深入理解Nix Starter Configs中的多系统构建模式

在Nix生态系统中，构建跨平台软件包是一个常见需求。Misterio77的nix-starter-configs项目提供了两种优雅的解决方案：forAllSystems和forEachSystem模式。本文将深入探讨这两种模式的实现原理、使用场景以及它们之间的区别。

genAttrs基础

Nix语言中的lib.genAttrs函数是构建多系统支持的基础。这个函数接收一个列表和一个函数作为参数，返回一个属性集。它会遍历列表中的每个元素，将元素作为键名，函数调用的结果作为键值。

lib.genAttrs [ "bob" "james" ] (name: "Hello ${name}!")

上述代码会生成：

{
  bob = "Hello bob!";
  james = "Hello james!";
}

forAllSystems模式

forAllSystems是最基础的多系统构建模式，它直接使用genAttrs来为每个系统生成对应的构建结果。

forAllSystems = nixpkgs.lib.genAttrs systems;

使用方式：

packages = forAllSystems (system: 
  let pkgs = import nixpkgs { inherit system; };
  in /* 构建逻辑 */);

这种模式需要开发者在每次使用时手动实例化对应系统的nixpkgs，虽然比完全手动定义每个系统更简洁，但仍然存在一定程度的重复代码。

forEachSystem模式

forEachSystem是对forAllSystems的进一步抽象和优化，它预先实例化了各个系统的nixpkgs，并将实例化的包集直接传递给构建函数。

实现方式：

pkgsFor = lib.genAttrs systems (system: import nixpkgs {
  inherit system;
  config.allowUnfree = true;
});

forEachSystem = f: lib.genAttrs systems (system: f pkgsFor.${system});

使用方式：

packages = forEachSystem (pkgs: /* 直接使用pkgs进行构建 */);

这种模式的优势在于：

1. 集中管理nixpkgs实例化配置
2. 减少重复代码
3. 使构建逻辑更专注于包本身而非系统差异

实际应用对比

假设我们要定义一个简单的包和开发环境：

使用forAllSystems：

{
  packages = forAllSystems (system: let
    pkgs = import nixpkgs { inherit system; };
  in {
    hello = pkgs.hello;
  });
  
  devShells = forAllSystems (system: let
    pkgs = import nixpkgs { inherit system; };
  in {
    default = pkgs.mkShell { buildInputs = [ pkgs.hello ]; };
  });
}

使用forEachSystem：

let
  pkgsFor = /* 如前定义 */;
  forEachSystem = /* 如前定义 */;
in {
  packages = forEachSystem (pkgs: {
    hello = pkgs.hello;
  });
  
  devShells = forEachSystem (pkgs: {
    default = pkgs.mkShell { buildInputs = [ pkgs.hello ]; };
  });
}

可以看到，forEachSystem模式显著减少了重复代码，特别是当项目中有多个需要跨系统定义的输出时，优势更加明显。

选择建议

对于简单的项目或学习目的，forAllSystems已经足够使用。而对于更复杂的项目，特别是需要定义多种输出(packages、devShells、apps等)时，forEachSystem模式能提供更好的代码组织和维护性。

理解这两种模式不仅有助于使用nix-starter-configs模板，更能帮助开发者深入理解Nix语言中函数式编程的强大能力，以及如何利用抽象来简化复杂系统的构建过程。