微软员工揭秘Windows的Linux子系统研发全过程

发布时间：2019-08-12 浏览数：

【程序人生编者按】微软在开源道路上不断前进，甚至在Windows10中开放名为 WSL 的 Linux 子系统，让开发者可以直观操作 Linux。本文作者作为 WSL团队的一员，将详细给我们讲述开发 Windows 的 Linux子系统的那些事儿。

作者 | Tara Raj

译者 | 风车云马，责编 | 伍杏玲

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

以下为译文：

2016年8月，我从弗吉尼亚大学计算机科学与技术专业毕业后加入微软，在微软的整个职业生涯都在为Linux开发工具。其实我上大学时几乎只使用Linux操作系统，大部分编程都是用C++编写的。

当时我的学习经历似乎不太适合微软，但赶上微软正在做企业改革，所有操作系统都很重要，包括Linux。

到微软的第一份工作是加入Linux的SQL数据库开发团队，该团队特别邀请我把以往的Linux经验发挥出来。我刚刚毕业，一听到自己的开发经验能为团队带来价值时，我真感到受宠若惊。

几年前，微软想在Linux上开发SQL Server只是一个玩笑，然而到2016年，这个想法却变成了现实。在他们发布第一个版本后不久，我就加入了这个团队，并致力于改进用于SQL Server的管理工具——特别是管理Linux服务器和应用程序。要在Linux上正常运行SQL Server，需要以Linux操作系统的工作方式来设计命令行工具。

我有幸为Linux的SQL Server设计第一个版本的GUI工具，刚开始采用了Visual Studio代码（现在叫Azure Data Studio代码），它不受操作系统的限制，可用于所有类型的SQL Server开发。

在微软的第一年我学到了很多，包括项目管理的流程和方法，如何将技术实践和商业思维结合起来。

2017年8月，我加入了Windows 的Linux子系统（Windows Subsystem for Linux，简称WSL）研发团队，并担任项目经理。我第一次听说WSL是在2016年的微软Build大会上，当时它被宣布为“Bash on Ubuntu on Windows”。

当时Channel9一经发布就迅速走红，淹没了Build网站上的其他许多报道。《华尔街日报》记者凯文·加洛(Kevin Gallo)对Build大会做了一个简短的视频介绍，虽然只占用了整个主题演讲的两分钟，但观众和媒体都非常激动。Channel9团队曾一度担心WSL视频的巨大点击量是不是DDoS攻击。微软在Windows系统内运行Ubuntu引起了巨大的轰动。

Windows Console团队是第一个确定客户对WSL有需求的团队。当他们深入客户调研时，一次又一次地听到人们希望在Windows上有类似Bash的东西。最终团队意识到：既然可以让Bash本身在Windows上运行，为什么还要开发类似Bash的东西呢?

其实为Linux创建Windows子系统并不容易做到。团队需要对Windows内核有深入的了解，还要研究一项微软名为Pico process的技术。恰好有趣的是，Pico process也是在Linux上实现SQL Server的技术。简单的说，WSL使Linux编译的二进制文件在Windows NT内核上运行成为可能，而无需重新编译应用程序或使用虚拟机。

Ubuntu是WSL中第一个可用的Linux版本。开始我们联系了Canonical公司的开发人员，看看他们是否愿意提供帮助。他们对这个WSL想法很有热情，后来Ubuntu可以在Windows商店（Windows Store）中使用。在Windows商店中存在多种Linux版本的应用(至少有六种)，是不是觉得很有趣，你见过多少自家的应用商店有其他操作系统？

我们编写的代码是兼容Linux的内核系统调用（syscall），将Linux进程与底层Windows内核连接起来。Linux中大约有340个系统调用，问题是先实现哪个系统调用？与所有操作系统版本一样，新的系统调用会与新的操作系统版本一起添加，但是为了保持向后兼容性，不会删除旧的调用。当初涌现了一波syscall浪潮，WSL团队也开始深入理解syscall用户需要什么。

要实现什么样的syscalls，首先要了解哪些人会使用它。Build公告的主要目的是希望人们使用WSL并提供反馈。任何人都可以通过Windows内部程序获得WSL。也许你认为只有Windows爱好者才会对内部程序感兴趣，但现在有超过1000万的订阅者，他们对各种各样的东西都感兴趣，比如游戏、蓝牙和WSL。

对Windows中运行Bash感兴趣的还有Web开发人员，他们试图构建运行在Linux服务器上的Web应用程序，可采用一系列Bash命令。此外，如果您查找构建Web应用程序的帮助，比如Stack Overflow，其大多数示例代码只运行在Linux上——而你正在Windows机器上进行开发，这让人感到很无奈。对于Web开发人员来说，只好迁移到Mac和macOS上，在那里运行代码。

在WSL进入Windows的初期，一位积极的WSL用户设法让XEyes作为GUI应用程序运行在WSL和X11上。XEyes所做的就是在屏幕上画一对卡通眼睛，跟着鼠标指针转。在成功演示时，所有的社交媒体都沸腾了!

我们想了很多收集用户反馈的方法。曾为WSL建立了一个UserVoice站点，上面已经收集了数百个想法和数千次投票。考虑到WSL的首批受众是Web开发人员，所以觉得GitHub很有作用。但是WSL并不是一个开源项目——在开源的GitHub上放置一个非开源项目似乎很奇怪。最后我们决定在GitHub上创建一个专门反馈和讨论相关问题的论坛，至今我们已经收到了关于WSL的数千个问题。

在 WSL GitHub repo 上会提交成千上万的问题，而WSL团队会审查每一个问题，通过分析和评估，然后决定要做什么。如果需要编写新代码来实现某个特性或修复某个问题，那么会将任务添加到WSL项目计划中，开发周期可以短至几周。

这样，人们所希望的WSL功能或遇到的问题通过UserVoice或GitHub得到了有效快速的解决，构建WSL社群也是整个项目创建过程的关键部分。

当我作为WSL的项目经理时，我的目标是让WSL超越beta版。人们抱怨最多的是兼容性和性能。在我看来这些问题提得很好，这恰恰说明他们在认真使用我们的产品，因为在产品初期我们可能只关心系统一些大的方面。所以，为了让人们用WSL做得更多、更快，我们还有很多工作要做。

随着WSL功能的扩展和完善，我们将WSL带向其他开发系统及其开发人员——而不仅局限于Microsoft生态系统的开发。当我们参加PyCon和OSCON这样的活动时，那里的开发人员看到微软员工时都很惊讶。当我们告诉他们在微软开发工具上运行Linux时，他们都表示怀疑。然后我当场演示了SQL Server、WSL和Visual Studio代码。

为了打消他们的疑虑，我让他们自己试一试。当这些开发人员开始运行他们自己的命令、脚本和代码时，总是反应激动：“等等，这实际上是Linux。你是怎么做到的?我怎么会不知道呢? 这很酷。”

针对有关WSL兼容性和性能的抱怨，我们已经在一个新版本中解决了这个问题——WSL 2。它在Windows中提供了Linux内核并将性能提升了20x。今天，WSL已经经过了beta测试并升级到了版本2。你可以在公告博客上了解更多。

我还与微软的其他团队合作，希望WSL能与其他产品很好的结合。例如Visual Studio Code，它是JavaScript和Node.js中最流行的文本编辑器。使用Visual Studio代码的开发人员可以从WSL中获益良多。主要的优势在于使运行在WSL中的Node.js代码调试变得更容易。开发人员可以在运行WSL的Windows计算机上编写Linux版本的Node.js并进行调试。