Windows將成為Linux最好的發(fā)行版？使用其4.19內核
時間：2019-05-17
一段時間以來，微軟一直試圖將全棧開發(fā)人員吸引到Windows。直接在Windows上運行Linux二進制代碼的Windows Subsystem for Linux（WSL）可以說開了個好頭，頗受歡迎。350萬活躍的開發(fā)人員在使用WSL，它因每六個月更新一次的Windows 10而得到改進，比如能夠同時安裝和使用多個Linux發(fā)行版，能夠從Windows編輯Linux文件而不損壞文件。但這還不足以提供全面兼容性。
因此針對6月份Windows Insiders將可以使用的下一個版本，微軟正轉向在Windows中運行正宗的Linux 4.19內核以支持Linux二進制代碼。
WSL 2承諾對文件IO性能進行亟需的改進，另外增添對Docker的原生支持，以簡化Linux容器的使用。但它也可以在Windows上實現全面的Linux兼容性，因此成為Windows所能實現的重大轉變。
Windows開發(fā)者平臺的企業(yè)副總裁Kevin Gallo對IT外媒The New Stack說：“WSL是許多Web開發(fā)人員在Windows中用時頗多的組件?，F在我們擁有了純粹的Linux內核，因此你獲得的兼容性高得多。”
Gallo說：“文件性能向來是開發(fā)人員抱怨的一大問題，我們在解決這個問題。我們正在對Windows上的Linux容器（LCOW）進行重大改進，性能和兼容性均有明顯提升。你不需要虛擬機就能運行Linux版本的Docker，因而可以減少占用的內存，提高執(zhí)行速度，并縮短啟動時間。LCOW過去有點笨拙，但一旦我們得到原生的Docker支持，它運行起來就變得很順暢。作為開發(fā)人員，你可以盡可能接近生產環(huán)境，在WSL上運行Docker，并直接在上面進行調試。”
WSL 2是如何工作的？
Windows容器和虛擬化的首席項目經理Taylor Brown向The New Stack解釋道：“從體驗和用戶的角度來看，顧名思義，WSL 2只是更好的WSL，”但它的工作方式截然不同。
“WSL將Linux系統調用轉換成相應的Windows API，而WSL 2運行非常輕量級的Hyper-V VM（與我們用于Hyper-V隔離容器的是同一種類型），它有正宗的Linux內核，因此不必進行系統調用轉換。它解決了許多頂級功能請求（文件系統性能和ABI兼容性），并使我們踏上一條便于以后解決更多請求的架構路徑。”
WSL 2有賴于微軟為了使Windows上的Linux容器（常常名為LCOW）在Azure上順暢運行而做的工作。“輕量級Hyper-V VM、9P文件系統橋甚至內核都是從我們與Azure中的LCOW一起使用的內核中大量借用過來的。9P是一種為Plan 9分布式操作系統開發(fā)的協議，用于為WSL橋接Windows文件系統和Linux文件系統。
如果你與WSL一起使用多個Linux發(fā)行版，每個發(fā)行版將在各自的虛擬機中運行。Brown說：“然而，這些虛擬機使用虛擬分配的內存，啟動不到一秒，而停止的速度更快，因此體驗和開銷是WSL級的（或甚至更好）。”
性能將優(yōu)于WSL，對文件而言更是如此。“Linux的IO模式與Windows完全不同，NTFS是針對Windows優(yōu)化的；NTFS在大文件IO方面非常出色，因此適合數據庫，而ETX4適合較小的IO。在WSL 2中，Linux文件系統現在只是直接在虛擬pmem設備上使用EXT4，因此我們在Linux端獲得Linux原生文件系統性能，在Windows端獲得Windows原生文件系統性能（集兩者之眾長）。通過9P橋，我們可以將兩者連接起來，獲得出色的集成體驗。”
使用WSL 2
盡管有這些變化，對于使用和bash及其他Linux工具的開發(fā)人員來說，體驗與今天的WSL一樣。Brown證實：“開發(fā)人員喜歡從WSL獲得的功能（比如共享文件/文件夾）通過使用9P協議的文件系統橋得到全面維護，因此WSL 2可以看到你的所有Windows文件和文件夾，你也可以從Windows看到Linux掛載的對象。”
計劃任務（cron job）和持久性守護進程的工作方式將與目前的WSL一樣，但網絡套接字會有一些變化，這方面仍處于開發(fā)之中。“由于我們使用虛擬機，現在WSL 2中有NIC（網卡）。我們使用NAT網絡模式，以便NIC由主機全面管理和協調，但它確實有自己的IP地址。我們現正在致力于自動映射套接字，以便體驗與WSL一樣；但我們認為，就預覽版而言，目前的體驗在情理之中，給了我們非常寶貴的反饋意見。”
WSL 2使Windows全面兼容Linux，至少在內核ABI層是這樣，不過微軟將目光投向開發(fā)者社區(qū)，搞清楚WSL中應包含哪些內核模塊。Brown解釋道：“在WSL中用不了的iSCSI目標（target）在WSL 2中用得了，但需要添加適當的模塊。”
WSL 2最初通過Insider體驗計劃適用于Windows 10，因此開發(fā)人員可以嘗試一下，就內核模塊等功能方面給予反饋。Brown特別指出，準備推出正式版之前，除了網絡套接字的自動映射外，9P性能方面還有一些工作要做。
計劃是及時將WSL 2引入到Windows Server，這兩種操作系統上的Linux內核將像其他Windows組件一樣自動更新和維護。由于Hyper-V的嵌套虛擬化技術，你能夠在Azure上的虛擬機中使用WSL 2；雖然WSL 2本身基于為Azure所做的LCOW工作，但無法被Azure平臺使用。
Visual Studio Code和WSL 2
Docker等工具將能夠增強WSL 2。Brown說：“今天，Docker Desktop創(chuàng)建并管理自己的Linux虛擬機；由于這種體驗，它們將能夠直接使用WSL 2，以提升性能和可靠性。”
借助面向WSL和Docker容器的Visual Studio Code，原生Docker支持還將簡化遠程調試。新的遠程開發(fā)擴展包（RDEP）將在Visual Studio Code可以連接的目標環(huán)境中運行一套開發(fā)服務，那些服務負責安裝在遠程環(huán)境而不是在本地Windows環(huán)境中運行的工作區(qū)擴展，因此它們可以檢測什么語言和運行時環(huán)境可以使用，在IDE中提供適當的代碼完成和代碼檢查（linting）。
Gallo解釋道：“Visual Studio Code遠程調試讓你可以直接連接到現有容器，而今天Windows上的Visual Studio Code可以在Windows中針對node.js來運行，但不是針對WSL來運行。如果你在Linux環(huán)境中啟動Visual Studio Code，它將調試Linux環(huán)境；在啟動虛擬機之前，它現在直接連接到啟動它的環(huán)境。”Visual Studio Code命令和擴展直接在啟動它的Linux發(fā)行版中運行，因此開發(fā)人員不必擔心路徑問題，你在WSL和已掛載的對象中都可以編輯文件。
這是Visual Studio Code用戶一直要求的功能；Visual Studio Code存儲庫中評論第三多的問題是支持在WSL中從bash啟動IDE，它與目前版本的WSL和WSL 2兼容。
Windows桌面上的Linux
微軟最初想把Linux二進制支持功能引入到Windows時，WSL 2依賴的容器支持功能還沒有出現，因此團隊不得不先將Linux系統調用支持添加到面向WSL的Windows內核。Brown特別指出，這種方法始終存在一些缺點。
“我們在系統調用轉換方法方面遇到的問題之一是，要始終關注Linux內核來創(chuàng)建新的轉換機制；更具體地說，一些系統調用很難搞對，將來會出現不可能搞對的系統調用。由于我們現在直接運行Linux內核，這種架構不用擔心這個問題，但我們運用了當初為Hyper-V隔離容器采取的大量創(chuàng)新后才真正實現了這個概念。”
如果WSL 2的新方法提供了微軟承諾的全面兼容性和顯著的性能改進，它將使Windows成為對任何開發(fā)人員而言極具吸引力的平臺，無論他們在何種平臺上從事開發(fā)。
實際上，Gallo認為WSL 2將為開發(fā)人員提供比在Mac上更好的Docker支持，因為他們不需要考慮親自運行Linux虛擬機。他表示，WSL 2有望使Windows成為開發(fā)人員為需要構建的任何云工作負載而積極采用的操作系統，而不僅僅是針對Windows平臺編程時所使用的操作系統。
“除了新終端中的所有改進以及在新的Edge瀏覽器中開發(fā)基于Chromium的網站從而支持前端企業(yè)開發(fā)外，我們認為相比其他任何環(huán)境，端到端體驗對于開發(fā)人員來說將是最高效的環(huán)境。”
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