> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/20190102-freebsd-ru-men/freebsd-for-developers.md). # 面向开发者的 FreeBSD * 原文链接：[FreeBSD for Developers](https://freebsdfoundation.org/our-work/journal/browser-based-edition/) * 作者：**MARIUSZ ZABORSKI** 提到 FreeBSD 时，你大概会想到服务器和 NAS。毫无疑问，FreeBSD 是这些用途的优秀操作系统。但坊间也存在一些误解，认为 FreeBSD 对开发者不友好，如果想在 FreeBSD 上或为 FreeBSD 做软件开发，就该去买一台 Mac。事实是，FreeBSD 是一款完整的操作系统，从系统管理员、软件开发者到会计，每个人都能用它完成日常工作。本文从软件开发者的视角审视 FreeBSD。 ## 编程语言 对软件开发者来说，最重要的问题是所选语言是否被 FreeBSD 支持。所有主流语言 FreeBSD 都支持，确实没有任何限制。你想用 Node.js、PHP 或 Python 做新的 Web 项目？FreeBSD 全都支持。如果你更关注 Go 或 Rust 这类底层编程，FreeBSD 也有。想要更经典一些？在 Ports 中可以找到新版本的 clang 与 gcc。甚至可以通过 OpenJDK 使用 Java，或通过 Mono 使用 C#。 值得称道的是，在许多情况下，FreeBSD 原生包管理器 **pkg(1)** 可以直接安装所需编译器。对于 PHP、Ruby 或 Python，许多包也由 pkg 提供。若要为 Python 安装 pygame，只需输入： ```sh # pkg install py{27,36}-game ``` 这样你就能用同一套方式管理操作系统中已安装的全部包，简单且整洁。出于某种原因不喜欢这种方式，仍然可以像以往那样使用 pip。WordPress 也是如此，执行下面的命令即可就绪： ```sh # pkg install wordpress ``` 执行以下命令可查找包含语言编译器与解释器的完整软件包列表： ```sh # pkg search lang/ ``` 另一个优点是所有包都保持最新。repology 项目（）对大量包仓库与其它来源进行分析，比较各仓库中的包版本。结论是 FreeBSD 拥有最新程度数一数二的 Ports。例如，其包的更新程度远超 Ubuntu 最新版本。如果你需要保持最新的语言基础设施，FreeBSD 是个好选择。 ## 开发者环境 软件开发者关心的另一个问题是自己最爱的 IDE 能否在 FreeBSD 上工作。提到开发者环境，你大概会把 Unix 与 vim 和 emacs 联系起来。这没错，在 FreeBSD 上能用它们，不过你也能找到更现代的 IDE，例如： * Eclipse * Sublime Text * PyCharm（免费版与商业版） * IntelliJ（旗舰版与社区版） 如果你的 IDE 不直接支持 FreeBSD，可以尝试用 Linuxulator——FreeBSD 的 Linux 兼容层来运行。代码版本控制系统也不必担心。所有流行的开源 VCS 都能找到，例如 git、mercurial 或 svn，还可以使用 perforce 等商业产品。 维护环境、测试软件，没有比 Jail 更好的方式。如果你想为不同客户准备多个版本的应用，或同时运行多个数据库等，Jail 正是所需。还可以把它们与 ZFS 结合，轻松把改动推送至生产环境。如今用 iocage 或 ezjail 管理 Jail 比以往任何时候都更轻松。 有时 Jail 还不够，需要使用不同的操作系统。FreeBSD 也涵盖了这一需求。如果你需要轻量级虚拟化任何现代操作系统，例如 Windows、Linux、OpenBSD、NetBSD 或 FreeBSD，bhyve 是不二之选。 ## 收服目录混乱 在 Linux 上把软件安装到哪里：**/usr/bin**、**/bin**、**/usr/local/bin**？或者 bin 只是指向 **/usr/bin** 的符号链接，一切都乱作一团？在 FreeBSD 中，管理类二进制总是落在 sbin，普通二进制落在 bin。目录层级清晰易懂： * **/bin** 与 **/sbin** 是随操作系统分发的 FreeBSD 专用二进制，是系统最小化工作所必需的； * **/usr/bin** 与 **/usr/sbin** 是随操作系统分发的 FreeBSD 专用二进制； * **/usr/local/bin** 与 **/usr/local/sbin** 是所有第三方软件落地之处。 此外，整个文件系统层级结构可以在手册页 **hier(7)** 中查阅。FreeBSD 又一次凭借简洁清晰的方案胜出。 ## 深入你的程序 DTrace 是开发者最棒的工具之一，而其他操作系统往往欠缺它。篇幅所限无法尽述 DTrace 的所有功能，但自从开始使用 DTrace，我已不知道此前是怎么熬过来的。DTrace 是动态追踪框架，最初由 Sun Microsystems 开发。用几行 D 脚本，我们就能查看程序的当前栈、分析性能、追踪函数输入，等等，不一而足。 DTrace 的真正威力来自 Brendan Gregg 编写的若干脚本（），可以生成火焰图。火焰图是对被追踪软件的可视化，便于识别最频繁的代码路径。可以用来追踪许多对象，从你的软件、FreeBSD 内核，到第三方软件。所需的只是一个带符号信息的二进制文件。使用时不必停止程序，也无需重新编译。我们最近对 PostgreSQL 数据库使用 DTrace，追踪为何插入操作耗时如此之长。借助 DTrace，我们轻松定位到表设置的问题并修复。这是 FreeBSD 相对其他操作系统对软件开发者的一项巨大优势，DTrace 应当常备你的工具箱。 开发底层应用时还有一些 FreeBSD 专属的实用工具： * `procstat`——功能强大的工具，可获取大量进程信息 * `ktrace`/`kdump`——**strace(1)** 的替代方案，可打印系统调用列表 * `pmccontrol`——控制硬件性能监测计数器 * `pmcstat`——通过硬件性能监测计数器进行性能测量 至于底层调试，默认情况下基本系统中已找不到 gdb，但可以使用来自 LLVM 项目的优秀替代品 lldb，建议一试。 下面是使用 DTrace 一行命令生成 PostgreSQL 火焰图的示例： ```sh # dtrace -x ustackframes=100 -n 'profile-5000 { ustack(); }' -p PID -o output ``` ## 一些值得世界追上的优秀 API FreeBSD 是许多技术的先驱。它是第一款引入 ZFS 的操作系统——Linux 世界用了多年才追上。FreeBSD 在 docker 出现很久以前就看到了容器的潜力——开发了 chroot 与 Jail。FreeBSD 兼容 POSIX，但还引入或集成了许多流行操作系统中所没有的优秀 API。 所有操作系统都实现了 poll 与 select，它们在可扩展性方面存在问题。我们也见到了 epoll，它非但没解决问题，反而引入了一些新问题。FreeBSD 走了不同路线，引入了 **kqueue(1)**。kqueue 在内核与用户态之间提供高效的输入输出事件管道。尤其在大量文件描述符上轮询事件时，kqueue 效率高得多。 谈到描述符，也应提到进程描述符——给进程添加句柄（描述符）的新方式。许多操作系统使用的进程标识符（PID）并不可靠。在检查进程状态与发送信号之间，操作系统内可能发生许多事情，理论上 PID 可能已被另一个进程占用。进程描述符通过给你一个可靠的进程句柄来解决这些问题。即便进程终止，你仍然能拿到通知它的句柄。 此外还有名为 Capsicum 的 FreeBSD 沙箱技术。Capsicum 是轻量级的操作系统能力与沙箱框架。基于能力的权限控制意味着进程只能执行没有全局影响的行为。进程不能通过绝对路径打开文件，也不能打开网络连接。其思路是在设计应用时考虑进程权限分离，从而保护应用。 要保护应用，还可以考虑使用 CloudABI（）。CloudABI 取一个 POSIX 函数，加入基于能力的权限控制，并删除与之不兼容的一切。这迫使软件开发者在应用中使用一组非常具体的函数集合，但提升了应用安全性。 FreeBSD 正在开发许多有趣的技术，未来或许会成为其他操作系统的标准。如果你想与时俱进，应该关注这一操作系统。 ## 文档 FreeBSD 以文档优秀著称。软件开发方面也是如此。你多少次搜索过 ASCII 表？FreeBSD 默认就附带它的手册页：**ascii(7)**。架构/语言相关的特定内容同样如此： * **arch(7)**——架构相关细节，如指针大小、数字、页面等 * **operator(7)**——C 与 C++ 运算符优先级、求值顺序 * **style(9)**——你能找到的最佳 C 风格，FreeBSD 已使用数十年 * **hier(7)**——理解 Unix 文件系统布局 ## 天高任鸟飞 FreeBSD 拥有诸多让软件开发者生活更轻松的特性，例如 Jail、bhyve、ZFS 与 DTrace。系统中也能找到非常有用的文档。更不用说大量等待被使用的第三方软件。学习新语言的好方式之一是用它写些游戏——当然，这完全可以在 FreeBSD 上完成！所以别再犹豫，赶紧搭建你的 FreeBSD 开发者工作站！ *** **MARIUSZ ZABORSKI** 是 Fudo Security 的 QA 与开发经理。自 2015 年起自豪地持有 FreeBSD 提交权限。Mariusz 的主要兴趣领域是操作系统安全与底层编程。在 Fudo Security，他领导一支团队，开发用于监控、记录并控制 IT 基础设施流量的最先进解决方案。2018 年，Mariusz 组织了波兰 BSD 用户组。业余时间，他在 撰写博客。 --- # Agent Instructions This documentation is published with GitBook. GitBook is the documentation platform designed so that both humans and AI agents can read, navigate, and reason over technical content effectively. Learn more at gitbook.com. ## Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter, and the optional `goal` query parameter: ``` GET https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/20190102-freebsd-ru-men/freebsd-for-developers.md?ask=&goal= ``` `ask` is the immediate question: it should be specific, self-contained, and written in natural language. `goal` is optional and describes the broader end goal you are ultimately trying to accomplish on behalf of the user. GitBook uses it to tailor the answer towards what is most useful for that goal. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.