Виртуальные машины §

Виртуальные машины — программы, которые симулируют поведение другого компьютера.

Зачем:

• Работаете на одной ОС, хотите потестировать, как код работает на другой ОС…
• … или вообще на другой архитектуре (например, на ARM).
• Нужна программа, которая работает только на другой ОС.
• Хотите потрогать вирус, не давая ему доступ к своим личным файлам.

Термины §

Host: (“хозяин”) — аппарат, в котором запущена виртуальная машина.

Guest: (“гость”) — аппарат, симулирующийся виртуальной машиной.

Input capture: (“захват ввода”) — неосторожный щелчок мышью внутри окна виртуальной машины иногда её “захватывает”; иногда и клавиатура тоже захвачена целиком, так что сочетания клавиш в host-системе перестают работать.

Snapshot: (“слепок”) — сохранённое состояние виртуальной машины.

Примеры §

Рекомендуется смотреть:

• qemu,
• virtualbox,
• kvm.

Другие примеры:

• Android Emulator,
• iOS Simulator,
• DosBox.

Docker §

Проблемы с поставкой программ:

• Программы зависят от библиотек. Иногда от конкретных версий.
• Иногда программы опираются на особенности ОС…
• … или размещения файлов.

Как сделать установщик для программы так, чтобы она точно заработала или хотя бы сообщила, что не так?

• Строгие разработческие практики: отслеживание используемых зависимостей и предположений.
• Регулярная проверка работоспособности в разных конфигурациях.
• Автоматический анализ программ на предмет неявных зависимостей.

Причем тут Docker? §

• Docker-контейнеры не нужно долго настраивать, как виртуальные машины.
  Альтернатива: nix-shell.

• Docker-контейнер можно удалить или создать одной командой.
  Альтернатива: nix-shell.

• Не надо мучиться при поисках/сборке библиотек.
  Альтернатива: пакетный менеджер.

• Можно не перенастраивать сервер, если сменились требования: обновил Docker-образ — всё заработало как надо.
  Альтернативы для этого: Puppet, Ansible, Chef или решения, встроенные в механизмы оркестрации типа Kubernetes.

См. основную статью про docker.

Языки и виртуальные машины §

Виртуальные машины также используют, чтобы “упростить” компьютер, для которого пишем код.

Как следствие, значительно снизить когнитивную нагрузку на человека, которому приходится писать код.

Такие виртуальные машины часто:

• управляют выделением и освобождением памяти,
• могут активно оптимизировать код,
• проверять код перед запуском на безопасность и изолировать его так, чтобы он не навредил хосту,
• дают приятные гарантии для многопоточности, которые одинаковы вне зависимости от того на каком хосте эту ВМ запускаем.

Хотя это и не всегда необходимо, некоторрые языки и так ок справляюстя: Swift, C, Rust, Go и пр., Haskell.

Примеры ВМ для языков §

• Java Virtual Machine, JVM — пожалуй, самый распространённый в жизни пример,
• CPython — не только интерпретатор Python, но и полноценная виртуальная машина,
• .NET Framewok — аналог JVM для C# от Microsoft,
• low level virtual machine, llvm — сильно упрощает написание компиляторов: если написали компилятор вашего языка в llvm, то код можно будет скомпилировать хоть для микроволновки;
• v8 engine и другие движки для JavaScript — живут в браузере, исполняют js на стороне клиента;
• Bogdan’s Erlang Abstract Machine, BEAM — виртуальная машина для erlang, вместе с ERTS дают хитрые гарантии на создание дешёвых процессов с удобной коммуникацией;