我的一些 nix 学习经验：安装和打包

最近，我首次尝试了 Mac。直至现在，我注意到的最大缺点是其软件包管理比 Linux 差很多。一段时间以来，我对于 homebrew 感到相当不满，因为每次我安装新的软件包时，它大部分时间都花在了升级上。于是，我萌生了试试nix包管理器的想法！

公认的，nix 的使用存在一定困惑性（甚至它有自己单独的编程语言！），因此，我一直在努力以最简洁的方式掌握使用 nix，避开复杂的配置文件管理和新编程语言学习。以下是我至今为止学习到的内容, 敬请期待如何进行：

• 使用 nix 安装软件包
• 为一个名为paperjam的 C++ 程序构建一个自定义的 nix 包
• 用 nix 安装五年前的hugo版本

如同以往，由于我对 nix 的了解还停留在入门阶段，本篇文章可能存在一些表述不准确的地方。甚至我自己也对于我是否真的喜欢上 nix 感到模棱两可 —— 它的使用真的让人相当困惑！但是，它帮我成功编译了一些以前总是难以编译的软件，并且通常来说，它比 homebrew 的安装速度要快。

nix 为何引人关注？

通常，人们把 nix 定义为一种“声明式的包管理”。尽管我对此并不太感兴趣，但以下是我对 nix 的两个主要欣赏之处：

• 它提供了二进制包（托管在https://cache.nixos.org/上），你可以迅速下载并安装
• 对于那些没有二进制包的软件，nix 使编译它们变得更容易

我认为 nix 之所以擅长于编译软件，主要有以下两个原因：

• 在你的系统中，可以安装同一库或程序的多个版本（例如，你可能有两个不同版本的 libc）。举个例子，我当前的计算机上就存在两个版本的 node，一个位于/nix/store/4ykq0lpvmskdlhrvz1j3kwslgc6c7pnv-nodejs-16.17.1，另一个位于/nix/store/5y4bd2r99zhdbir95w5pf51bwfg37bwa-nodejs-18.9.1。
• 除此之外，nix 在构建包时是在隔离的环境下进行的，只使用你明确声明的依赖项的特定版本。因此，你无需担心这个包可能依赖于你的系统里的其它你并不了解的包，再也不用与LD_LIBRARY_PATH战斗了！许多人投入了大量工作，来列出所有包的依赖项。

在本文后面，我将给出两个例子，展示 nix 如何使我在编译软件时遇到了更小的困难。

我是如何开始使用 nix 的

下面是我开始使用 nix 的步骤：

• 安装 nix。我忘记了我当时是如何做到这一点，但看起来有一个官方安装程序和一个来自zero-to-nix.com的非官方安装程序。在 MacOS 上使用标准的多用户安装卸载 nix 的教程有点复杂，所以选择一个卸载教程更为简单的安装方法可能值得。
• 把~/.nix-profile/bin添加到我的PATH
• 用nix-env -iA nixpkgs.NAME命令安装包
• 就是这样。

基本上，是把nix-env -iA当作brew install或者apt-get install。

例如，如果我想安装fish，我可以这样做：

nix-env -iA nixpkgs.fish

这看起来就像是从https://cache.nixos.org下载一些二进制文件 - 非常简单。

有些人使用 nix 来安装他们的 Node 和 Python 和 Ruby 包，但我并没有那样做 —— 我仍然像我以前一样使用npm install和pip install。

一些我没有使用的 nix 功能

有一些 nix 功能/工具我并没有使用，但我要提及一下。我最初认为你必须使用这些功能才能使用 nix，因为我读过的大部分 nix 教程都讨论了它们。但事实证明，你并不一定要使用它们。

• NixOS（一个 Linux 发行版）
• nix-shell
• nix flakes
• home-manager
• devenv.sh

我不去深入讨论它们，因为我并没真正使用过它们，而且网上已经有很多详解。

安装软件包

nix 包在哪里定义的？

我认为 nix 包主仓库中的包是定义在https://github.com/NixOS/nixpkgs/。

你可以在https://search.nixos.org/packages查找包。似乎有两种官方推荐的查找包的方式：

• nix-env -qaP NAME，但这非常缓慢，并且我并没有得到期望的结果
• nix --extra-experimental-features 'nix-command flakes' search nixpkgs NAME，这倒是管用，但显得有点儿冗长。并且，无论何种原因，它输出的所有包都以legacyPackages开头

我找到了一种我更喜欢的从命令行搜索 nix 包的方式：

• 运行nix-env -qa '*' > nix-packages.txt获取 Nix 仓库中所有包的列表
• 编写一个简洁的nix-search脚本，仅在packages.txt中进行 grep 操作（cat ~/bin/nix-packages.txt | awk '{print $1}' | rg "$1"）

所有的东西都是通过符号链接来安装的

nix 的一个主要设计是，没有一个单一的bin文件夹来存放所有的包，而是使用了符号链接。有许多层的符号链接。比如，以下就是一些符号链接的例子：

• 我机器上的~/.nix-profile最终是一个到/nix/var/nix/profiles/per-user/bork/profile-111-link/的链接
• ~/.nix-profile/bin/fish是到/nix/store/afkwn6k8p8g97jiqgx9nd26503s35mgi-fish-3.5.1/bin/fish的链接

当我安装某样东西的时候，它会创建一个新的profile-112-link目录并建立新的链接，并且更新我的~/.nix-profile使其指向那个目录。

我认为，这意味着如果我安装了新版本的fish但我并不满意，我可以很容易地退回先前的版本，只需运行nix-env --rollback，这样就可以让我回到之前的配置文件目录了。

卸载包并不意味着删除它们

如果我像这样卸载 nix 包，实际上并不会释放任何硬盘空间，而仅仅是移除了符号链接：

$ nix-env --uninstall oil

我尚不清楚如何彻底删除包 - 我试着运行了如下的垃圾收集命令，这似乎删除了一些项目：

$ nix-collect-garbage
...
85 store paths deleted, 74.90 MiB freed

然而，我系统上仍然存在oil包，在/nix/store/8pjnk6jr54z77jiq5g2dbx8887dnxbda-oil-0.14.0。

nix-collect-garbage有一个更具攻击性的版本，它也会删除你配置文件的旧版本（这样你就不能回滚了）。

$ nix-collect-garbage -d --delete-old

尽管如此，上述命令仍无法删除/nix/store/8pjnk6jr54z77jiq5g2dbx8887dnxbda-oil-0.14.0，我不明白原因。

升级过程

你可以通过以下的方式升级 nix 包：

nix-channel --update
nix-env --upgrade

（这与apt-get update && apt-get upgrade类似。）

我还没真正尝试升级任何东西。我推测，如果升级过程中出现任何问题，我可以通过以下方式轻松地回滚（因为在 nix 中，所有事物都是不可变的！）：

nix-env --rollback

有人向我推荐了 Ian Henry 的这篇文章，该文章讨论了nix-env --upgrade的一些令人困惑的问题 - 也许它并不总是如我们所料？因此，我会对升级保持警惕。

下一个目标：创建名为 paperjam 的自定义包

经过几个月使用现有的 nix 包后，我开始考虑制作自定义包，对象是一个名为paperjam的程序，它还没有被打包封装。

实际上，因为我系统上的libiconv版本不正确，我甚至在没有 nix 的情况下也遇到了编译paperjam的困难。我认为，尽管我还不懂如何制作 nix 包，但使用 nix 来编译它可能会更为简单。结果证明我的想法是对的！

然而，理清如何实现这个目标的过程相当复杂，因此我在这里写下了一些我实现它的方式和步骤。

构建示例包的步骤

在我着手制作paperjam自定义包之前，我想先试手构建一个已存在的示例包，以便确保我已经理解了构建包的整个流程。这个任务曾令我头痛不已，但在我在 Discord 提问之后，有人向我阐述了如何从https://github.com/NixOS/nixpkgs/获取一个可执行的包并进行构建。以下是操作步骤：

步骤 1：从 GitHub 的nixpkgs下载任意一个包，以dash包为例：

wget http://www.zzvips.com/uploads/allimg/p5gazavd3et.nix -O dash.nix

步骤 2：用with import <nixpkgs> {};替换开头的声明（{ lib , stdenv , buildPackages , autoreconfHook , pkg-config , fetchurl , fetchpatch , libedit , runCommand , dash }:）。我不清楚为何需要这样做，但事实证明这么做是有效的。

步骤 3：运行nix-build dash.nix

这将开始编译该包。

步骤 4：运行nix-env -i -f dash.nix

这会将该包安装到我的~/.nix-profile目录下。

就这么简单！一旦我完成了这些步骤，我便感觉自己能够逐步修改dash包，进一步创建属于我自己的包了。

制作自定义包的过程

因为paperjam依赖于libpaper，而libpaper还没有打包，所以我首先需要构建libpaper包。

以下是libpaper.nix，我基本上是从nixpkgs仓库中其他包的源码中复制粘贴得到的。我猜测这里的原理是，nix 对如何编译 C 包有一些默认规则，例如 “运行make install”，所以make install实际上是默认执行的，并且我并不需要明确地去配置它。

with import <nixpkgs> {};
stdenv.mkDerivation rec {
  pname = "libpaper";
  version = "0.1";
  src = fetchFromGitHub {
    owner = "naota";
    repo = "libpaper";
    rev = "51ca11ec543f2828672d15e4e77b92619b497ccd";
    hash = "sha256-S1pzVQ/ceNsx0vGmzdDWw2TjPVLiRgzR4edFblWsekY=";
  };
  buildInputs = [ ];
  meta = with lib; {
    homepage = "https://github.com/naota/libpaper";
    description = "libpaper";
    platforms = platforms.unix;
    license = with licenses; [ bsd3 gpl2 ];
  };
}

这个脚本基本上告诉 nix 如何从 GitHub 下载源代码。

我通过运行nix-build libpaper.nix来构建它。

接下来，我需要编译paperjam。我制作的nix 包的链接在这里。除了告诉它从哪里下载源码外，我需要做的主要事情有：

• 添加一些额外的构建依赖项（像asciidoc）
• 在安装过程中设置一些环境变量（installFlags = [ "PREFIX=$(out)" ];），这样它就会被安装在正确的目录，而不是/usr/local/bin。

我首先从散列值为空开始，然后运行nix-build以获取一个关于散列值不匹配的错误信息。然后我从错误信息中复制出正确的散列值。

我只是在 nixpkgs 仓库中运行rg PREFIX来找出如何设置installFlags的 —— 我认为设置PREFIX应该是很常见的操作，可能之前已经有人做过了，事实证明我的想法是对的。所以我只是从其他包中复制粘贴了那部分代码。

然后我执行了：

nix-build paperjam.nix
nix-env -i -f paperjam.nix

然后所有的东西都开始工作了，我成功地安装了paperjam！耶！

下一个目标：安装一个五年前的 Hugo 版本

当前，我使用的是 2018 年的 Hugo 0.40 版本来构建我的博客。由于我并不需要任何的新功能，因此我并没有感到有升级的必要。对于在 Linux 上操作，这个过程非常简单：Hugo 的发行版本是静态二进制文件，这意味着我可以直接从发布页面下载五年前的二进制文件并运行。真的很方便！

但在我的 Mac 电脑上，我遇到了一些复杂的情况。过去五年中，Mac 的硬件已经发生了一些变化，因此我下载的 Mac 版 Hugo 二进制文件并不能运行。同时，我尝试使用go build从源代码编译，但由于在过去的五年内 Go 的构建规则也有所改变，因此没有成功。

我曾试图通过在 Linux docker 容器中运行 Hugo 来解决这个问题，但我并不太喜欢这个方法：尽管可以工作，但它运行得有些慢，而且我个人感觉这样做有些多余。毕竟，编译一个 Go 程序不应该那么麻烦！

幸好，Nix 来救援！接下来，我将介绍我是如何使用 nix 来安装旧版本的 Hugo。

使用 nix 安装 Hugo 0.40 版本

我的目标是安装 Hugo 0.40，并将其添加到我的 PATH 中，以hugo-0.40作为命名。以下是我实现此目标的步骤。尽管我采取了一种相对特殊的方式进行操作，但是效果不错（可以参考搜索和安装旧版本的 Nix 包来找到可能更常规的方法）。

步骤 1：在 nixpkgs 仓库中搜索找到 Hugo 0.40。

我在此链接中找到了相应的.nix文件https://github.com/NixOS/nixpkgs/blob/17b2ef2/pkgs/applications/misc/hugo/default.nix。

步骤 2：下载该文件并进行构建。

我下载了带有.nix扩展名的文件（以及同一目录下的另一个名为deps.nix的文件），将文件的首行替换为with import <nixpkgs> {};，然后使用nix-build hugo.nix进行构建。

虽然这个过程几乎无需进行修改就能成功运行，但我仍然做了两处小调整：

• 把with stdenv.lib替换为with lib。
• 为避免与我已安装的其他版本的hugo冲突，我把包名改为了hugo040。

步骤 3：将hugo重命名为hugo-0.40。

我编写了一个简短的后安装脚本，用以重命名 Hugo 二进制文件。

postInstall = ''
    mv $out/bin/hugo $out/bin/hugo-0.40
  '';

我是通过在 nixpkgs 仓库中运行rg 'mv '命令，然后复制和修改一条看似相关的代码片段来找到如何实施此步骤。

步骤 4：安装。

我通过运行nix-env -i -f hugo.nix命令，将 Hugo 安装到了~/.nix-profile/bin目录中。

所有的步骤都顺利运行了！我把最终的.nix文件存放到了我自己的nixpkgs 仓库中，这样我以后如果需要，就能再次使用它了。

可重复的构建过程并非神秘，其实它们极其复杂

我觉得值得一提的是，这个hugo.nix文件并不是什么魔法——我之所以能在今天轻易地编译 Hugo 0.40，完全归功于许多人长期以来的付出，他们让 Hugo 的这个版本得以以可重复的方式打包。

总结

安装paperjam和这个五年前的 Hugo 版本过程惊人地顺利，实际上比没有 nix 来编译它们更简单。这是因为 nix 极大地方便了我使用正确的libiconv版本来编译paperjam包，而且五年前就已经有人辛苦地列出了 Hugo 的确切依赖关系。

我并无计划详细深入地使用 nix（真的，我很可能对它感到困扰，然后最后选择回归使用 homebrew！），但我们将拭目以待！我发现，简单入手然后按需逐步掌握更多功能，远比一开始就全面接触一堆复杂功能更容易掌握。

我可能不会在 Linux 上使用 nix —— 我一直都对 Debian 基础发行版的apt和 Arch 基础发行版的pacman感到满意，它们策略明晰且少有混淆。而在 Mac 上，使用 nix 似乎会有所得。不过，谁知道呢！也许三个月后，我可能会对 nix 感到不满然后再次选择回归使用 homebrew。