Dev on Windows with WSL

# Shell 环境

🍌 本文内容

本文中我们将对 WSL 的 Shell 环境进行配置。这里面包括默认 bash 的配置，更用户友好的 zsh、fish 的配置以及一些常见问题的解决办法等。

# 更换软件源镜像

为了加速 Ubuntu 软件包在中国大陆的下载速度，我们将包管理工具 apt 源更换至清华 TUNA 软件源镜像。Ubuntu 的软件源配置文件是 /etc/apt/sources.list。将系统自带的该文件做个备份，将该文件替换为下面内容，即可使用 TUNA 的软件源镜像。

  • 备份原文件：

    $ sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bac

  • 在配置文件 /etc/apt/sources.list 最前面添加下面的内容（下面内容为默认 Ubuntu 20.04 LTS 版本的内容）：

    # 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse

# 预发布软件源，不建议启用
# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse

  • 更新缓存：

    $ sudo apt update && sudo apt upgrade

更多内容请参考：Ubuntu 镜像使用帮助 - 清华大学开源软件镜像站

# APT

APT - Debian's Advanced Packaging Tool 是 Ubuntu 默认包管理工具，它是由 Debian 社区开发的。使用 Ubuntu 等基于 Debian 的 Linux 发行版时，我们往往都会使用 APT 等相似的包管理工具来安装、更新我们的软件包。命令 apt 和 apt-get 与 APT 不同，它们是用来和 APT 进行交互的高层命令执行工具。请大家清楚二者的区别。

其中，在 Ubuntu 16.04 中 Ubuntu 引入了 apt 命令来代替曾经老用户熟悉的 apt-get，提供了更用户友好的操作和命令行界面，对软件包 cache 缓存的处理也更为优雅。这里我推荐大家使用 apt 命令来与 APT 包管理工具交互，安装、管理和更新软件和依赖，接下来的文档中，我也都会使用 apt 命令进行介绍。

推荐阅读：Difference Between apt and apt-get Explained - It's FOSS

# bash

下载安装的 Windows Subsystem for Linux 默认就是 bash 的 Shell 环境。bash 是 Unix shell 的一种，是我们开发环境的基础。不过 bash 本身仅提供一个非常基础的命令行交互功能，没有类似 zsh 或 fish 等 Shell 的自动补全、命令提示等高阶功能。因此，这里推荐大家继续阅读，安装 zsh 或 fish 来替代 bash。

zsh 和 fish，都是 Unix-like 系统中不可或缺的好 Shell，它们都极大的拓展了我们命令行界面的交互体验。在命令行的世界中：

  • fish 更加注重「开箱即用」的体验，让我们安装完成即拥有一个包含了命令高亮、自动补全等强大功能的 Shell 环境
  • zsh 则更加重视拓展性，借助于社区中优秀的 zsh 插件系统 oh-my-zsh 以及无数优秀的插件，zsh 同样能有比肩 fish 甚至比 fish 更高阶的功能和体验

同学们可以根据自己实际情况，在这两个 Shell 中二选一即可。在之后的文档中，我会用 zsh 作为默认的 Shell 进行介绍。

推荐阅读：为什么说 zsh 是 shell 中的极品？ - 韦易笑的回答 - 知乎。

# zsh

# 安装、配置

安装 zsh 并将之设置为默认 Shell：

  • 利用 apt 安装 zsh

    $ sudo apt install zsh

下载安装 oh-my-zsh，可能是市面上最好的 zsh 配置管理工具：

  • 运行命令下载安装

    $ sh -c "$(curl -fsSL https://raw.github.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)"

  • 将 zsh 作为默认的 Shell 环境（如果刚刚安装脚本没有这样做的话）：

    $ chsh -s $(which zsh)

# 插件、主题模板推荐

zsh 拥有相当丰富的主题、插件等拓展内容，这里我仅列举一些我常用的配置插件和主题模板：

# 插件

# 主题模板

主题模板和插件的安装在它们各自的文档中都有详细的介绍，这里不再赘述。

# fish

开箱即用的 fish 无需安装以上 zsh 中繁琐的插件就能拥有几乎全部上面提到的功能。如果你觉得 zsh 的配置繁琐无趣，那么 fish 可能更符合你的口味。

# 安装 fish

同样使用 Ubuntu 中的包管理工具安装 fish：

$ sudo apt install fish

将 fish 作为默认 Shell：

$ chsh -s $(which fish)

# 配置

未经任何配置的 fish 即直接支持了诸多优秀的命令行交互特性。上图的例子中，我们可以看到 fish 开箱自带的几个功能：

  • 输入命令的实时高亮，错误命令标红
  • 历史命令的记忆，对输入命令的实时补全
  • 对 *.png 等通配符（Wildcard character）的支持
  • 相对 decent 的命令提示符（Prompt）

fish 的配置文件位于 ~/.config/fish/config.fish，这一文件之于 fish 就像 .zshrc 之于 zsh、.bashrc 之于 bash 一样。

有关 fish 的配置方法推荐大家查看其官方文档：fish tutorial - fish shell

# 常见问题

# 解决字符渲染问题

由于 Windows 下的终端们，除了微软自己开发的 Windows Terminal 外，都尚未很好的支持全角（Double width）的 Unicode 字体渲染，因此 oh-my-zsh 默认主题 robbyrussell 在某些终端（比如 Hyper）下会出现光标位置不正确的问题（见 Issue #5)。目前有这样的几种解决方法：

# 使用 Windows Terminal

最方便、理智、没有妥协的方法：使用 Windows Terminal。🤣

最新的 Windows Terminal 在底层修改了字符的渲染方式，采取最新的渲染引擎，拥有最好的性能和最美的 UI，能够支持几乎全部字符的渲染（甚至包括 Emoji），我认为没有不选择直接使用 Windows Terminal 的理由。

如果你一定要使用非 Windows Terminal 的终端来进入 WSL 的话，下面两个方法可能可以解决你的问题。

# 修改终端显示内容

对 oh-my-zsh 默认主题文件 robbyrussell 来说：

  • 在 ~/.oh-my-zsh/themes 目录下打开 oh-my-zsh 默认主题文件：robbyrussell.zsh-theme，将其中的全角 Unicode 字符「➜」更改为其他字符（比如「>」或者「→」）
  • 加载设置：source ~/.zshrc

需要注意的是，很多 oh-my-zsh 主题（包括 更加酷炫的 Powerlevel10k 主题包）都用到了上文提到的 Powerline Fonts 和 Nerd Fonts，而这些字形在 Windows 任何终端下都没有很好的支持，因此目前一个很好的解决方法是：

  • 将酷炫的命令前部分放在一行单独显示
  • 将需要输入的带有光标的命令部分放在第二行显示

比如：如果你使用了 Powerlevel10k 主题包，可以考虑将下面的内容加入 .zshrc 来实现命令单独在第二行的显示：

# 让命令主体单独在第二行显示
POWERLEVEL9K_PROMPT_ON_NEWLINE=true
# 让右侧命令不显示（右侧命令同样无法正常在 Windows 下渲染）
POWERLEVEL9K_DISABLE_RPROMPT=true
# 上文截图中的两行命令前部字符的配置
POWERLEVEL9K_MULTILINE_FIRST_PROMPT_PREFIX="╭"
POWERLEVEL9K_MULTILINE_LAST_PROMPT_PREFIX="╰\u276F\u276F\u276F "

这样配置之后，终端中的光标位置就不会出现错位问题了，同时也不影响终端的炫酷和易用。🍻

# 修改 Windows 终端为 UTF-8 环境

Windows 终端输出错位、光标错位的根本原因在于 Windows 终端默认并非是 UTF-8 的环境（至少中文默认环境下不是）。我们可以通过下面的方法保证 Windows 终端环境为 UTF-8 的编码方式：

  • 首先，在「控制面板 → 区域」，选择「非 Unicode 程序语言设置」，更改为「英语」，并勾选下方「Beta：使用 Unicode UTF-8 支持全球语言」的选项

  • 之后，在 PowerShell 终端中输入 chcp 65001，切换为 UTF-8 代码页

理论上，你就可以成功将 Windows 全部终端环境切换为 UTF-8 的编码格式了。也就是说，就算是在 Fluent Terminal 中显示下面带有左右 Prompt 的 Powerlevel9k 配置，你的终端显示都是正确无误的，光标位置也是符合预期的。

但是这种方法比较玄学，因此如果你并没有成功解决问题，还请使用第一种办法。与此同时，这种方法也可能对中文环境下的一些程序造成显示乱码的问题，就我遇到的问题来说：TIM（QQ 办公简洁版客户端）的输入框显示字体从微软雅黑变成了中易宋体，另外一些个人开发者的应用程序（比如酷安 @晨钟酱 开发的多亲 AI 工具箱）完全乱码。请大家谨慎操作。

# 解决 ls 命令背景色问题

🔋 贡献

感谢 @printempw 提供的从根源解决这个问题的方式。由于 DrvFs 文件权限问题导致出现有问题的背景色根本原因在于这里：DrvFs 文件权限问题。

可以发现，上面我们在 Linux 自己的文件系统中时，ls 命令的输出没什么问题，但是当我们在 WSL 中进入 Windows 文件系统中时，ls 命令输出则变成了白底绿色背景。简单来说，这是由于 DrvFs 文件系统的权限问题，导致 Windows 原有 NTFS 文件系统中的文件到 WSL 下权限全部变成 0777。这样在 WSL 中执行 ls 和 cd 命令之后，显示出来的结果背景色就会出现「问题」。（不过，事实上这是有意而为之的。）

# 如果不想对文件系统的权限进行修改

  • 可以在 .zshrc 最尾部添加如下代码

    # Change ls colours
LS_COLORS="ow=01;36;40" && export LS_COLORS

# make cd use the ls colours
zstyle ':completion:*' list-colors "${(@s.:.)LS_COLORS}"
autoload -Uz compinit
compinit

  • 加载设置：source ~/.zshrc

# 如果希望从根本上解决 DrvFs 文件系统的权限问题

以下内容来自 @printempw 提供的这篇文章 > DrvFs 文件权限问题。

  • 在 WSL 中创建 /etc/wsl.conf，在其中填写如下内容：

    [automount]
enabled = true
root = /mnt/
options = "metadata,umask=22,fmask=111"
mountFsTab = true

  • 重启 WSL，所有的盘符就会使用上面的配置自动挂载（可以使用 mount -l 查看）

🔁 重启 WSL 环境

我们在退出所有开启 WSL 的终端 session 后，可以在 Windows 侧（比如 PowerShell 中）使用命令 wsl -t <Distro Name> 来关闭 WSL 环境。其中，WSL 发行版的名字可以用命令 wsl -l 列出，比如：你安装的是 Ubuntu，那么在运行 wsl -t Ubuntu 后再打开 WSL，就能观察到重新挂载盘符了。

另外，如果你想要给不同的盘符设定不同的挂载参数（上面的方法对所有盘符都有效，如果你想在 WSL 中运行 Windows 下的应用程序，就得每次都 chmod +x 一下，所以我一般都会把 C: 排除掉），就需要手动修改 /etc/fstab。首先确保 wsl.conf 中的 mountFsTab 为 true，然后编辑 /etc/fstab，添加如下内容：

# 不在此列表中的盘符会使用 wsl.conf 中的参数挂载
# 格式可以自己去查 fstab 的帮助文档
E: /mnt/e drvfs rw,relatime,uid=1000,gid=1000,metadata,umask=22,fmask=111 0 0
Last updated: 5/8/2021, 8:48:26 PM

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