O que é Nix e por que você deveria experimentar?

Hoje em dia temos inúmeras opções para configurar um ambiente de desenvolvimento
que seja facilmente reproduzível e encapsulado. A escolha mais comum tem sido os
contêineres Docker.

Entretanto, nas minhas pesquisas aventureiras pela internet, descobri uma ferramenta bem
atrativa: o Nix.

Nesta breve série de artigos irei discorrer não só sobre o gerenciador de pacotes mas também mostrar
exemplos de ambientes para desenvolvimento que utilizam as vantagens do Nix!

O que é Nix?

Nix é um gerenciador de pacotes e uma linguagem de programação
funcional-declarativa, preguiçosa (nem sempre), e dinamicamente tipada que usamos
para descrever as _derivações (resultado das expressões em Nix) para esse gerenciador.

Como o gerenciador de pacotes funciona?

A partir de um arquivo que contenha as instruções para construção do pacote, o Nix computa
uma derivação. Para uma derivação ser considerada válida, o arquivo precisa ter as seguintes informações:

• referência para as dependências do pacote a ser construído;
• intruções de como construir o pacote;
• metainformações sobre o pacote, como os mantenedores;

Quando o pacote for construído com sucesso, um caminho será criada com o resultado da construção
no formato: /nix/store/<hash>-<nome>-<versão>, onde o hash é criado a partir dos dados da derivação.

Veja o conjunto de expressões Nix que gera a derivação do software GNU hello, por exemplo:

{ lib, stdenv, fetchurl }:

stdenv.mkDerivation rec {
  pname = "hello";
  version = "2.10";

  src = fetchurl {
    url = "mirror://gnu/hello/${pname}-${version}.tar.gz";
    sha256 = "0ssi1wpaf7plaswqqjwigppsg5fyh99vdlb9kzl7c9lng89ndq1i";
  };

  doCheck = true;

  meta = with lib; {
    description = "A program that produces a familiar, friendly greeting";
    longDescription = ''
      GNU Hello is a program that prints "Hello, world!" when you run it.
      It is fully customizable.
    '';
    homepage = "https://www.gnu.org/software/hello/manual/";
    changelog = "https://git.savannah.gnu.org/cgit/hello.git/plain/NEWS?h=v${version}";
    license = licenses.gpl3Plus;
    maintainers = [ maintainers.eelco ];
    platforms = platforms.all;
  };
}

Dessa forma o Nix consegue assegurar que a mesma derivação vai sempre construir o mesmo pacote,
a não ser que alguma instrução de construção use informações dependentes de hardware.

Vantagens de usar Nix

Ambiente sempre reproduzível

Essa é a vantagem mais clara da utilização do Nix para gerir pacotes e dependências, pois como
dito anteriormente, se duas pessoas contruirem um pacote com a mesma derivação, as duas terão o mesmo
resultado final. Mesmo que haja uma diferença na versão de alguma dependência, o caminho gerado pela
derivação irá se alterar, explicitando que houve uma mudança.

Múltiplas versões do mesmo pacote simultâneamente

Como cada pacote é instalado em seu próprio caminho, não há colissões. Isso se torna muito atrativo para
desenvolvedores, pois pode ser comparado com os ambientes virtuais de Python, só que para qualquer programa.

Além disso, como a cada versão construída do pacote gera um novo caminho, há sempre a possibilidade de retornar
à uma versão antiga, desde que ela não tenha sido apagada pelo garbage-collector.

Construções seguras

Toda a contrução de cada derivação é isolada do sistema, o que torna seguro permitir que usuários
com menos privilégios executem suas derivações.

Teste novas ferramentas temporariamente

Digamos que você precisa converter um arquivo escrito com Markdown para HTML com o pandoc! Porém, você
se lembra que não possui esse programa e precisa usá-lo apenas uma vez.

Naturalmente você possui algumas opções:

1. Baixar o programa dos repositórios oficiais, realizar a conversão e desinstalar;
2. Usar uma imagem Docker do programa, utilizá-la e deixar ela ocupando espaço na sua máquina;

Com o Nix é possível criar um ambiente sob demanda, mas sempre reprodutível, no qual um pacote não
existente no seu sistema passe a ser utilizável.

No caso do pandoc, com um simples nix-shell -p pandoc você tem acesso ao pacote de forma temporária!

Ecossistema

Essas vantagens são bem atrativas, mas os casos de uso para o Nix não param por aí. A seguir,
mostro exemplos do mundo real que usam Nix.

Nixpkgs

nixpkgs é a maior coleção de derivações para o gerenciador de pacotes que podem ser alteradas e combinadas.
Além de derivações específicas para cada linguagem, como um mirror atualizado do Hackage, existem derivações de
diversos outros softwares.

NixOS

Já o NixOS é uma distribuição GNU/Linux que é configurada a partir de expressões Nix, além de possuir nativamente
o gerenciador de pacotes. Todo o sistema é tratado como uma grande derivação que depende de todas as outras sub derivações
que você monta.

Neste trecho de exemplo, mostro como habilitar o uso do pulseaudio no NixOS:

sound.enable = true;
hardware.pulseaudio = {
  enable = true;
  package = pkgs.pulseaudioFull;
};

Esse trecho foi retirado da minha configuração pessoal.

Home Manager

Um projeto muito interessante no ecossistema Nix é o home-manager, que permite
gerenciar um ambiente (dotfiles) completo a nível de usuário.

Neste trecho da minha configuração pessoal, declaro alguns pacotes a nível de usuário:

programs = {
  home-manager.enable = true;
  gpg.enable = true;
  command-not-found.enable = true;
  emacs.enable = true;
};

services.clipmenu.enable = true;
services.emacs.enable = true;

home.username = "matthew";
home.homeDirectory = "/home/matthew";

home.packages = with pkgs; [
  # bar
  haskellPackages.xmobar

  # chat
  tdesktop discord

  # browser
  google-chrome

  # theme
  lxappearance

  # tools
  docker-compose insomnia
  qbittorrent obs-studio
  screenkey gitAndTools.gh

  # audio
  spotify

  # images
  peek flameshot imagemagick

  # others
  any-nix-shell arandr
  bitwarden-cli
];

Integração com diversas ferramentas

Também é possível usar o Nix para outras tarefas, como descrever a construção de uma imagem Docker:

{ pkgs ? import <nixpkgs> { system = "x86_64-linux" } }:

pkgs.dockerTools.buildLayeredImage { # função para facilitar a construção da imagem
  name = "nix-hello";                # nome da imagem a ser construída
  tag = "latest";                    # tag para a imagem
  contents = [ pkgs.hello ];         # pacotes presentes na imagem
}

Conclusão

Em suma, o Nix e seu ecossistema é uma boa opção para quem quer ter novas experiências
no mundo Unix, permitindo que um ambiente de desenvolvimento ou até mesmo uma distribuição
GNU/Linux completa possa ser facilmente reproduzida, além de usufruir das vantagens da imutabilidade
de uma linguagem funcional.

Porém, é importante ter em mente que assim como qualquer ferramenta, o Nix não funciona como
"bala de prata". Existem alguns contras que você deve levar em consideração:

• O número de pacotes envelopados, apesar de serem inúmeros, não se comparam (ainda) com os repositórios oficiais de algumas distribuições, por exemplo.
• Alguns pacotes podem não ser atualizados com frequência.

Fontes e recursos adicionais

• Site oficial para o Nix
• Repositório para nixpkgs
• Post usado como inspiração
• Grupo brasileiro de usuários do NixOS no Telegram

Este post foi publicado com minha ferramenta de linha de comando devit!
Você pode encontrar instruções para instalação neste link.

Comments

[Hallison Batista]

Interessante. Por acaso, você conhece outra solução semelhante? O Nix parece ser excelente e focou em uma solução completa, desde a gestão dos pacotes (NixPkg) até o sistema operacional (NixOS). Pelo que li no site, a instalação do NixOS parece ser tranquila.

[Jackson de Jesus]

Vi que o projeto GNU Guix tem uma proposta semelhante.

[Zoey de Souza Pessanha]

Creio que não... Pelo menos não com o mesmo tamanho do ecossistema Nix. O que mais se aproxima, assim como falei no blog são contêineres Docker e mesmo assim estes são muito diferentes.

Nix (nixpkgs) não é uma linguagem exatamente nova...

Além disso, também existem outros projetos no ecossistema: Nixops (github.com/NixOS/nixops), que tem a intenção de ser um concorrente direto do Docker, promentendo builds com transparência referencial e estabilidade! Ainda não usei, mas tenho vontade de experimentar.

Há também o flakes, que deixa as expressões Nix ainda mais declarativas: nixos.wiki/wiki/Flakes

[Hallison Batista]

Gostei muito da proposta do Nix. Vou estudar a tecnologia.

Em uma breve pesquisa, encontrei o projeto Linux Containers da Canonical (linuxcontainers.org/). Ainda não estudei profundamente e nem testei, mas a proposta parece ser muito boa.

Obrigado, Mateus.