在討論 Nix 的時候，大家總是喜歡拿它和 Docker 做比較。但我認為 Nix 和 Docker 是解決不同問題的工具，前者是構(gòu)建和部署容器的工具包，而后者則是包和配置管理器。這兩個工具在功能上確實會有一些重疊之處，都可用于創(chuàng)建可重現(xiàn)的環(huán)境。所謂“可重現(xiàn)的環(huán)境”指的以相同的方式創(chuàng)建完全相同的新環(huán)境。也就是說，這些環(huán)境擁有相同的工具、版本和配置。
可重現(xiàn)的環(huán)境可以確保項目中的所有開發(fā)人員都擁有完全相同的工具集。此外，開發(fā)人員可以在與生產(chǎn)環(huán)境類似的環(huán)境中開發(fā)軟件，因此可以避免部署時發(fā)生意外。
Nix 和 Docker 這兩種工具都可以解決：“它（可重現(xiàn)環(huán)境）在我的機器上運行”的問題，不過，二者采用的方法卻不相同。
使用 Docker 構(gòu)建可重現(xiàn)的環(huán)境
Docker 提供了創(chuàng)建容器鏡像的工具。鏡像存儲了容器的內(nèi)容和配置，通常包含文件系統(tǒng)、一些環(huán)境變量和命令。
有了鏡像，你就可以在不同的機器上創(chuàng)建出功能完全相同的新容器。
你可以將鏡像分發(fā)給其他開發(fā)人員，這樣他們就可以構(gòu)建出相同的環(huán)境了，而且你也可以通過鏡像將服務部署到生產(chǎn)環(huán)境。
Docker 鏡像可以由 Dockerfile 創(chuàng)建。該文件告訴 Docker 運行構(gòu)建鏡像的命令，包括從宿主系統(tǒng)復制文件，或使用包管理器（如 apt 或 apk）安裝軟件包。
下面是一個 Dockerfile 的示例：
FROM node:12-alpine RUN apk add --no-cache python g++ make WORKDIR /app COPY . RUN yarn install --production CMD ['node', 'src/index.js']Docker 會創(chuàng)建一個新容器，并在其中構(gòu)建鏡像。在執(zhí)行 Dockerfile 中的每條命令之前，Docker都會創(chuàng)建一個新的文件系統(tǒng)層。Docker 使用的是聯(lián)合掛載（Union mount）文件系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以將多個文件系統(tǒng)或目錄疊加起來，顯示為一個文件系統(tǒng)。
由于每條命令都有自己的文件系統(tǒng)層，因此 Docker 可以檢測哪些層仍然有效，而哪些層需要根據(jù)項目的變化重建。正確排序的命令可以提高 Docker 重建鏡像的速度。
此外，每個文件系統(tǒng)層可以在多個鏡像之間共享。當需要利用同一個基礎 Docker 鏡像多個新鏡像時，這會非常有用。例如，上述 Dockerfile 的基礎鏡像為 node:12-alpine，只要將其保存在某個地方，其他 Docker 鏡像就可以共享了。
構(gòu)建好鏡像后，還需要命名、打標簽，然后上傳到鏡像存儲庫，然后就可以輕松與他人共享了。
雖然有了鏡像就可以構(gòu)建可重現(xiàn)的 Docker 容器，但 Docker 并不能保證創(chuàng)建的鏡像是可重現(xiàn)的，也就是說即便使用同一個 Dockerfile，運行兩次 docker build，也有可能得到兩個行為不同的鏡像。例如，第三方軟件包可能在不知不覺間發(fā)布了更新，因此導致構(gòu)建的鏡像也發(fā)生變化。確保使用固定的某個版本可以從一定程度上緩解這個問題，但也不能完全杜絕。
另一個需要注意的問題是，在創(chuàng)建鏡像時，Docker 只允許從單個文件系統(tǒng)層繼承。你可以在 Dockerfile 中指定基礎鏡像，但不能將兩個鏡像合并起來。假設你想使用 node 和 rustc 構(gòu)建容器，由于不能將 node 和 rustc 的鏡像合并起來，所以只能先利用 node 鏡像構(gòu)建容器，然后再手動安裝 rustc，或者反過來，先用 rustc 構(gòu)建容器，然后再手動安裝 node 。
使用 Nix 構(gòu)建可重現(xiàn)的環(huán)境
為了構(gòu)建可重現(xiàn)的環(huán)境，Nix 采用了最基本的方式。Nix 提供了一個完整的構(gòu)建系統(tǒng)，可以單獨構(gòu)建各個軟件包。
在構(gòu)建軟件包時，你需要執(zhí)行如下步驟：
使用所需工具構(gòu)建環(huán)境。
執(zhí)行腳本，運行所有構(gòu)建命令。
每個軟件包的構(gòu)建都可以重復這個過程，為了確保每個環(huán)境都是可重現(xiàn)的，Nix 做了大量努力。首先，Nix 會限制網(wǎng)絡訪問、文件系統(tǒng)訪問，有時甚至還會在構(gòu)建過程中在沙盒容器中運行，以防止構(gòu)建過程中受到任何外部因素的影響。
由于軟件包會依賴第三方庫，形成巨大的依賴關系網(wǎng)，因此 Nix 會在構(gòu)建過程中遍歷所有依賴項。
而你可以使用 Nix 創(chuàng)建可重現(xiàn)的環(huán)境，只需在關系網(wǎng)中添加一個節(jié)點，然后讓 Nix 完成第一步構(gòu)建環(huán)境的工作即可。
在開發(fā)中，你可能不希望或不需要 Nix 執(zhí)行第二步。相反，你可以將 Nix 放入bash shell，自行運行構(gòu)建命令。
Nix 自帶一個名叫 nix-shell 的工具，它可以為你完成這項工作。將 shell.nix 文件添加到項目的根目錄，nix-shell 就可以根據(jù)所有指定的軟件包構(gòu)建一個新環(huán)境。
下面是一個 shell.nix 文件的示例：
{ pkgs ? import <nixpkgs> {} }:pkgs.mkShell {nativeBuildInputs = [ pkgs.rustc pkgs.cargo ];}
Nix 并不會使用容器，它只會修改環(huán)境變量。例如，將某個二進制包添加到環(huán)境變量 PATH 中。
由于 Nix 可以保證構(gòu)建可重復的環(huán)境，因此，只需共享此 shell.nix 文件，即可為開發(fā)人員提供功能完全相同的開發(fā)環(huán)境。
與 Docker 不同，Nix 是一個成熟的包管理器，因此 Nix 可以自由組合環(huán)境。以上述 Docker 示例為例，如果我們想在同一個環(huán)境中同時部署 node 和 rust，則只需告訴 Nix 將二者添加到構(gòu)建的輸入中：
{ pkgs ? import <nixpkgs> {} }: pkgs.mkShell { nativeBuildInputs = [ pkgs.rustc pkgs.cargo pkgs.nodejs-16_x ]; }
應該使用哪個？
在考慮這個問題之前，我們首先應該回顧一下：Docker 和 Nix 是完全不同的工具。
Docker 鏡像只是 Docker 提供的一小部分，Docker 為整個容器生態(tài)系統(tǒng)提供了工具。
而 Nix 的設計旨在構(gòu)建可重現(xiàn)的包和環(huán)境。
如果你的目的是構(gòu)建可重現(xiàn)的開發(fā)環(huán)境，則選用 Nix 更合適。
如果你希望尋找一種方法來構(gòu)建、打包和部署自己的服務，則 Docker 提供的更豐富的工具更適合你。畢竟，容器乃是如今部署 Web 服務的標準方式。
即便如此，Docker 鏡像的構(gòu)建仍有很多不足之處。不過，好在我還有一張王牌：利用 Nix 構(gòu)建Docker 鏡像例如：
{ pkgs ? import <nixpkgs> { }, pkgsLinux ? import <nixpkgs> { system = 'x86_64-linux'; }}:pkgs.dockerTools.buildImage {name = 'cowsay-container';config = {Cmd = [ '${pkgsLinux.cowsay}/bin/cowsay' 'I'm a container' ];};}
如此一來，我們就可以魚與熊掌兼得：
利用 Nix 構(gòu)建可重現(xiàn)的 Docker 鏡像。
利用容器簡化部署。
Replit 如何使用 Nix
目前，我們正在從通過巨大的 Docker 鏡像 Polygott 提供開發(fā)工具朝著通過 Nix 提供軟件包過渡。你可以看一看用戶使用Nix構(gòu)建的應用（https://replit.com/apps/nix）。
我們發(fā)現(xiàn)， Nix 解決了我們在使用 Docker 鏡像時遇到的下列問題：
很難獲知兩種不同版本的 Polygott 之間發(fā)生了什么變化。
第三方庫的更新，可能會導致用戶的執(zhí)行環(huán)境出現(xiàn)各種問題。
第三方庫的下線，會導致鏡像構(gòu)建出問題。
很難將所有支持語言的開發(fā)工具組合到一個 Docker 鏡像中。
Polygott 提供了一堆腳本和配置文件，用于安裝每種語言所需的工具，這些維護工作非常痛苦。
我們做了很多嘗試，但最終發(fā)現(xiàn)沒有辦法在多個鏡像構(gòu)建之間共享一些文件系統(tǒng)層。Polygott 本身的大小為 20～30GB，如果在生產(chǎn)環(huán)境中安裝多個版本，規(guī)模會迅速膨脹。
如今在使用了 Nix 后，我們可以讓用戶自由選擇他們需要的工具。同時還解決了上述問題，減輕了我們內(nèi)部的維護負擔。雙贏！
雖然我們使用了 Nix，但我們也不會因此而放棄 Docker 容器。我們?nèi)匀恍枰萜鱽頌槊總€用戶執(zhí)行環(huán)境提供一個隔離的環(huán)境。
Nix 會超越 Docker 嗎？不會，這兩款工具實現(xiàn)了不同的目標，二者的結(jié)合可以提供完美的解決方案：可重現(xiàn)的環(huán)境與容器化的部署。
原文鏈接：https://blog.replit.com/nix-vs-docker
聲明：本文為 CSDN 翻譯，轉(zhuǎn)載請注明來源。
END
