nixpkgs 与包管理

nixpkgs 是 Nix 生态的包仓库，包含超过 10 万个包。本章是 nixpkgs 的完整使用指南，覆盖包搜索安装、nix-shell 临时环境、编写 derivation、overlay 和 override、以及二进制缓存。

1. 资源链接

资源	链接
Nix 包搜索	https://search.nixos.org/packages
nixpkgs 仓库	https://github.com/NixOS/nixpkgs
Nix 手册	https://nixos.org/manual/nix/stable/
NixOS Wiki	https://nixos.wiki/
清华 Nix 镜像	https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/nix/
中科大 Nix 镜像	https://mirrors.ustc.edu.cn/nix-channels/store/

2. nixpkgs 概述

2.1 nixpkgs 结构

nixpkgs/
├── pkgs/ # 所有包的 derivation
│ ├── development/
│ ├── tools/
│ ├── applications/
│ ├── os-specific/
│ └── top-level/
│ └── all-packages.nix # 将所有包聚合在一起
├── lib/ # nixpkgs 库函数
├── nixos/ # NixOS 模块
│ └── modules/
├── pkgs/top-level/default.nix
└── flake.nix

2.2 通道 (Channels)

# 列出当前通道
nix-channel --list
 
# 添加通道
nix-channel --add https://nixos.org/channels/nixpkgs-unstable nixpkgs
nix-channel --add https://nixos.org/channels/nixos-24.11 nixos
 
# 更新通道
nix-channel --update
 
# 删除通道
nix-channel --remove nixpkgs
 
# 使用中国镜像加速
nix-channel --add https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/nix-channels/nixpkgs-unstable nixpkgs

3. 搜索包

3.1 命令行搜索

# 搜索包（需要有 channels）
nix search nixpkgs python312
nix search nixpkgs nginx
 
# 使用 flakes 搜索（不依赖 channels）
nix search nixpkgs python312
 
# 详细输出
nix search --verbose nixpkgs python
 
# 按名称精确搜索
nix search nixpkgs '^python312$'
 
# 搜索包描述中的关键字
nix search nixpkgs "web server"

3.2 Web 搜索

https://search.nixos.org/packages

搜索语法：
- 直接关键字：python, nginx
- 按通道： channel:nixos-24.11
- 按名称： ^python3$

3.3 查看包信息

# 使用 nix eval（flake 方式）
nix eval nixpkgs#python312.meta.description
nix eval nixpkgs#python312.meta.homepage
nix eval nixpkgs#python312.version
 
# 查看包的完整 meta 信息
nix eval nixpkgs#python312.meta --json | python3 -m json.tool
 
# 查看包的依赖
nix-store --query --tree $(nix build nixpkgs#python312 --no-link --print-out-paths)
 
# 或参考 derivation
nix show-derivation nixpkgs#python312

4. 安装包

4.1 nix profile（推荐 — flake 方式）

# 安装包
nix profile install nixpkgs#python312
 
# 安装特定版本
nix profile install nixpkgs#python312
 
# 列出已安装
nix profile list
 
# 查看 profile history
nix profile history
 
# 删除包
nix profile remove python312
 
# 按索引删除
nix profile remove 2
 
# 更新所有包
nix profile upgrade '.*'
 
# 更新特定包
nix profile upgrade python312
 
# 回滚
nix profile rollback
 
# 清除历史
nix profile wipe-history

4.2 nix-env（传统方式）

# 搜索
nix-env -qaP python
 
# 安装
nix-env -iA nixpkgs.python312
 
# 安装特定通道的包
nix-env -f '<nixpkgs>' -iA python312
 
# 查看已安装
nix-env -q
 
# 删除
nix-env -e python312
 
# 升级
nix-env -u
nix-env -u python312
 
# 查看代际
nix-env --list-generations
 
# 回滚
nix-env --rollback
 
# 切换到特定代际
nix-env -G 5

5. nix-shell 与 nix develop

5.1 nix-shell（传统方式）

# 临时使用包
nix-shell -p python312 nodejs gcc
 
# 从 shell.nix 创建环境
nix-shell shell.nix
 
# 纯环境（不继承用户环境变量）
nix-shell --pure -p python312

# shell.nix 示例
{ pkgs ? import <nixpkgs> {} }:
 
pkgs.mkShell {
 buildInputs = with pkgs; [
 python312
 python312Packages.pip
 python312Packages.virtualenv
 
 nodejs_22
 nodePackages.pnpm
 
 go
 gcc
 cmake
 
 postgresql_16
 ];
 
 shellHook = ''
 export PS1="[dev] $PS1"
 echo "Dev shell ready. Python: $(python --version), Node: $(node --version)"
 '';
 
 PROJECT_NAME = "my-web-app";
}

5.2 nix develop（flake 方式）

# 从 flake 的 devShell 进入
nix develop
 
# 从远程仓库进入
nix develop github:nix-community/nix-templates#python
 
# 进入特定 shell
nix develop .#frontend
 
# 直接运行命令
nix develop --command python

6. 构建包

6.1 nix-build（传统）

# 构建包但不安装
nix-build '<nixpkgs>' -A python312
 
# 构建并查看结果（创建 result 符号链接）
nix-build -E 'with import <nixpkgs> {}; python312'
 
# 构建表达式文件
nix-build my-expression.nix
 
# 进入构建环境调试
nix-shell '<nixpkgs>' -A python312

6.2 nix build（flake 方式）

# 构建当前 flake 的默认包
nix build
 
# 构建当前 flake 的特定包
nix build .#myPackage
 
# 构建 nixpkgs 中的包
nix build nixpkgs#python312
 
# 构建但不创建 result 链接
nix build --no-link nixpkgs#python312
 
# 打印输出路径
nix build --print-out-paths --no-link nixpkgs#python312
 
# 构建并查看日志
nix build -L nixpkgs#python312

7. 编写 Derivation

7.1 使用 stdenv.mkDerivation

# myapp.nix — 一个完整的包定义
{ lib
, stdenv
, fetchFromGitHub
, cmake
, pkg-config
, openssl
, zlib
}:
 
stdenv.mkDerivation rec {
 pname = "myapp";
 version = "1.0.0";
 
 src = fetchFromGitHub {
 owner = "user";
 repo = "myapp";
 rev = "v${version}";
 sha256 = "sha256-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA=";
 };
 
 nativeBuildInputs = [
 cmake
 pkg-config
 ];
 
 buildInputs = [
 openssl
 zlib
 ];
 
 cmakeFlags = [
 "-DBUILD_TESTS=OFF"
 ];
 
 meta = with lib; {
 description = "My application description";
 homepage = "https://example.com/myapp";
 license = licenses.mit;
 platforms = platforms.linux;
 maintainers = with maintainers; [ yourname ];
 };
}

7.2 各语言模板

# Go
{ stdenv, lib, buildGoModule, fetchFromGitHub }:
buildGoModule rec {
 pname = "my-go-app";
 version = "1.0.0";
 
 src = fetchFromGitHub {
 owner = "user";
 repo = pname;
 rev = "v${version}";
 sha256 = "sha256-...=";
 };
 
 vendorHash = "sha256-...="; # 或 vendorHash = ""; 首次构建
 
 meta = with lib; {
 description = "Go application";
 license = licenses.mit;
 };
}
 
# Rust
{ stdenv, lib, rustPlatform, fetchFromGitHub, pkg-config, openssl }:
rustPlatform.buildRustPackage rec {
 pname = "my-rust-app";
 version = "1.0.0";
 
 src = fetchFromGitHub {
 owner = "user";
 repo = pname;
 rev = "v${version}";
 sha256 = "sha256-...=";
 };
 
 cargoHash = "sha256-...=";
 
 nativeBuildInputs = [ pkg-config ];
 buildInputs = [ openssl ];
 
 meta = with lib; {
 description = "Rust application";
 license = licenses.mit;
 };
}
 
# Python
{ lib, python3Packages, fetchFromGitHub }:
python3Packages.buildPythonApplication rec {
 pname = "my-python-app";
 version = "1.0.0";
 
 src = fetchFromGitHub {
 owner = "user";
 repo = pname;
 rev = "v${version}";
 sha256 = "sha256-...=";
 };
 
 propagatedBuildInputs = with python3Packages; [
 requests
 click
 ];
 
 nativeCheckInputs = with python3Packages; [
 pytest
 ];
 
 meta = with lib; {
 description = "Python application";
 license = licenses.mit;
 };
}
 
# Node.js
{ lib, buildNpmPackage, fetchFromGitHub }:
buildNpmPackage rec {
 pname = "my-js-app";
 version = "1.0.0";
 
 src = fetchFromGitHub {
 owner = "user";
 repo = pname;
 rev = "v${version}";
 sha256 = "sha256-...=";
 };
 
 npmDepsHash = "sha256-...=";
 
 # Makefile 或自定义 build 阶段
 postInstall = ''
 ln -s $out/lib/node_modules/my-js-app/bin/cli.js $out/bin/my-js-app
 '';
 
 meta = with lib; {
 description = "JavaScript application";
 license = licenses.mit;
 };
}

7.3 使用 derivation

# 将 nix 文件放在某个路径，通过 callPackage 调用
nix build --impure --expr 'with import <nixpkgs> {}; callPackage ./myapp.nix {}'
 
# 或在 flake 中导出
{
 outputs = { self, nixpkgs }: {
 packages.x86_64-linux.myapp = import ./myapp.nix {
 inherit (nixpkgs.legacyPackages.x86_64-linux)
 lib stdenv fetchFromGitHub cmake pkg-config openssl zlib;
 };
 };
}

8. Overlay 与 Override

8.1 Override 基础

# override — 修改 derivation 的参数
let
 pkgs = import <nixpkgs> {};
 myNginx = pkgs.nginx.override {
 # 修改 nginx 的参数
 modules = [ pkgs.nginxModules.rtmp ];
 };
in myNginx
 
# overrideAttrs — 修改 derivation 的属性
let
 pkgs = import <nixpkgs> {};
 customVim = pkgs.vim.overrideAttrs (oldAttrs: {
 version = "custom-version";
 src = fetchFromGitHub { ... };
 patches = oldAttrs.patches ++ [ ./my-fix.patch ];
 });
in customVim

8.2 Overlays

# Overlay 是一种全局修改 nixpkgs 的机制
# 可以添加新包、修改现有包
 
# ~/.config/nixpkgs/overlays/custom.nix
self: super: {
 
 # 添加新包
 myCustomApp = self.callPackage ./myapp.nix {};
 
 # 覆盖已有包
 vim = super.vim.overrideAttrs (oldAttrs: rec {
 version = "custom-${oldAttrs.version}";
 src = self.fetchFromGitHub {
 owner = "vim";
 repo = "vim";
 rev = "v9.1.0000";
 sha256 = "sha256-...=";
 };
 });
 
 # 覆盖 Python 包
 python312 = super.python312.override {
 packageOverrides = pySelf: pySuper: {
 numpy = pySuper.numpy.overridePythonAttrs (oldAttrs: {
 # 修改 numpy
 });
 };
 };
}

8.3 使用 Overlays

# NixOS configuration.nix 中全局启用
nixpkgs.overlays = [
 (import ./overlays/custom.nix)
];
 
# 在 flake 中
{
 nixpkgs.overlays = [ self.overlays.default ];
}
 
# 在 shell.nix 中
let
 pkgs = import <nixpkgs> {
 overlays = [
 (import ./overlays/custom.nix)
 ];
 };
in pkgs.myCustomApp

8.4 常见 Overlay 用例

self: super: {
 
 # 使用最新版本替代
 neovim = super.neovim-unwrapped;
 
 # 应用补丁
 fzf = super.fzf.overrideAttrs (old: {
 patches = (old.patches or []) ++ [ ./fzf-fix.patch ];
 });
 
 # 从不同源构建
 gimp = super.gimp.overrideAttrs (old: rec {
 version = "2.99.18";
 src = self.fetchurl {
 url = "https://download.gimp.org/gimp/v2.99/gimp-${version}.tar.xz";
 sha256 = "sha256-...=";
 };
 });
 
 # 启用额外特性
 gitFull = super.gitFull.override {
 sendEmailSupport = true;
 svnSupport = true;
 guiSupport = true;
 };
}

9. 二进制缓存 (Binary Cache / Substituter)

9.1 概念

Nix 的构建可以两种方式获得结果：
1. 本地编译（无缓存时）
2. 从二进制缓存下载（有预编译结果时）

二进制缓存在 Nix 术语中叫 substituter
默认缓存：https://cache.nixos.org

9.2 配置缓存

# /etc/nixos/configuration.nix 或 ~/.config/nix/nix.conf
nix.settings.substituters = [
 "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/nix-channels/store"
 "https://cache.nixos.org"
 "https://my-org.cachix.org"
];
 
nix.settings.trusted-public-keys = [
 "cache.nixos.org-1:6NCHdD59X431o0gWypbMrAURkbJ16ZPMQFGspcDShjY="
 "my-org.cachix.org-1:..."
];

9.3 Cachix 个人缓存

# 安装 cachix
nix-env -iA cachix -f https://cachix.org/api/v1/install
 
# 使用别人的缓存
cachix use username-cache
 
# 创建自己的缓存并推送构建结果
cachix create my-cache
nix build .#myPackage
cachix push my-cache result
 
# 或使用 GitHub Actions 自动推送
# actions/cachix-build

9.4 验证缓存生效

# 构建时看到 "copying path ... from 'https://...'" 说明缓存命中
nix build -L nixpkgs#python312
 
# 查看哪些包可以从缓存获得
nix path-info --recursive /nix/store/*-python3-*
 
# 查看缓存的路径
nix-store --query --substituters

10. 垃圾回收与空间管理

# 查看 store 大小
du -sh /nix/store/
 
# 查看 root（哪些 derivation 支撑了存活路径）
nix-store --gc --print-roots
 
# 删除未被引用的路径
nix-collect-garbage
 
# 彻底删除（包括旧 profile）
nix-collect-garbage -d
 
# 删除 30 天前的旧代际
sudo nix-collect-garbage --delete-older-than 30d
 
# 优化 store（硬链接重复文件，节省空间）
nix-store --optimise
 
# 查看未被 GC root 引用但仍存活的原因
nix-store --query --roots /nix/store/*-my-package-*
 
# 空间统计
nix path-info --recursive --size /run/current-system | sort -t' ' -nk2 | tail

11. 相关资源

Nix 包搜索: https://search.nixos.org/packages
nixpkgs 仓库: https://github.com/NixOS/nixpkgs
Nix 手册: https://nixos.org/manual/nix/stable/
Cachix: https://www.cachix.org/
清华大学 Nix 镜像: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/nix/
NixOS 安装与声明式配置
Nix 语言与 Flake
pacman 包管理
APT 包管理

RootStack

探索

03-nixpkgs与包管理

nixpkgs 与包管理

1. 资源链接

2. nixpkgs 概述

2.1 nixpkgs 结构

2.2 通道 (Channels)

3. 搜索包

3.1 命令行搜索

3.2 Web 搜索

3.3 查看包信息

4. 安装包

4.1 nix profile（推荐 — flake 方式）

4.2 nix-env（传统方式）

5. nix-shell 与 nix develop

5.1 nix-shell（传统方式）

5.2 nix develop（flake 方式）

6. 构建包

6.1 nix-build（传统）

6.2 nix build（flake 方式）

7. 编写 Derivation

7.1 使用 stdenv.mkDerivation

7.2 各语言模板

7.3 使用 derivation

8. Overlay 与 Override

8.1 Override 基础

8.2 Overlays

8.3 使用 Overlays

8.4 常见 Overlay 用例

9. 二进制缓存 (Binary Cache / Substituter)

9.1 概念

9.2 配置缓存

9.3 Cachix 个人缓存

9.4 验证缓存生效

10. 垃圾回收与空间管理

11. 相关资源

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