NodeOS：基于 JavaScript 的操作系统

已发表: 2022-03-11

我相信大多数程序员都听说过 Node.js，但是 NodeOS 呢？是的，NodeOS，一个用 Node.js 编写的操作系统。嗯，有点。 NodeOS 将 Linux 内核用于大多数性能关键的事情，例如硬件交互，但对于其他所有事情，它都使用 Node.js。 NodeOS 的开发始于两年前，由一群共享一个简单但有趣的想法的人创建： “是否可以仅使用 Node.js 创建操作系统？”

是否可以仅使用 Node.js 创建操作系统？

鸣叫

有什么大不了的？

首先，想想 Node.js 在它出现的短时间内所取得的进步。现在，想想操作系统发生的同样的事情。然后，让我们添加一些很酷的东西。

每个用户独立和隔离的根文件系统

NodeOS 引入了一个有趣的范例：如果所有用户都有一个独立的文件系统，它会给他们一个简单的文件系统层次结构来使用。由于他们的“主文件夹”实际上是他们自己的文件系统层次结构的根目录，因此他们可以在不需要特殊权限的情况下全局安装包，也不需要配置任何东西，因为它们默认安装在他们的主目录中。此外，它还提供了很好的安全性；如果黑客找到了进入操作系统中特定帐户的方法，那么他/她可以访问的唯一分区就是该用户的分区。最终结果是黑客无法破坏整个系统。

Node.js 和 NPM

如果您考虑一下，使用 Node.js 的操作系统意味着 NPM 中可用的任何包同时也是 NodeOS 包。在撰写本文时，有 210,735 个包；由于 NPM 包的数量每分钟都在增长，如果几年后 NodeOS 拥有一百万个应用程序也就不足为奇了。

它基于Linux内核

这似乎没什么大不了的，但 Linux 是最常用的服务器操作系统。由于 NodeOS 基于 Linux 内核，您可以运行为其他 Linux 发行版编写的每个应用程序，只需进行极少的更改。

缺点

尽管我想要一个完整的 NodeOS，但它还没有。它仍然缺少服务器操作系统的许多关键功能。例如，缺少整个 BASH 工具集，包括 ps、tail、nano 和 grep。此外，您不能将其作为桌面操作系统运行，因为它没有 GUI。当然，您可以使用一些 JavaScript 相当轻松地实现一些缺失的功能，但事实上所有提到的功能在默认情况下都不可用，这并不好。

那么，我该如何试用 NodeOS？

使用 Docker

试用 NodeOS 最简单快捷的方法是使用以下方法：

一台装有 Mac OSX 或 Linux 的计算机。它可能适用于 Windows，但我没有尝试过。
码头工人。

安装 Docker 后，运行 NodeOS 实例就很容易了。您需要做的就是执行以下命令，Docker 会做所有的事情：

 sudo docker run -t -i nodeos/nodeos

试用 NodeOS 最简单、最快捷的方法是使用 Docker。

鸣叫

当您运行上述命令时，Docker 会自动从存储库下载 NodeOS 的磁盘映像，并在虚拟机中执行 NodeOS 的安装。安装完成后，它会打开一个到 NodeOS shell 的 SSH 会话。

没有码头工人

有一些原因可以避免使用 Docker，其中一个是最新的 NodeOS 版本。在撰写本文时，NodeOS 的 Docker 映像的最后一次更改是在两个月前进行的，而开发版本是在六天前更新的。因此，如果您想使用最新版本，您绝对应该获取源代码。这不是太难，但需要很长时间。你会需要：

一台装有 Linux 的计算机。你可以在 OS X 上编译它，但它需要更长的时间，因为它必须进行交叉编译。 Windows 也是如此。
Linux 构建实用程序（make、g++、gcc、autoconf）。
奇木。
时间。说真的，很多。

一旦你拥有了一切，你可以继续进行源代码编译：

下载项目源代码： bash git clone [email protected]:NodeOS/NodeOS.git 。
通过运行以下命令编译它： cd NodeOS和npm install 。
我将逐字引用官方文档： “挑选一些微波爆米花去看电影。 不，真的，去做吧。” . 是的，这需要很多时间，所以在此期间做一些有趣的事情。
运行bash npm start在 Qemu 中运行 NodeOS。

它在工作吗？

安装完成后，我们可以通过在 NodeOS shell 中执行命令ls来检查它是否正常工作。应该出现这样的输出：

 [ 'etc', 'lib', 'lib64', 'root', 'bin', 'sys', 'usr', 'share', 'proc' ]

如果是这样，则意味着一些基本命令正在运行。但是，如果我们想显示网卡的 IP 地址呢？在 Linux 下，有一个名为ifconfig的命令可以做到这一点。让我们尝试一下：

 command not found: ifconfig

似乎缺少ifconfig命令。那是因为 NodeOS 没有默认的ifconfig命令。怎么办？嗯，很简单； NodeOS 有一个集成的包管理器（如apt或yum ），称为npkg ，它基于 Node 的 NPM 并且易于使用。安装ifconfig就像运行以下命令一样简单：

 npkg install bin-ifconfig

如果一切顺利，命令ifconfig现在应该在 shell 中可用。如果我们再次尝试执行它，就会出现这样的输出（出于显而易见的原因，我放了一个随机的 MAC 地址和 IP 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

如果您的输出看起来像那样，那么它正在工作。您已经成功安装了您的第一个 NodeOS 应用程序： ifconfig 。

这是工作。但是，我们现在如何处理操作系统？

如果您可以在 Ubuntu 或任何其他 Linux 发行版上做同样的事情（甚至更少的事情），那么拥有一个用 Node.js 编写的操作系统有什么意义呢？嗯，重点是一切都是通过使用 Node.js 开发的。这也意味着我们可以只使用 Node.js 来开发我们的应用程序。例如，NodeOS 没有命令man的默认实现，该命令在 Linux 上用于显示其他命令的手册页。不要害怕，实现它很容易。怎么样，我听到你问了？简单的。

首先，让我们安装一个名为 Hipster 的文本编辑器，这样我们就可以通过执行以下命令来创建和编辑文件： npm install -g [email protected] 。这个文件编辑器很简单，绝对不是我会用作其他任何东西的编辑器，但在这种情况下它已经足够好了。使用 Hipster 创建文件非常简单，只需运行hip filename ，例如hip package.json ；保存按Ctrl + s并退出按Ctrl + q 。对于这个示例，我将使用由主要 NodeOS 开发人员之一开发的代码，我自己并没有真正实现它。我们示例的原始代码可以在 node-bin-man Git 存储库中找到。

让我们回到创建我们的第一个 NodeOS 应用程序。与每个 Node.js 应用程序（或 NPM 包）一样，我们首先创建一个package.json文件，如下例所示：

 { "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" } }

参数name 、 version 、 author 、 repository 、 license和description是不言自明的。 bin集合是一个 JSON 键/值对象，其中包含命令名称和关联的 JavaScript 文件。在我们的示例中， man命令与文件man.js相关联。集合dependencies包含使用此应用程序所需的 NPM 包列表。在我们的示例中，代码的作者包括 Blessed，这是一个类似于 curses 的库，具有用于 Node.js 的高级终端接口 API。

现在让我们进入主要部分，实际代码。

 #!/usr/bin/env node

这部分称为“shebang”。 NodeOS 实际上并不需要它，但它告诉操作系统如何执行以下代码。在我们的例子中，它告诉解释器一切都需要使用命令/usr/bin/env node来执行。

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

就像在 Node.js 中一样，函数require()将选定的包加载到内存中并将其保存到指定的变量中。

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

如果没有指定其他命令， man命令的标准行为是告诉手册它自己。我们的代码示例也是这样做的：如果没有为第二个参数指定参数（第一个是 man 本身），则默认为 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); }

此时，程序会检查给定应用程序是否存在自述文件。在 NodeOS 中，每个应用程序的安装路径是主目录（或/ ），后跟目录lib/node_modules 。如果文件README.md存在，它将其内容保存在变量readme中。否则，它会显示错误并退出该过程。

 // 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 有一个非常简单的 API；显示文件的内容就像告诉它创建一个box并加载内容一样简单。

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

现在，让我们创建一种退出man应用程序的方法。我们组合键escape 、 q或 emacs 风格的组合Cc来退出进程。

 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(); });

我们使用方向键向上或向下滚动一行，使用space 、 f 、 j或n键向下滚动一页（与屏幕上的行数一样多）。使用b ， k或p做相反的事情。

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

最后，我们告诉应用程序专注于我们创建的box并渲染整个东西。让我们将这些文件放在目录/lib/node_modules/bin-man ，然后添加一个简单的README.md ，如下所示：

 # Man Author: @groundwater ## Install npkg install bin-man ## Usage ``` Usage: man PKGNAME Display a packages README.md file ```

我们几乎完成了我们的第一个 NodeOS 自定义应用程序。只剩下最后一小步了；我们需要创建一个配置文件，因为它是 NodeOS 应用程序的要求。就像在路径/etc/bin-man/config.json中创建一个包含以下内容的文件一样简单： {} ，一个空的 JSON 对象。现在，我们可以尝试我们的新应用程序。在 NodeOS shell 中运行man应该会显示我们之前创建的自述文件。

结论

正如您在我们的简单代码示例中所看到的，在 NodeOS 中实现任何东西都是一件容易的事，您只需要了解 Node.js。

NodeOS 有很大的潜力，我认为一旦实现了附加功能，它可能会成为一个很棒的操作系统。它仍然需要改进，但由于整个基于 Node.js 的生态系统的流行，如果它迅速成为流行的操作系统，我不会感到惊讶。你怎么看待这件事？在评论中告诉我。