為什么會有 BioArchLinux 項目？

以目前科學相關(guān)的發(fā)行版為例，它們大多基于 Ubuntu ，比如 Bio-Linux 以及 Poseidon Linux ；也有基于 CentOS 或者 RHEL 的，比如 Scientific Linux 。但是最終這些發(fā)行版都慢慢不再活躍，Scientific Linux 發(fā)出的各種 ??公告?? 也是表現(xiàn)出身不由己。

從 Scientific Linux 的經(jīng)歷可以看出，如果將各種軟件包打包在一個依賴商業(yè)公司或者由商業(yè)公司主導的發(fā)行版上，發(fā)展方向就會變得不可知，最初的目標和規(guī)劃自然不能得以實現(xiàn)。最初 Scientific Linux 依賴付費的 Linux 發(fā)行版 RHEL ，后期依賴商業(yè)公司的免費社群發(fā)行版 CentOS（CentOS 8 以及之前是一個穩(wěn)定的發(fā)行版），紅帽將 CentOS 8 的生命周期草草結(jié)束，進而支持滾動發(fā)行版 CentOS Stream（現(xiàn)在是 RHEL 的上游發(fā)行版），因此 Scientific Linux 不得不變成基于 CentOS Stream 的發(fā)行版。只能說，Scientific Linux 一開始就選擇錯了。

再從 Bio-Linux 的角度來看待，Bio-Linux 本質(zhì)上是把各類軟件包打包到 Ubuntu 內(nèi)之后形成的一個發(fā)行版。這必然有一個周期，在這個一年或者兩年的周期內(nèi)，各類軟件總會有更新的，而 Bio-Linux 不考慮這個問題，所以會出現(xiàn)使用過時的版本來分析數(shù)據(jù)的情況，很明顯這不利于研究。而且， Bio-Linux 8 自 2014 年發(fā)布了基于 Ubuntu 14.04 LTS 的發(fā)行版之后，就沒在發(fā)行新的版本了，而目前 Ubuntu 22.04 LTS 都已經(jīng)出來了。Bio-Linux 的 ??軟件包?? 除了老舊，還特別冗雜，我需要的包他們不全有，我不需要的包他們有很多，這毫無疑問增加了我 PC 的負擔。

Poseidon Linux 也有著類似的問題。這種發(fā)布發(fā)行版的方式滯后且需要重裝系統(tǒng)，特別不方便。實在不如直接經(jīng)營一個各類包的倉庫，可以快速更新，不必頻繁發(fā)布 ISO 文件又可以將軟件更新到最新版。

所以，如果你希望想長期使用，那么就建議使用非商業(yè)公司關(guān)聯(lián)的 Linux 系統(tǒng)；如果你需要參與 Linux 的發(fā)展，那么你就要尋找一個方便使用第三方倉庫/官方倉庫、且非商業(yè)公司關(guān)聯(lián)的發(fā)行版。這里我們就選擇了 Arch Linux。

同時，我們也不希望只是一群為 AUR 做貢獻人，因為曾經(jīng)我自己的設想是這個團體可以像 RedHat 那些發(fā)行版之類的 SIG，但是 SIG 的運作模式是為官方倉庫貢獻包。而 AUR 只是存儲一個腳本，并不是一個預先編譯好的包。這樣帶來的麻煩有很多，首先是 AUR 不能和官方倉庫的包有沖突，但是這對于生物信息的目標用戶群體是個麻煩事情，比如我要找 ??picard??，但是 ??community?? 倉庫里的 ??picard?? 已經(jīng)是別的同名軟件了，但是它只是在 ??community?? 倉庫里，我不會用到它，因此我要幾經(jīng)周折地找到 AUR 里的 ??picard-tools??。AUR 另外一個不方便的點在于軟件包的來源不一定不被封鎖，曾經(jīng)我向我?guī)熃闶譄崆榈耐其N Arch 系的發(fā)行版，她也覺得蠻好用，但當她想從 AUR 里下載軟件時候，互聯(lián)網(wǎng)限制了她的想象。但是，當我們組成了一個有鏡像源的倉庫的時候，我們就不需要擔心這個問題了，來自互聯(lián)網(wǎng)封鎖國家的人們就無需忍受緩慢的互聯(lián)網(wǎng)速度和法律風險訪問他們所需要的軟件了。

如何使用 BioArchLinux？

首先，BioArchLinux 本身的屬性決定了用戶可以在哪些地方使用它。 BioArchLinux 是一個生物工作者的 Arch Linux 社區(qū)，包含了一個生物學軟件的 Arch Linux 存儲庫、可以編輯的 wiki 以及 Matrix 聊天頻道。

在 Arch Linux 中使用 BioArchLinux

正如它本身的屬性所定義，它可以用于 Arch Linux 及其衍生發(fā)行版（不包括 Manjaro stable & testing），從 BioArchLinux 安裝軟件很容易。只需幾個簡單的命令即可安裝所需的軟件包。

# echo -e "[bioarchlinux]\nServer = https://repo.bioarchlinux.org/\$arch" >> /etc/pacman.conf# pacman-key --recv-keys B1F96021DB62254D# pacman-key --finger B1F96021DB62254D# pacman-key --lsign-key B1F96021DB62254D# pacman -Syy# pacman -S pkg_name

在最初接觸 Linux 時候，我使用 Ubuntu 。當我想要安裝生信軟件的時候，我曾經(jīng)一下午都在處理循環(huán)依賴的問題。這或許是某些發(fā)行版的特性，而且由于我是圖形化安裝的，我其實對未來怎么遷移系統(tǒng)并沒有足夠的把握。對于小白來說，好不容易裝好的環(huán)境想要遷移很難避免重復性的工作。Arch Linux 的特性避免了這里很多問題，從打包的粒度考慮，循環(huán)依賴可以說是很罕見的了。另外就是當你需要構(gòu)建一個包，你只需要會寫 Shell 腳本再看一看維基，事情會容易很多。相比于 Debian 等發(fā)行版，這樣其實會有利于你遷移你安裝的軟件。

當然，和其他軟件倉庫不同的是，BioArchLinux 倉庫在可能的情況下，在每個包描述中提供了一個 DOI。 這使用戶能夠輕松地了解有關(guān)每個包的用途和方法的更多信息，并在準備出版物時快速識別適當?shù)囊谩?/p>

$ pacman -Ss doi_number$ pacman -Qi pkg_name

在 WSL 中使用 BioArchLinux

另外，當 Windows 和 macOS 用戶需要使用 Linux 環(huán)境來運行生物信息軟件的時候，也可以輕松使用 BioArchLinux。因為 BioArchLinux 同樣提供 WSL 以及 Docker 鏡像。

對于 Windows 用戶優(yōu)先推薦 WSL，因為 Docker 在 Windows 下依賴 WSL。只需要在任意一個鏡像站點的 ??wsl?? 文件夾下找到 ??tar?? 文件即可。解壓它，在安裝了 ??wsl?? 的前提下雙擊 ??BioArch.exe?? 文件，就可以開始成功安裝，安裝好后鍵入下述命令即可進入：

wsl -d BioArch

在使用前需要做一些初始化的任務，比如初始化 WSL，這里的鏡像地址可以更改為你喜歡的鏡像，鏡像列表見 ??mirrorlist 倉庫?? 里的 ??mirrorlist.bio??。

# echo 'Server = https://mirrors.sdu.edu.cn/archlinux/$repo/os/$arch' > /etc/pacman.d/mirrorlist# echo 'Server = https://mirrors.sdu.edu.cn/bioarchlinux/$arch' > /etc/pacman.d/mirrorlist.bio# pacman -Syu

此時，你就可以使用該 WSL 了。

在 Docker 中使用 BioArchLinux

至于 Docker 的使用和 WSL 類似，只不過在安裝完 Docker 后使用如下命令進入。進入后依然需要使用 WSL 初始化的命令初始 Docker 容器。

# docker pull bioarchlinux/bioarchlinux# docker run -it --privileged --name container_name --restart=always bioarchlinux/bioarchlinux /bin/bash

BioArchLinux 如何運作？

BioArchLinux 運行流程

BioArchLinux 存儲庫由幾個開源軟件包維護。 主要工具是一個名為 ??lilac?? 的 python 應用程序。

最基本的步驟是按照 Arch Linux 和 ??lilac.yaml?? 的標準編寫腳本。我們編寫一個 ??PKGBUILD?? shell 腳本和一個 YAML 文件（以及可選的 Python 腳本），并將它們放在 Git 存儲庫的一個文件夾中。

??nvchecker?? 讀取 ??lilac.yaml??，獲取上游網(wǎng)站的信息，可以查看最新版本。如果 ??nvchecker?? 無法從上游網(wǎng)站找到包版本，它會向管理員發(fā)送電子郵件報告問題。

??nvchecker?? 的信息發(fā)送給 ??lilac??，由 ??lilac?? 判斷包是否需要升級。如果軟件包需要升級，??lilac?? 會將軟件包發(fā)送到 Arch Linux 打包工具 ??devtools??。

??devtools?? 為軟件包提供了一個干凈的環(huán)境，只有 ??PKGBUILD?? shell 腳本中的依賴項列表允許構(gòu)建。這可以避免在使用過程中丟失依賴項。如果包構(gòu)建失敗，則會自動向包維護者發(fā)送警告電子郵件。如果包構(gòu)建成功，??archrepo2?? 會將 Arch Linux 包放入特定路徑，并生成一個新的數(shù)據(jù)庫文件，形成一個全新的包倉庫。如果 ??lilac.yaml?? 中含有維護 AUR 的指令，包更新也將退送給 AUR。

整個構(gòu)建過程被記錄為日志文件，可以使用 Rust 應用程序 ??bioarchlinux-packages?? 讀取，并顯示在日志網(wǎng)站上。

我們的維基網(wǎng)站是基于 MediaWiki 構(gòu)建的。所有人都可以自由地為本網(wǎng)站貢獻關(guān)于生物信息學軟件的使用以及生物信息學概念和術(shù)語。

BioArchLinux 展望

上面講了那么多的好，其實 BioArchLinux 也有很多的不足。

先從倉庫說起，我們雖然在短短一年內(nèi)有了約 4.2 k 的軟件包，維護了約 4.7% AUR 包，但是，我們相比于 Debian Med 以及 bioconda 都有很大的數(shù)量上的差距，急需更多的維護者參與進來，并且需要不斷提升打包的質(zhì)量。

除此之外，比較急切的是我們國內(nèi)鏡像源目前僅僅有幾家高校，南京大學、西安交通大學、山東大學以及南京郵電大學，我們希望更多的鏡像站能夠添加我們。另外因為計算機資源的問題，我們也沒有 archive 網(wǎng)站，這給回滾造成了一定程度的困難。

其余就是擴大倉庫的受眾和加強社區(qū)的維護。雖然我們有了 WSL 還有 Dokcer，但是有些人很喜歡在虛擬機里運行，我們卻提供不了 ISO 文件，也需要相關(guān)的維護人員。我們也沒有專門的維基管理人員，有段時間因為沒有限制用戶注冊，網(wǎng)站有被垃圾信息灌爆。

甚至我們在網(wǎng)站的搭建上面還是有欠缺，比如沒有像 Arch Linux 那樣的搜包界面，這需要更多開發(fā)人員的參與。除此之外，如何以非 root 用戶的角色使用倉庫仍然是一個很大的課題。

我們十分歡迎更多的人參與到我們的社區(qū)中來，一起做一些瘋狂且美好的事情，不管再多困難，我相信，這個那么 FFF（community friendly, user friendly, earth friendly）的項目會長命百歲。（注：community friendly 幫助維護 Arch Linux community 的 AUR 軟件包；user friendly 易于使用、以用戶為中心；earth friendly 減少大家編譯的次數(shù)，盡可能減少計算機資源的消耗。）

致謝

非常感謝 xTom、Mick Elliot 以及 Bipin Kumar 對這個項目的資助，也十分感謝一起為倉庫工作的所有 BioArchLinux 成員。另外特別感謝 Arch Linux CN 依云 以及 imlonghao，沒了他們維護的軟件，BioArchLinux 不可能那么順利的運作。同時也感謝南京大學、西安交通大學、山東大學以及南京郵電大學和其他為 BioArchLinux 提供鏡像的機構(gòu)和個人。最后，感謝之前 Bioinformatics Open Source Conference（BOSC）為參會免除會議費用。