体验MSYS2 - 在Windows上体验Unix终端和软件

免责声明

有部分内容是机翻的，想看省流版本的去到结尾

写在前面

因为最近闲的没事干，笔者准备写个小脚本来爬蔚蓝档案吧的二创贴，顺便做个监控和排名。但是，当笔者准备打开命令行，新建虚拟环境的时候，发现copy出来的是3.11.7，如果我没记错的话，我的python是跟着winget更新的，最新的应该是3.12.1，虽然就一个小小的版本的区别，我就很奇怪了，在命令行里面where python

where python
C:\msys64\ucrt64\bin\python.exe
C:\Users\13059\AppData\Local\Programs\Python\Python312\python.exe
C:\Users\13059\AppData\Local\Microsoft\WindowsApps\python.exe

这就有点意思了，msys2里也装了一个，但我印象里面我也没用过msys2装过python啊，合着上次装工具链的时候一起装的？不过我之前一直用另一台电脑，还真没留意这个东西。

这不是什么大的问题，真正的问题是，Windows下面的环境变量管理实在是逆天，别的系统都是用户配置优先的，到了Windows就是反过来的，系统配置优先？我TM，用户配置里面，我自己装的在msys2的上面，但是，系统配置里面是没有我自己装的，这就引发出个问题，我到底是把用户目录下面的加到系统配置里面呢？还是把python拷贝到其他地方去？如果是第一种方案，就会导致环境配置混乱，第二种方案，不方便更新。可见，Windows下面的运行环境简直就是依托答辩，各种东西到处乱飞。

因为笔者主要还是使用Linux较多，所以决定看看msys2好不好用，看看能不能替代其他玩意作为包管理器和管理运行环境。

简介

msys2的官方网站上面说的很明白，Windows上的软件分发和构建平台，包含了很多的库和工具，有一个bash终端，和arch一样的pacman包管理器，一些从cygwin项目移植过来的unix工具，还有很多基于Windows的原生预构建软件包，包括了常用的运行环境和工具。

当然，笔者认为以上这对废话初学者大概率都看不懂，简而言之，msys2项目就是让很多的unix软件可以在Windows上运行，或者说将unix软件移植到windows上，并且让你在命令行里面可以用unix的习惯写命令。

安装

翻译并精简自官方文档

下载安装包 msys2-x86_64-20240113.exe （系统需要64位版本8.1以上）
这里笔者要提一嘴，这个安装包是写这篇文章时官方给出的最新的，如果以后官方更新了，你用旧的安装包也是没有问题的，在安装完之后可以手动对核心组件进行更新，而且每次检查更新时都会更新核心组件。
双击运行安装，然后全部默认，下一步，直到完成。
现在msys2已经准备就绪，并且会启动一个ucrt64环境的终端。

现在你就可以安装各种工具比如mingw-w64 gcc来编译项目，我们来尝试一下。

输入以下命令安装gcc
1
$ pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc

终端会显示以下内容，按下回车键或者输入y后回车表示继续安装

resolving dependencies...
      looking for conflicting packages...

      Packages (15) mingw-w64-ucrt-x86_64-binutils-2.41-2
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-crt-git-11.0.0.r216.gffe883434-1
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc-libs-13.2.0-2  mingw-w64-ucrt-x86_64-gmp-6.3.0-2
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-headers-git-11.0.0.r216.gffe883434-1
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-isl-0.26-1  mingw-w64-ucrt-x86_64-libiconv-1.17-3
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-libwinpthread-git-11.0.0.r216.gffe883434-1
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-mpc-1.3.1-2  mingw-w64-ucrt-x86_64-mpfr-4.2.1-2
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-windows-default-manifest-6.4-4
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-winpthreads-git-11.0.0.r216.gffe883434-1
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-zlib-1.3-1  mingw-w64-ucrt-x86_64-zstd-1.5.5-1
                  mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc-13.2.0-2

      Total Download Size:    49.38 MiB
      Total Installed Size:  418.82 MiB

      :: Proceed with installation? [Y/n]
      [... downloading and installation continues ...]

我们来测试一下gcc

1 2	$ gcc --version gcc.exe (Rev2, Built by MSYS2 project) 13.2.0

环境

笔者认为官方文档中，这一篇比较重要，关系到很多东西。

msys2具有很多不同的环境（笔者注：指命令行环境），所以首先你要做的就是选择使用哪一个。不同的环境之间的区别主要是环境变量，默认的编译器/连接器，处理器架构，使用的系统库等等。如果你不确定使用什么，用ucrt64准没错。

补充
你在应用程序里会看到这几个玩意。

你点进去就会打开一个终端窗口，粉红色的字就是当前的环境。

MSYS 环境包含基于类 unix/cygwin 的工具，位于 /usr 下，其特殊之处在于它始终处于活动状态。所有其他环境都继承自 MSYS 环境，并在其之上添加各种内容。

例如，在 UCRT64 环境中，$PATH 变量以 /ucrt64/bin:/usr/bin 开头，因此您可以获得所有基于 ucrt64 的工具以及所有 msys 工具。

概览

GCC 还是 LLVM/Clang

这些是用在相应存储库中构建所有包的默认编译器/工具链。

基于GCC的环境：

目前已广泛测试/使用
Fortran 支持
虽然 MINGW 环境中也存在 Clang 包，但该包仍然使用 GNU 链接器和 GNU C++ 库。在某些情况下，Clang 也用于构建软件包，例如，上游更喜欢 Clang 而不是 GCC。

基于LLVM/Clang的环境：

仅使用LLVM工具，LLD作为链接器，LIBC++作为C++标准库
Clang 提供 ASAN 支持
对 TLS（线程本地存储）的本机支持
LLD 比 LD 更快，但不支持 LD 支持的所有功能
某些工具缺乏与等效 GNU 工具相同的功能
支持 Microsoft Windows 10 上的 ARM64/AArch64 架构

MSVCRT 还是 UCRT

这是 Microsoft Windows 上 C 标准库的两个变体。

MSVCRT（Microsoft Visual C++ Runtime）默认在所有 Microsoft Windows 版本上可用，但由于向后兼容性问题一直停留在过去，不兼容 C99 并且缺少一些功能。

它不兼容 C99，例如 printf() 函数系列，但是……
mingw-w64 提供了替换函数，使其在很多情况下兼容 C99
它不支持 UTF-8 区域设置
与 MSVCRT 链接的二进制文件不应与 UCRT 链接的二进制文件混合，因为内部结构和数据类型不同。（更严格地说，为不同目标构建的对象文件或静态库不应混合。为不同 CRT 构建的 DLL 可以混合，只要它们不共享 CRT 对象，例如FILE*跨 DLL 边界。）同样的规则适用于MSVC 编译二进制文件，因为 MSVC 默认使用 UCRT（如果不更改）。
可在 Microsoft Windows 的每个版本上开箱即用。

UCRT（通用 C 运行时）是一个较新的版本，Microsoft Visual Studio 也默认使用它。它的工作和行为应该就像代码是用 MSVC 编译的一样。

在构建时和运行时比 MSVC 具有更好的兼容性。
它作为 Windows 10 或更高版本以及 Windows Server 2016 或更高版本中操作系统的一部分包含在内。对于较旧的 Windows 版本，您必须明确提供它或取决于安装它的用户。有关这方面的更多信息，请参阅UCRT 部署。

添加到终端

因为笔者只有Windows Terminal，所以只有这个的步骤。

打开终端，在下拉选项卡里找到设置。
左下角打开json文件。

在json文件里找到"profiles"这一行，把配置加到后面

补充：
把大括号里面的内容加进去就行。
字体和大小可以在设置里面调，比较直观。

"profiles": {
  "list":
  [
    // ...
    {
      "name": "UCRT64 / MSYS2",
      "commandline": "C:/msys64/msys2_shell.cmd -defterm -here -no-start -ucrt64",
      "startingDirectory": "C:/msys64/home/%USERNAME%",
      "icon": "C:/msys64/ucrt64.ico",
      "font": 
      {
        "face": "Lucida Console",
        "size": 12
      }
    },
    {
      "name": "MSYS / MSYS2",
      "commandline": "C:/msys64/msys2_shell.cmd -defterm -here -no-start -msys",
      "startingDirectory": "C:/msys64/home/%USERNAME%",
      "icon": "C:/msys64/msys2.ico",
      "font": 
      {
        "face": "Lucida Console",
        "size": 12
      }
    },
    // ...
  ]
}

添加到 IDE

因为笔者只用 VS Code，所以只有这个的。

在VS Code的设置里找到下图的位置。

参考下图把这段加进去。

{
    "terminal.integrated.profiles.windows": {
        "MSYS2 UCRT": {
            "path": "cmd.exe",
            "args": [
                "/c",
                "C:\\msys64\\msys2_shell.cmd -defterm -here -no-start -ucrt64"
            ]
        }
    }
}

包管理

基本的操作和arch上的pacman一样，直接去参考就行。

包名

所有的包都会有一个代表环境的前缀

使用pacboy进行高级搜索

安装pactoys
1
$ pacman -S pactoys
使用:p来指定环境，例如
1
$ pacboy -S x265:u
具体的后缀可以使用pacboy help查看

仓库镜像

笔者查看了配置文件，个人感觉不需要进行干预，因为里面的镜像网站很齐全。

Git 的问题

笔者参考了官方的文档后，msys2中，git目前只提供了cygwin的版本，只能支持标准的的unix路径，而且与Git for Windows相比，性能很差，尤其是大型仓库。官方在积极解决这个问题。

环境变量

这里先说结论，外面可以读到msys2安装的环境，msys2不能读外面的，很正常，比较设计就是这样的。

尾巴

因为众所周知的原因，Windows就是一个以图形化界面为主的系统。基本没什么人用它的命令行，因为所有工作都可以在图形化界面完成。而Linux不一样，它可以在没有图形化环境的情况下正常使用。然后由于众所周知的原因Linux的桌面环境很难用。你说苹果吧，图形化确实有，命令行确实有，就是没有软件支持。最近个人用得比较舒服的就是Chromebook，可以开Linux虚拟机，图形化界面也处理的好。

MSYS2这个项目一开始给我一种很神奇的感觉，首先它这个移植就很离谱，基本部分是基于cygwin。cygwin这个东西很有意思，用一个动态链接库来处理与POSIX系统调用和环境有关的东西，简单来说就是一个API兼容层。兼容层这个东西会影响一点效率，从Git就可以看出来。所以，MSYS2还包括了一系列的原生构建的软件包，真，从源码构建，直接使用Windows API。MSYS2用Pacman作为包管理器，终于解决了Windows上面没有一个像样的包管理器的问题，各种环境终于不是东一个西一个，还附带了一点滚动更新的优点。自带的bash终端就很有Linux的感觉，要是你愿意，甚至可以用nano来编辑文件，而且终于不用使用逆天的反斜线写路径了。