NodeOS：基於 JavaScript 的操作系統

已發表: 2022-03-11

我相信大多數程序員都聽說過 Node.js，但是 NodeOS 呢？是的，NodeOS，一個用 Node.js 編寫的操作系統。嗯，有點。 NodeOS 將 Linux 內核用於大多數性能關鍵的事情，例如硬件交互，但對於其他所有事情，它都使用 Node.js。 NodeOS 的開發始於兩年前，由一群共享一個簡單但有趣的想法的人創建： “是否可以僅使用 Node.js 創建操作系統？”

是否可以僅使用 Node.js 創建操作系統？

鳴叫

有什麼大不了的？

首先，想想 Node.js 在它出現的短時間內所取得的進步。現在，想想操作系統發生的同樣的事情。然後，讓我們添加一些很酷的東西。

每個用戶獨立和隔離的根文件系統

NodeOS 引入了一個有趣的範例：如果所有用戶都有一個獨立的文件系統，它會給他們一個簡單的文件系統層次結構來使用。由於他們的“主文件夾”實際上是他們自己的文件系統層次結構的根目錄，因此他們可以在不需要特殊權限的情況下全局安裝包，也不需要配置任何東西，因為它們默認安裝在他們的主目錄中。此外，它還提供了很好的安全性；如果黑客找到了進入操作系統中特定帳戶的方法，那麼他/她可以訪問的唯一分區就是該用戶的分區。最終結果是黑客無法破壞整個系統。

Node.js 和 NPM

如果您考慮一下，使用 Node.js 的操作系統意味著 NPM 中可用的任何包同時也是 NodeOS 包。在撰寫本文時，有 210,735 個包；由於 NPM 包的數量每分鐘都在增長，如果幾年後 NodeOS 擁有一百萬個應用程序也就不足為奇了。

它基於Linux內核

這似乎沒什麼大不了的，但 Linux 是最常用的服務器操作系統。由於 NodeOS 基於 Linux 內核，您可以運行為其他 Linux 發行版編寫的每個應用程序，只需進行極少的更改。

缺點

儘管我想要一個完整的 NodeOS，但它還沒有。它仍然缺少服務器操作系統的許多關鍵功能。例如，缺少整個 BASH 工具集，包括 ps、tail、nano 和 grep。此外，您不能將其作為桌面操作系統運行，因為它沒有 GUI。當然，您可以使用一些 JavaScript 相當輕鬆地實現一些缺失的功能，但事實上所有提到的功能在默認情況下都不可用，這並不好。

那麼，我該如何試用 NodeOS？

使用 Docker

試用 NodeOS 最簡單快捷的方法是使用以下方法：

一台裝有 Mac OSX 或 Linux 的計算機。它可能適用於 Windows，但我沒有嘗試過。
碼頭工人。

安裝 Docker 後，運行 NodeOS 實例就很容易了。您需要做的就是執行以下命令，Docker 會做所有的事情：

 sudo docker run -t -i nodeos/nodeos

試用 NodeOS 最簡單、最快捷的方法是使用 Docker。

鳴叫

當您運行上述命令時，Docker 會自動從存儲庫下載 NodeOS 的磁盤映像，並在虛擬機中執行 NodeOS 的安裝。安裝完成後，它會打開一個到 NodeOS shell 的 SSH 會話。

沒有碼頭工人

有一些原因可以避免使用 Docker，其中一個是最新的 NodeOS 版本。在撰寫本文時，NodeOS 的 Docker 映像的最後一次更改是在兩個月前進行的，而開發版本是在六天前更新的。因此，如果您想使用最新版本，您絕對應該獲取源代碼。這不是太難，但需要很長時間。你會需要：

一台裝有 Linux 的計算機。你可以在 OS X 上編譯它，但它需要更長的時間，因為它必須進行交叉編譯。 Windows 也是如此。
Linux 構建實用程序（make、g++、gcc、autoconf）。
奇木。
時間。說真的，很多。

一旦你擁有了一切，你可以繼續進行源代碼編譯：

下載項目源代碼： bash git clone [email protected]:NodeOS/NodeOS.git 。
通過運行以下命令編譯它： cd NodeOS和npm install 。
我將逐字引用官方文檔： “挑選一些微波爆米花去看電影。 不，真的，去做吧。” . 是的，這需要很多時間，所以在此期間做一些有趣的事情。
運行bash npm start在 Qemu 中運行 NodeOS。

它在工作嗎？

安裝完成後，我們可以通過在 NodeOS shell 中執行命令ls來檢查它是否正常工作。應該出現這樣的輸出：

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

如果是這樣，則意味著一些基本命令正在運行。但是，如果我們想顯示網卡的 IP 地址呢？在 Linux 下，有一個名為ifconfig的命令可以做到這一點。讓我們嘗試一下：

 command not found: ifconfig

似乎缺少ifconfig命令。那是因為 NodeOS 沒有默認的ifconfig命令。怎麼辦？嗯，很簡單； NodeOS 有一個集成的包管理器（如apt或yum ），稱為npkg ，它基於 Node 的 NPM 並且易於使用。安裝ifconfig就像運行以下命令一樣簡單：

 npkg install bin-ifconfig

如果一切順利，命令ifconfig現在應該在 shell 中可用。如果我們再次嘗試執行它，就會出現這樣的輸出（出於顯而易見的原因，我放了一個隨機的 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

如果您的輸出看起來像那樣，那麼它正在工作。您已經成功安裝了您的第一個 NodeOS 應用程序： ifconfig 。

這是工作。但是，我們現在如何處理操作系統？

如果您可以在 Ubuntu 或任何其他 Linux 發行版上做同樣的事情（甚至更少的事情），那麼擁有一個用 Node.js 編寫的操作系統有什麼意義呢？嗯，重點是一切都是通過使用 Node.js 開發的。這也意味著我們可以只使用 Node.js 來開發我們的應用程序。例如，NodeOS 沒有命令man的默認實現，該命令在 Linux 上用於顯示其他命令的手冊頁。不要害怕，實現它很容易。怎麼樣，我聽到你問了？簡單的。

首先，讓我們安裝一個名為 Hipster 的文本編輯器，這樣我們就可以通過執行以下命令來創建和編輯文件： npm install -g [email protected] 。這個文件編輯器很簡單，絕對不是我會用作其他任何東西的編輯器，但在這種情況下它已經足夠好了。使用 Hipster 創建文件非常簡單，只需運行hip filename ，例如hip package.json ；保存按Ctrl + s並退出按Ctrl + q 。對於這個示例，我將使用由主要 NodeOS 開發人員之一開發的代碼，我自己並沒有真正實現它。我們示例的原始代碼可以在 node-bin-man Git 存儲庫中找到。

讓我們回到創建我們的第一個 NodeOS 應用程序。與每個 Node.js 應用程序（或 NPM 包）一樣，我們首先創建一個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" } }

參數name 、 version 、 author 、 repository 、 license和description是不言自明的。 bin集合是一個 JSON 鍵/值對象，其中包含命令名稱和關聯的 JavaScript 文件。在我們的示例中， man命令與文件man.js相關聯。集合dependencies包含使用此應用程序所需的 NPM 包列表。在我們的示例中，代碼的作者包括 Blessed，這是一個類似於 curses 的庫，具有用於 Node.js 的高級終端接口 API。

現在讓我們進入主要部分，實際代碼。

 #!/usr/bin/env node

這部分稱為“shebang”。 NodeOS 實際上並不需要它，但它告訴操作系統如何執行以下代碼。在我們的例子中，它告訴解釋器一切都需要使用命令/usr/bin/env node來執行。

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

就像在 Node.js 中一樣，函數require()將選定的包加載到內存中並將其保存到指定的變量中。

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

如果沒有指定其他命令， man命令的標準行為是告訴手冊它自己。我們的代碼示例也是這樣做的：如果沒有為第二個參數指定參數（第一個是 man 本身），則默認為 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); }

此時，程序會檢查給定應用程序是否存在自述文件。在 NodeOS 中，每個應用程序的安裝路徑是主目錄（或/ ），後跟目錄lib/node_modules 。如果文件README.md存在，它將其內容保存在變量readme中。否則，它會顯示錯誤並退出該過程。

 // 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 有一個非常簡單的 API；顯示文件的內容就像告訴它創建一個box並加載內容一樣簡單。

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

現在，讓我們創建一種退出man應用程序的方法。我們組合鍵escape 、 q或 emacs 風格的組合Cc來退出進程。

 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(); });

我們使用方向鍵向上或向下滾動一行，使用space 、 f 、 j或n鍵向下滾動一頁（與屏幕上的行數一樣多）。使用b ， k或p做相反的事情。

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

最後，我們告訴應用程序專注於我們創建的box並渲染整個東西。讓我們將這些文件放在目錄/lib/node_modules/bin-man ，然後添加一個簡單的README.md ，如下所示：

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

我們幾乎完成了我們的第一個 NodeOS 自定義應用程序。只剩下最後一小步了；我們需要創建一個配置文件，因為它是 NodeOS 應用程序的要求。就像在路徑/etc/bin-man/config.json中創建一個包含以下內容的文件一樣簡單： {} ，一個空的 JSON 對象。現在，我們可以嘗試我們的新應用程序。在 NodeOS shell 中運行man應該會顯示我們之前創建的自述文件。

結論

正如您在我們的簡單代碼示例中所看到的，在 NodeOS 中實現任何東西都是一件容易的事，您只需要了解 Node.js。

NodeOS 有很大的潛力，我認為一旦實現了附加功能，它可能會成為一個很棒的操作系統。它仍然需要改進，但由於整個基於 Node.js 的生態系統的流行，如果它迅速成為流行的操作系統，我不會感到驚訝。你怎麼看待這件事？在評論中告訴我。