們已經看到了 Node.js 在這幾年已經取得如此迅猛的發展，那么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權限就可以將軟件包安裝到系統中，也不需要配置什么，因為軟件包默認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賬戶，那么只能訪問到該用戶所在的部分，最終的結果就是黑客并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 的軟件包。在寫作本文時，已經有了超過 21 萬的軟件包，而且每分每秒都在不斷增長。如果幾年以后，NodeOS 有了一百萬應用，那也沒什么好奇怪的。

基于 Linux 內核

這看起來并不算什么，Linux 是大多數服務器所采用的操作系統。因為 NodeOS 是基于 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。它仍然缺少一些服務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：

一臺運行 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 之后，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，并將其安裝到一個虛擬環境中。安裝好之后，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：

一臺運行 Linux 的計算機。你可以在 OS X 上編譯它，但是跨平臺編譯需要花費很多時間，對于 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 并 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？

當安裝完成后，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。現在怎么辦？很簡單，NodeOS 有一個集成的包管理器（類似 apt 或 yum ），叫做 npkg ，它是基于 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么呢？

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，那它有什么價值？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，它用于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干不了，不過對于我們來說足夠了。

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 。

在這里，我們使用了一個 NodeOS 的主開發人員所開發的代碼，我自己并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（ shebang ）。NodeOS 實際上并不需要它，但是它用于告訴操作系統如何執行下面的代碼。在這里的意思是，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() 函數加載選定的包到內存中，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），那么該參數的默認值是 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);
}</pre> 
 
 在這里，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 變量中。否則，顯示一個錯誤信息并退出。 

// 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);</pre> 
 
 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 ，然后載入內容即可。 

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();
});</pre> 
 
 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(); 
  最后，我們讓應用將輸入焦點放到 box ，我們在這里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 ），并加一個簡單的   README.md ，類似如下： 
# Man
Author: @groundwater
Install
npkg install bin-man
Usage
```
Usage: man PKGNAME
Display a packages README.md file
```</pre> 
 
 我們已經基本完成了我們的第一個 NodeOS 定制應用。最后剩下一小步了，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后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么好驚奇的。
你怎么看？發表你的評論讓我們知道。
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