为windows安装Linux子系统（WSL2）
Windows Subsystem for Linux（WSL）是微软官方出品、已经植入Windows内核的系统组件，也是在Windows上使用Linux的最佳实践
WSL比装Linux双系统、VMware等虚拟机平台占用的资源更少，对硬件的利用效率更高，与Windows的互访也更顺畅
WSL有两个差异很大的版本，WSL1用翻译层将Linux系统调用转换为Windows系统调用，WSL2则引入了真实的Linux内核。更具体的比较可参考这里
本文我们一起来安装WSL2，感受WSL2便捷的特性，设置WSL2的网络模式，并搭建vscode的python开发环境
开启WSL2功能
首先进入主板BIOS，开启CPU虚拟化。进入BIOS的方法请根据主板厂商或电脑品牌自行查找
CPU虚拟化一般在CPU高级设置目录下，具体名称随主板厂商有所区别，例如可能是
Virtualization Technology for x86 (VT-x)
Intel Virtualization Technology (IVT)
Secure Virtual Machine (SVM)
SVM mode
Virtu Technology
开启CPU虚拟化后，记得保存设置，重启电脑
进入Windows系统后，打开Microsoft store，安装Windows terminal，方便输入命令。如果你使用了系统代理，实测必须关闭才可顺利进入Microsoft store，模式选择“直连”都不可以。
下载后，以管理员身份运行终端。此时新建选项卡有三个终端选项：Powershell，是Windows系统最新的命令行应用；命令提示符，也就是CMD，是Windows上一代命令行应用；Azure Cloud Shell，用于连接微软Azure云，可以忽略
我们使用默认的Powershell，在系统层面开启WSL组件，输入
dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart
然后开启虚拟机平台功能，这是WSL2所必须的
dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart
以上操作会提示
部署映像服务和管理工具
版本: 10.0.22621.2792
映像版本: 10.0.22631.3593
启用一个或多个功能
[==========================100.0%==========================]
操作成功完成。
重启电脑，应用刚才的设置
重启后，下载WSL2内核更新包，安装之
继续以管理员身份运行终端，把WSL的默认版本设为WSL2
wsl --set-default-version 2
安装Linux发行版
最简单的方式是在Microsoft store中下载安装，缺点是默认安装到C盘
那就换用手动安装。下载Linux发行版的Appx安装包。将后缀名 .AppxBundle改为 .zip，解压，会得到一系列 .appx
由于电脑一般都是 x64平台，选中 ...x64.appx将其后缀名改为 .zip，继续解压，就能看到 ubuntu.exe了。这是Ubuntu发行版的安装文件
将 ubuntu.exe和该目录的所有文件，一起移动要想要安装的目录，例如 D:/Ubuntu。双击 ubuntu.exe，会弹出终端窗口，按提示输入Linux系统下的用户名、密码，即可安装成功。用户名和密码不需要与windows一致，可以自定义
在安装成功后，D:/Ubuntu下会出现 ex4.vhdx文件，这是WSL2的虚拟磁盘。保留该文件，其他所有文件都可删除
至此，WSL2已经安装完毕
在Powershell中，可列出当前安装的所有发行版
PS C:\Users\william> wsl -l -v --all
NAME STATE VERSION
* Ubuntu Running 2
在Windows terminal的设置-启动中，将默认配置文件改为Ubuntu，即可在打开终端时，默认进入WSL
WSL支持同时安装多个Linux发行版
功能特性
文件互访
在Windows文件浏览器中，增加了Linux标签页，可以看到刚安装的Ubuntu发行版，双击即可进入WSL2的根路径
而在WSL内的 /mnt路径下，则挂载着Windows的C盘、D盘等
自动配置的X11
Linux使用X11（X window）作为其图形界面的实现基础，而WSL2已经默认配置好X11了。这意味着在WSL启动GUI程序，可以在Windows系统中弹出对应图形窗口
直接运行Windows程序
WSL中可以直接运行一些Windows下的程序，例如powershell、文件浏览器、任务管理器
powershell.exe
explorer.exe
tasklist.exe
如果你在Windows安装了VS code，也可在WSL下直接启动
code .
配置文件
windows下 %USERPROFILE%/.wslconfig是整个WSL2系统组件的配置，WSL2下 /etc/wsl.conf是当前发行版的配置。两者可以配置的选项并不一样，具体参考这里
在文件浏览器输入 %USERPROFILE%即可导航到用户目录，手动创建 .wslconfig，在内部可配置内存、CPU占用，网络模式，自动代理等
而 /etc/wsl.conf，可配置systemd支持，驱动器装载路径，启动附加命令等
修改配置文件后，需要在powershell中关闭WSL2系统组件，等待8秒以上再重新进入WSL
wsl --shutdown
开启systemd
默认情况下，WSL未开启systemd，无法使用 systemctl等命令
william@DESKTOP-M1SON1F:~$ sudo systemctl
[sudo] password for william:
System has not been booted with systemd as init system (PID 1). Can't operate.
Failed to connect to bus: Host is down
进入linux系统中，修改WSL2配置文件 /etc/wsl.conf，添加
[boot]
systemd=true
在powershell中更新WSL2，然后关闭WSL2
wsl --update
wsl --shutdown
重启WSL2后，systemctl就可以使用了
网络模式
默认NAT模式
WSL2的默认网络模式是NAT（Network Address Translation）。NAT模式下，WSL与windows组成一个小局域网。WSL内开启的服务如HTTP等，windows内可通过 localhost:port访问，这很方便。但WSL内，不能这样访问windows开启的服务（如代理服务器）
powershell中使用 ipconfig， 在WSL的以太网配置下，可以看到windows暴露的ip是 172.23.112.1。于是，访问windows的服务就得通过 172.23.112.1:port
以太网适配器 vEthernet (WSL (Hyper-V firewall)):
连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :
IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 172.23.112.1
子网掩码 . . . . . . . . . . . . : 255.255.240.0
默认网关. . . . . . . . . . . . . :
然而，windows暴露给WSL的ip并非固定不变。解决方式之一，是在WSL的 .bashrc里直接获取windows的ip
export windows_host=`ip route | grep default | awk '{print $3}'`
镜像模式
在windows11 22H2版本之后，WSL2支持镜像模式。在 %USERPROFILE%/.wslconfig中，填写
[wsl2]
networkingMode=mirrored
重启WSL后，在WSL中 ifconfig显示ip
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 10.128.xxx.xxx netmask 255.255.240.0 broadcast 10.128.255.255
对照powershell下显示的windows ip，会发现WSL和windows的ip保持一致了
以太网适配器 以太网:
IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 10.128.xxx.xxx
如果windows使用系统代理，你会发现WSL也自动设置了一样的代理
$ echo $HTTP_PROXY
http://127.0.0.1:7890
在镜像模式下，WSL和windows都可以 localhost互访
vscode使用WSL环境开发
安装插件组合Remote Development，其中名为WSL的插件提供对WSL环境的访问
此时即可打开WSL内的项目
安装vs code的python扩展后
在 .py文件内，右下角可切换解释器，会自动列出WSL内，conda环境下的解释器
点击Run python file，vscode会自动在右侧展开终端，运行当前脚本
如果是个绘图脚本，将会额外打开一个窗口展示图像
如果安装了jupyter插件，则可以在右键菜单选择Run in interactive window，在一个类似jupyter的交互窗口中运行脚本
卸载WSL2
如果是手动安装的WSL2发行版，powershell内使用 wsl --unregister即可卸载特定的WSL发行版。执行后 ex4.vhdx会被删除
PS C:\Users\william> wsl -l -v --all
NAME STATE VERSION
* Ubuntu Running 2
PS C:\Users\william> wsl --unregister Ubuntu