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(jìn)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(jìn)，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(zhuǎn)向在Windows中運行正宗的Linux 4.19內(nèi)核以支持Linux二進(jìn)制代碼。
WSL 2承諾對文件IO性能進(jìn)行亟需的改進(jìn)，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(xiàn)全面的Linux兼容性，因此成為Windows所能實現(xiàn)的重大轉(zhuǎn)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(xiàn)在我們擁有了純粹的Linux內(nèi)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(jìn)行重大改進(jìn)，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(nèi)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(chǎn)環(huán)境，在WSL上運行Docker，并直接在上面進(jìn)行調(diào)試?！?/p>
WSL 2是如何工作的？
Windows容器和虛擬化的首席項目經(jīng)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(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)換成相應(yīng)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(nèi)核，因此不必進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)換。它解決了許多頂級功能請求（文件系統(tǒng)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(gòu)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(tǒng)橋甚至內(nèi)核都是從我們與Azure中的LCOW一起使用的內(nèi)核中大量借用過來的。9P是一種為Plan 9分布式操作系統(tǒng)開發(fā)的協(xié)議，用于為WSL橋接Windows文件系統(tǒng)和Linux文件系統(tǒng)。
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(nèi)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?！癓inux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(shù)據(jù)庫，而ETX4適合較小的IO。在WSL 2中，Linux文件系統(tǒng)現(xiàn)在只是直接在虛擬pmem設(shè)備上使用EXT4，因此我們在Linux端獲得Linux原生文件系統(tǒng)性能，在Windows端獲得Windows原生文件系統(tǒng)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?！?/p>
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(xié)議的文件系統(tǒng)橋得到全面維護(hù)，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?！?/p>
計劃任務(wù)（cron job）和持久性守護(hù)進(jìn)程的工作方式將與目前的WSL一樣，但網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)在WSL 2中有NIC（網(wǎng)卡）。我們使用NAT網(wǎng)絡(luò)模式，以便NIC由主機全面管理和協(xié)調(diào)，但它確實有自己的IP地址。我們現(xiàn)正在致力于自動映射套接字，以便體驗與WSL一樣；但我們認(rèn)為，就預(yù)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?！?/p>
WSL 2使Windows全面兼容Linux，至少在內(nèi)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(yīng)包含哪些內(nèi)核模塊。Brown解釋道：“在WSL中用不了的iSCSI目標(biāo)（target）在WSL 2中用得了，但需要添加適當(dāng)?shù)哪K。”
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(nèi)核模塊等功能方面給予反饋。Brown特別指出，準(zhǔn)備推出正式版之前，除了網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)上的Linux內(nèi)核將像其他Windows組件一樣自動更新和維護(hù)。由于Hyper-V的嵌套虛擬化技術(shù)，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(yuǎn)程調(diào)試。新的遠(yuǎn)程開發(fā)擴展包（RDEP）將在Visual Studio Code可以連接的目標(biāo)環(huán)境中運行一套開發(fā)服務(wù)，那些服務(wù)負(fù)責(zé)安裝在遠(yuǎn)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(dāng)?shù)拇a完成和代碼檢查（linting）。
Gallo解釋道：“Visual Studio Code遠(yuǎn)程調(diào)試讓你可以直接連接到現(xiàn)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(diào)試Linux環(huán)境；在啟動虛擬機之前，它現(xiàn)在直接連接到啟動它的環(huán)境?！盫isual 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?fù)?dān)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(jìn)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(xiàn)，因此團隊不得不先將Linux系統(tǒng)調(diào)用支持添加到面向WSL的Windows內(nèi)核。Brown特別指出，這種方法始終存在一些缺點。
“我們在系統(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)換方法方面遇到的問題之一是，要始終關(guān)注Linux內(nèi)核來創(chuàng)建新的轉(zhuǎn)換機制；更具體地說，一些系統(tǒng)調(diào)用很難搞對，將來會出現(xiàn)不可能搞對的系統(tǒng)調(diào)用。由于我們現(xiàn)在直接運行Linux內(nèi)核，這種架構(gòu)不用擔(dān)心這個問題，但我們運用了當(dāng)初為Hyper-V隔離容器采取的大量創(chuàng)新后才真正實現(xiàn)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(jìn)，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(rèn)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(gòu)建的任何云工作負(fù)載而積極采用的操作系統(tǒng)，而不僅僅是針對Windows平臺編程時所使用的操作系統(tǒng)。
“除了新終端中的所有改進(jìn)以及在新的Edge瀏覽器中開發(fā)基于Chromium的網(wǎng)站從而支持前端企業(yè)開發(fā)外，我們認(rèn)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。”
