大约六个月前，在室友的推荐下，我把 PC 切换到了 NixOS。当时的原因很实际：我已经把 Ubuntu 桌面环境折腾到不好修了，重装反而更省事。

NixOS 是一个基于 Nix 包管理器的 Linux 发行版，它支持声明式配置和可重现构建。

Nix 是一种纯函数式编程语言，用于管理包和配置。它驱动 Nix 包管理器和 NixOS，允许用户以声明方式定义系统设置和开发环境。

NixOS 让包和配置管理少了很多临时手工状态，所以我把它作为 PC 上的主系统。后来熟悉 Nix 之后，我也在 MacBook 上安装了 Nix。目标很简单：让 NixOS 桌面和 macOS 笔记本尽量使用同一套开发环境。

  • 使用 Nix 在两个系统上设置相同的全局开发环境，例如特定的 Python 解释器或 Java 编译器版本。
  • 在两个系统上定义共享的 shell 环境（如 zsh），从而轻松重用 shell 脚本、变量和别名。

这套配置可以在这里看到。

我想要实现的目标

我需要一个解决方案，能够：

  • 确保跨平台包版本完全相同。
  • 将整个开发栈以代码形式声明，便于复制。
  • 支持高级并行计算设置，包括 OpenCL、OpenMP 和 MPI。
  • 允许针对特定平台的配置调整。

我的设置架构

为了实现这种整合，我以模块化方式构建了 Nix 配置。以下是目录结构的概述：

nix/
├── home-manager/
│   ├── shared/
│   │   └── programming.nix    # 跨平台包
│   ├── linux/
│   │   └── home.nix          # Linux 特定配置
│   └── darwin/
│       └── home.nix          # macOS 特定配置
├── nixos/
│   └── configuration.nix      # NixOS 系统配置
├── nix-darwin/
│   └── configuration.nix      # macOS 系统配置
└── flake.nix                  # 主配置入口点

这种结构将共享元素集中起来，同时允许操作系统特定的调整。

共享编程环境

我的设置核心是 programming.nix 文件，它定义了跨平台一致的开发工具。这确保了从编译器到库的一切版本都相同。

# 跨平台编程环境包
{ config, pkgs, ... }:


{
  home.packages = with pkgs; [
    # 开发工具
    git
    wget
    curl


    # 编程语言和运行时
    nodejs
    typescript
    (python3.withPackages (ps: with ps; [
      numpy
      pandas
      scipy
      matplotlib
      scikit-learn
      jupyterlab
    ]))


    # Java 开发
    jdk21
    maven
    gradle


    # C/C++ 开发
    gcc
    cmake
    gdb
    lldb
    pkg-config


    # 并行编程栈
    mpi
    llvmPackages.openmp
    opencl-headers
    opencl-clhpp
    ocl-icd
    clinfo


    # 文档和文本处理
    pandoc
    typst


    # 开发环境
    docker
  ];


  home.sessionVariables = {
    JAVA_HOME = "${pkgs.jdk21}";
    CC = "${pkgs.gcc}/bin/gcc";
    CXX = "${pkgs.gcc}/bin/g++";
  };
}

这份配置引入的是我最常用的工具：数据工作的 Python 包、后端开发需要的 Java 工具，以及 OpenCL/OpenMP/MPI 这类并行计算组件。

在 macOS 上整合 Homebrew 与 Nix

虽然 Nix 处理了我大部分命令行工具，但我依赖 Homebrew 来管理 GUI 应用程序和某些 Nix 中不可用的 macOS 特定包。为了保持一切声明式，我使用 nix-darwin 中的 homebrew 模块将 Homebrew 直接整合到 Nix 配置中。

# macOS 的 Homebrew 配置
{ config, pkgs, ... }:


{
  # Homebrew 声明式配置
  homebrew = {
    enable = true;


    # 应用安装偏好
    onActivation = {
      autoUpdate = true;        # 更新 Homebrew 本身
      upgrade = true;           # 将所有包升级到最新版本
      cleanup = "zap";          # 卸载未在配置中列出的包


      # 额外的更新选项（可选）
      extraFlags = [
        "--verbose"             # 在更新期间显示详细输出
      ];
    };


    # 全局 Homebrew 设置
    global = {
      brewfile = true;          # 使用 Brewfile 进行管理
      lockfiles = false;        # 不创建锁文件
    };


    # 来自 brew 列表的 GUI 应用程序
    casks = [
      # 云存储和同步
      "baidunetdisk"
      "google-drive"
      "nutstore"


      # 学习和教育
      "eudic"
      "pdf-expert"


      # 浏览器和网络客户端
      "firefox"
      "google-chrome"
      "bilibili"


      # 开发工具
      "github"
      "jetbrains-toolbox"
      "visual-studio-code"
      "cursor"
      "kate"


      # macUI
      #"sketchybar" see home manager
      "font-hack-nerd-font"


      # 设计和生产力
      "canva"
      "figma"
      "obsidian"
      "typora"


      # 通信
      "qq"
      "wechat"
      "whatsapp"
      "microsoft-teams"
      "telegram-desktop"


      # AI 和生产力
      "chatgpt"
      "cherry-studio"


      # 网络和系统工具
      "clash-verge-rev"
      #"stats"


      # 办公和生产力
      "zoom"
      "slack"
      "microsoft-auto-update"


      # 游戏和娱乐
      "steam"


      # 学术和研究
      "zotero"


      # 统计计算和分析
      "r"
      "rstudio"


      # 文档准备
      "mactex"  # 完整的 MacTeX 发行版，包括 TeXLive
    ];


    # Formulae（命令行工具） - 目前保持为空，因为大多数由 nix 处理
    brews = [
      # AI 和 ML 工具现在由 nixpkgs 处理
    ];


    # Mac App Store 应用（如果有）
    masApps = {
      # 示例: "Xcode" = 497799835;
    };
  };
}

这种方法让我的 macOS 设置保持干净且可重现。Homebrew 处理图形应用，而 Nix 管理其余部分，一切都以代码形式定义。

益处与挑战

这套配置让桌面和笔记本之间的切换少了很多脆弱状态。一致的环境减少了设置时间，也让配置问题更容易定位。

它也有成本：有些包需要平台特定的调整，初始设置对 Nix 新手来说会比较陡。对我自己的工作流来说，把配置版本化是值得的。

如果重新开始，我还是会从 Nix flakes 入手，因为它更容易把模块边界保留下来。