何为“玲珑”，它从哪里来又要到哪里去？

—

由

admin
于

前言：软件包管理器的演进

Linux 操作系统一直以其开源性质和灵活性而闻名，而要使 Linux 系统能够顺利安装并运行所需的软件，最关键的部分就是软件包管理器。 

顾名思义，Linux 软件包管理器是一种在 Linux 操作系统上用于安装、更新和卸载软件包的工具。它的历史可以追溯到上世纪 90 年代，此时 Linux 正处于起步阶段，软件的安装必须手动下载源代码并编译，这对非技术用户来说是一项繁琐且困难的任务。这种情况下，先后催生了 dpkg 和 rpm，然而由于不能自动解决依赖关系，其使用起来依旧不便。直到 Debian 的 apt、Red Hat 的 up2date 的发布，包管理器可用性有了很大的提升。它们采用了一种被称为“依赖关系解决器”的算法，能够自动解决软件包之间的依赖关系，从而简化软件的安装和升级过程。但这在另一方面大大增加了复杂度，维护者们需要非常谨慎小心地处理，稍有不慎就会陷入“依赖地狱”，导致软件包系统发生故障。

此外，还有许多其他的软件包管理器，如 yum、portage 和 pacman 等。包管理器的多样性给用户带来了更多选择，但缺点也十分显著：它们的软件包无法互通，这意味着一款软件要在其他发行版上使用，可能需要被重复打包。

随着 Linux 内核对容器的支持、Docker的诞生，Snap、Flatpak 等一批容器思想的包管理器也开始崭露头角。这类格式的软件包与系统环境几乎完全解耦，不再依赖系统上的库文件（AppImage 也是如此），应用分发开始逐步变得简单起来。但磁盘、内存占用较高，启动时间被不断延长等问题也随之而来，至今仍未被解决。

探索：“玲珑”应运而生

deepin 自 2015 年放弃基于 Ubuntu 作为上游，选择 Ubuntu 的非商业上游社区 Debian 作为研发的基础起，我们便收到了众多用户关于软件包管理上的问题反馈，常见的有：

  • 系统上能用的应用太少，可用的应用版本太老；
  • 系统更新后，某些应用无法正常使用；
  • 从其他来源获取某些应用软件安装后，包管理器无法正常工作，甚至系统无法继续使用。

以上这些问题有一个共性原因：依赖关系绑定太强。因系统底层库的关系，应用无法随意更新，在底层库有接口变动时，应用需要重新适配才能正常工作。

在意识到这些问题后，我们开始尝试使用新的软件包管理器。
  • 在 deepin 上适配 Snap：由于 Snap 在除 Ubuntu 系统环境外有诸多兼容性问题，遂放弃。
  • 将部分自研应用转化为 AppImage：AppImage 有着不错的可移植性，这些应用可以很轻松地在其他发行版上使用。但它没有集中的仓库存储和软件包管理功能，也不提供 Snap、Flatpak 同一级别的沙箱，安全性无法保障，不适合作为操作系统的默认软件包管理方式。
  • 2017年，deepin 对 Flatpak 格式进行了跟进，完成了 100+ 的软件包构建工作，后因其应用体积较大，磁盘占用过多、Bug 修复缓慢等各种原因没有继续适配。

在经历过种种“折腾”后，基于对各类包管理器的了解，我们决定自己设计一套软件包管理系统。

在经过 3 个多月的技术调研，1 年多的原型验证、技术方案完善和产品打磨后，最终一套先进的解决方案——“玲珑”应运而生。

顶层组件关系图：

  • 应用沙箱 (ll-box) ：按照 OCI 标准设计的应用沙箱运行环境，利用内核 Cgroup、Namespace 特性将应用与宿主机环境隔离，限制系统资源的使用。
  • 应用管理服务 (ll-service/ll-cli) ：提供应用沙箱环境创建，系统兼容性问题处理等功能。完成对应用的安装状态/运行状态管理。
  • 权限管理代理服务 (ll-dbus-proxy/ll-fuse-proxy) ：提供权限管理功能，包括 DBus 接口以及文件接口。
  • 应用构建工具（ll-builder）：提供容器化的应用构建环境，方便开发者在不同的环境上构建出一致性的应用。
  • 单独打包格式（uab/AppBundle）：Uniontech Application Bundle，应用包封装格式，提供可直接运行的二进制包格式。
  • 仓库系统（ll-repo-server）：提供包上传、下载、信息统计、查询等功能，底层存储使用 OSTree。
运行视图：

成果：解决兼容性问题、性能大幅提升

此前，国内软件生态建设尚不成熟，软件兼容性、安全性问题频出，在面向不同的操作系统进行应用打包和分发时，会额外耗费大量的时间和资源。

而玲珑的出现，无疑为解决这一难题提供了新思路。玲珑的隔离技术可以将应用与系统进行完全解耦，从而彻底解决系统与应用、应用与应用之间因升级引起的兼容性问题 ，同时减少不同操作系统下分发时的打包次数。

传统架构 Vs 玲珑架构

相比其他类似软件包格式，玲珑在启动速度、资源占用方面具有许多优势：

  • 使用非全量运行时（宿主系统+Runtime），整体体积较小；
  • 由于复用宿主系统上的库，可以使用到部分已经加载到内存中的库文件，启动速度会更快，同一应用在玲珑下启动速度提升显著；
  • 提供开发库托管服务，类似NuGet，方便开发者进行开发；
  • 支持Rootless（无特权）沙箱。

软件包大小统计：

软件包启动耗时统计：

未来：助力操作系统软件包生态健康发展

未来，我们将从权限管控、用户交互及可用软件数量等方面着手，对玲珑进行进一步加强优化。
1、权限管控当前玲珑文件访问文件的权限较为单一，只能在应用启动前处理目录的挂载，未挂载的目录无法被启动后的应用访问到。未来将会支持文件访问权限的动态管控，无论应用启动与否均可管理，同时控制中心会同步适配玲珑的权限管控，提供应用权限管理界面。

2、用户交互

目前玲珑应用的更新需要用户手动命令行更新，需要一定的 Linux 基础。且当软件包出现问题时，无法直接查询到构建源头的信息，如 git 项目的 hash 值。

未来，应用商店将支持玲珑应用更新。同时支持溯源，对开发者来说能快速查询到软件包使用的源文件 hash 值，更容易追踪和解决问题。

3、软件包生态

生态建设需要大家共同发力，我们目前已在着手开发相关软件包转换工具，可以将现有的 deb、appimage 等格式软件包轻松地转换成玲珑应用。同时也在推动已有合作软件厂商对玲珑的适配。

与其踽踽独行，不如结伴而行，生态建设需要大家共同努力。

我们衷心希望玲珑能够解决多发行版应用分发困难的问题，同时也期待更多的感兴趣的朋友加入我们，共建应用分发体系，为操作系统软件生态健康发展贡献力量。

评论

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注