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Dev Environments

前面我们已经学习了构建开发环境的实现原理,但是每次都要自己写一堆重复性较高的 flake.nix,略显繁琐。

幸运的是,社区已经有人为我们做好了这件事,如下这个仓库中包含了绝大多数编程语言的开发环境模板,直接复制粘贴下来就能用:

如果你觉得 flake.nix 的结构还是太复杂了,希望能有更简单的方法,也可以考虑使用下面这个项目,它对 Nix 做了更彻底的封装,对用户提供了更简单的定义:

如果你连任何一行 nix 代码都不想写,只想以最小的代价获得一个可复现的开发环境,这里也有一个或许能符合你需求的工具:

Python 开发环境

Python 的开发环境比 Java/Go 等语言要麻烦许多,因为它默认就往全局环境装软件,要往当前项目装,还必须得先创建虚拟环境(JS/Go 等语言里可没虚拟环境这种幺蛾子)。这对 Nix 而言是非常不友好的行为。

Python 的 pip 默认会将软件安装到全局,在 NixOS 中 pip install 会直接报错:

shell
 pip install -r requirements.txt
error: externally-managed-environment

× This environment is externally managed
╰─> This command has been disabled as it tries to modify the immutable
    `/nix/store` filesystem.

    To use Python with Nix and nixpkgs, have a look at the online documentation:
    <https://nixos.org/manual/nixpkgs/stable/#python>.

note: If you believe this is a mistake, please contact your Python installation or OS distribution provider. You can override this, at the risk of breaking your Python installation or OS, by passing --break-system-packages.
hint: See PEP 668 for the detailed specification.

根据错误信息,pip install 直接被 NixOS 禁用掉了,测试了 pip install --user 也同样被禁用。为了提升环境的可复现能力,Nix 把它们全部废掉了。即使我们通过 mkShell 等方式创建一个新环境,这些命令照样会报错(猜测是 Nixpkgs 中的 pip 命令本身就被魔改了,只要是跑 install 等修改指令就直接嘎掉)。

但是很多项目的安装脚本都是基于 pip 的,这导致这些脚本都不能直接使用,而且另一方面 nixpkgs 中的内容有限,很多 pypi 中的包里边都没有,还得自己打包,相对麻烦很多,也加重了用户的心智负担。

解决方案之一是改用 venv 虚拟环境,在虚拟环境里当然就能正常使用 pip 等命令了:

shell
python -m venv ./env
source ./env/bin/activate

或者使用第三方工具 virtualenv,缺点是这个需要额外安装。

这样用 python 直接创建的 venv,对一些人而言可能还是没有安全感,仍然希望将这个虚拟环境也弄进 /nix/store 里使其不可变,通过 nix 直接安装 requirements.txt 或者 poetry.toml 中的依赖项。这当然是可行的,有现成的 Nix 封装工具帮我们干这个活:

注意即使是在这俩环境中,直接跑 pip install 之类的安装命令仍然是会失败的,必须通过 flake.nix 来安装 Python 依赖!因为数据还是在 /nix/store 中,这类修改命令必须在 Nix的构建阶段才能执行...

这俩工具的好处是,能利用上 Nix Flakes 的锁机制来提升可复现能力,缺点是多了一层封装,底层变得更复杂了。

最后,在一些更复杂的项目上,上述两种方案可能都行不通,这时候最佳的解决方案,就是改用容器了,比如 Docker、Podman 等,容器的限制没 Nix 这么严格,能提供最佳的兼容性。