NodeOS作業系統

導讀	我想大多數人聽說過 Node.js，但是你聽說過 NodeOS 嗎？一個用 Node.js 寫的作業系統，NodeOS 用 Linux 核心來處理各種底層任務，比如硬體通訊什麼的，但是除此之外，使用的都是 Node.js。NodeOS 的開發始於兩年前，建立者的目的很簡單，他只是好奇，“是否有可能僅使用 Node.js 建立一個作業系統？”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？用它做個作業系統。

NodeOS 引入了一個有趣的特性：所有的使用者都有一個獨立的檔案系統，他們在一個簡單的檔案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檔案系統的根（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，因為軟體包預設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，如果駭客攻入到了某個賬戶，那麼只能訪問到該使用者所在的部分，最終的結果就是駭客並不能由此影響到整個系統。

你可以想想，如果一個作業系統使用 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。

這看起來並不算什麼，Linux 是大多數伺服器所採用的作業系統。因為 NodeOS 是基於 Linux 核心的，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。

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作業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作業系統使用，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，但是預設情況下，這些功能現在都還沒有，真糟糕。

最容易、最快捷的體驗 NodeOS 的方法如下：

1. 一臺執行 Mac OSX 或 Linux 計算機，也許 Windows 也可以，但是我沒試過。
2. Docker。

當你安裝好 Docker 之後，執行一個 NodeOS 例項是很容易的。你只需要執行如下 就可以了， Docker 會為你完成這一切：

sudo docker run -t -i nodeos/nodeos

當你執行了上述 ，Docker 會自動從倉庫下載 NodeOS 的映象，並將其安裝到一個虛擬環境中,安裝好之後，會開啟一個連線到 NodeOS 的 SSH 會話。

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 的映象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，你應該從原始碼開始。這也不算很難，但是要花費一些時間。你需要：

1. 一臺執行 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，對於 Windows 也如此。
2. Linux 編譯構建相關的工具（make、g++、gcc、autoconf）。
3. Qemu。
4. 時間，真的需要很多。

如果萬事俱備，你就可以從原始碼開始編譯了：

1. 下載專案原始碼：bash git clone git@github.com:NodeOS/NodeOS.git。
2. 使用下列命令編譯： cd NodeOS 並 npm install。
3. 執行 bash npm start來在 Qemu 中執行 NodeOS。

當安裝完成後，我們可以透過在 NodeOS 的   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路卡地址呢？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 預設沒有ifconfig命令。現在怎麼辦？很簡單，NodeOS 有一個整合的包管理器（類似apt或yum） ，叫做npkg，它是基於 Node 的 NPM 的，很容易使用。可以透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 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，你已經成功地安裝了你的第一個 NodeOS 應用：ifconfig。

如果我們只能拿這個用 Node.js 寫的作業系統做到你在 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 裡沒有預設實現的 man 命令，它用於顯示其它命令的幫助資訊。不用擔心，實現它很簡單。

首先讓我們來安裝一個叫做 Hipster 的文字編輯器，以便我們可以建立和編輯檔案。執行如下命令：npm install -g hipster@0.15.0。這個文字編輯器很簡單，除了用作文字編輯之外啥也幹不了，不過對於我們來說足夠了。用 Hipster 建立檔案很簡單，執行hip filename即可，如：hip package.json。要儲存檔案請按下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程式碼，我自己並沒有真的去開發這個應用。我們例子中的原始程式碼可以在 node-bin-man Git 倉庫中找到。

讓我們回過頭來建立我們的第一個 NodeOS 應用。像每個 Node.js 應用（或 NPM 包）一樣，我們從建立一個package.json檔案開始，內容如下：

{
  "name": "bin-man",
  "version": "0.0.1",
  "description": "Format and display manual pages",
  "bin": {
    "man": "man.js"
  },
  "repository": "
  "author": "groundwater",
  "license": "MIT",
  "dependencies": {
    "blessed": "~0.0.22"
  }
}

這些引數 name、version、author、repository、license和description是其意自明的。這個bin集合是一個JSON的鍵值對物件，包含了命令名及其關聯的JavaScript檔案。在我們的例子中，man命令關聯到man.js檔案。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，程式碼的作者包含了 Blessed 包，這是一個類 curses 的庫，可以讓 Node.js 支援高階終端介面的 API。

現在我們進入了主要的部分，實際的程式碼。

#!/usr/bin/env node

這個部分叫做 （shebang）。NodeOS 實際上並不需要它，但是它用於告訴作業系統如何執行下面的程式碼。在這裡的意思是，它告訴系統下面的每行程式碼都需要透過/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() 函式載入選定的包到記憶體中，並將其儲存為特定的變數。

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

man命令的標準行為是如果沒有指定要檢視的命令時，就顯示它自己的幫助資訊。在我們的程式碼示例中也一樣：如果沒有給出第二個引數（第一個引數是 man 本身），那麼該引數的預設值是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，程式檢查給定的應用是否有一個readme檔案。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檔案存在，就將其內容儲存到readme變數中。否則，顯示一個錯誤資訊並退出。

// 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，要顯示一個檔案的內容很容易，只需要建立一個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 ，我們在這裡建立和渲染所有內容。把上面編輯的這個檔案存放到  /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，我們需要建立一個 NodeOS 應用需要的配置檔案。很簡單，把它建立到/etc/bin-man/config.json ，內容只是一個空的 JSON 物件：{}。

現在我們可以試試我們的新應用了，在 NodeOS 中執行man，它將展示我們之前建立的 readme 檔案。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作業系統。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作業系統也沒什麼好驚奇的。

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