macOS

Що це таке

macOS — це операційна система, яку Apple постачає на кожному Mac: робочий стіл і Finder, вбудовані програми, а під ними система Unix із терміналом, оболонкою та звичними інструментами командного рядка. Apple створює її для власного обладнання й продає їх разом, тож на практиці обрати macOS означає обрати Mac.

Основа системи — Darwin, вихідний код якого Apple публікує. Її ядро, XNU, — гібрид, що поєднує ядро Mach з Університету Карнегі-Меллона з компонентами FreeBSD і драйверним фреймворком на C++ під назвою IOKit; назва розшифровується як «X is Not Unix». Значна частина користувацького простору теж походить із FreeBSD, і сторінки довідки для sed і date на Mac описують саме версії цих інструментів із FreeBSD. Починаючи з macOS 10.15 Catalina, оболонкою за замовчуванням є zsh.

Нещодавно змінилося й обладнання. Наприкінці 2020 року Apple почала переводити Mac із процесорів Intel на власні чипи, Apple silicon, і тепер кожна лінійка Mac, від MacBook Air до Mac Pro, має моделі на Apple silicon. Ці чипи виконують код arm64, і це стає важливим, щойно програму, зібрану на Mac, треба запустити на сервері x86-64.

На ноутбуках і настільних комп’ютерах macOS порівнюють із Windows і Linux.

Чому це важливо

Для компанії, що пише програмне забезпечення, macOS відіграє дві ролі, які легко сплутати: це машина, на якій працює багато розробників, і платформа, на якій клієнти запускають програми.

Як робоча станція Mac відрізняється від серверів Linux, на які розгортають код, у трьох місцях. Інструменти командного рядка походять із FreeBSD, а не з GNU, тож той самий прапорець у скрипті може означати різне. Процесор — arm64, тоді як сервер може бути x86-64. І ядра Linux на Mac немає, а контейнери використовують ядро свого хоста, тому інструменти для контейнерів на Mac спершу запускають віртуальну машину з Linux; власний інструмент Apple, container, якому потрібні Apple silicon і macOS 26, дає кожному контейнерові окрему легку віртуальну машину. Це не причина відмовлятися від Mac, а причина тестувати на тій системі, куди розгортаєте, замість довіряти зеленому запуску на ноутбуці.

Як платформа macOS ставить питання, як під неї будувати. Кросплатформна оболонка, тобто одна кодова база з вбудованим браузерним рушієм, яку постачають для Windows, Linux і Mac, дешево тримає кілька систем узгодженими, але на Mac вона тягне за собою середовище виконання браузера, непотрібне нативній програмі, і малює власні елементи керування замість системних. Нативна програма на Swift і SwiftUI використовує системні елементи керування й матеріали та без додаткового коду йде за налаштуваннями користувача: виглядом, акцентним кольором, контрастом, розміром тексту і зменшенням руху. Ціна — окремий клієнт і люди, які знають платформу. Нативний шлях окупається, коли клієнти — це користувачі Mac.

Постачання на Mac проходить ще й через контроль. Програми, які поширюють поза Mac App Store, підписують сертифікатом Developer ID і надсилають до служби нотаризації Apple — автоматичної перевірки на шкідливий вміст і проблеми з підписом коду, яка є окремою від App Review. Починаючи з macOS 10.15, усе програмне забезпечення, зібране після 1 червня 2019 року й поширюване з Developer ID, має бути нотаризоване. Apple повертає квиток, який прикріплюють до програми, і публікує той самий квиток онлайн, де Gatekeeper шукає його, коли користувач уперше відкриває програму. Сертифікат дає членство в Apple Developer Program за 99 доларів на рік. Закладіть членство й крок підписування в перший реліз.

Як це виглядає на практиці

Настільна версія одного продукту для обміну повідомленнями на macOS була кросплатформною оболонкою, яка й виглядала, і поводилася інакше, ніж програма для Mac. Добре випробувана основа продукту, написана на Rust, має C-інтерфейс, а Swift уміє викликати C, тож нативний клієнт на Swift і SwiftUI збудували безпосередньо на цьому інтерфейсі. Основу вкомпоновано як статичний архів із закріпленої висхідної ревізії, що робить збирання відтворюваним, а тонка обгортка володіє кожним вказівником, який перетинає межу між мовами. Клієнт запускається як програма для Mac, використовує власні матеріали й елементи керування платформи і не містить вбудованого браузера. Сторінка чесно називає прогалину: немає ні нотаризованого розповсюдження, ні каналу оновлень, тож це робоча програма, а не продукт, яким користуються інші. Саме описаний вище крок нотаризації стоїть між цими двома станами.

Вигляд платформи можна закріпити правилом, а не наслідуванням. Система дизайну з 48 іменованих токенів у шести групах будує колір і матеріал на семантичних кольорах платформи та її скляному матеріалі замість сталих значень, тож інтерфейс іде за системним виглядом, акцентним кольором і налаштуваннями контрасту без коду, який би за ними стежив, а текстові стилі масштабуються з розміром, який обрав користувач. Лінтер відхиляє голе число там, де має бути токен, жорстко заданий розмір шрифту й анімацію, що ігнорує налаштування зменшеного руху. Сторінка називає й свою межу: токени роблять інтерфейс узгодженим, а це не те саме, що зробити його добрим.

Як macOS поводиться з пам’яттю, показала робота над застосунком для macOS, де програма росла приблизно на 41 МБ за секунду, доки операційна система її не завершила. Компресор пам’яті macOS у зафіксованому інциденті тримав 111 ГБ стиснутих сторінок, а фізично машина мала 36 ГБ: стиснення й підкачування дали програмі вирости далеко за цю межу, і коли настало примусове завершення, решта робочого столу вже перестала відповідати. Три причини множили одна одну: необмежений потік подій, передплатники, кожен із яких отримував кожну подію, і журналювання без бюджету. Обмежені буфери, передплата за типом події та бюджет швидкості на журналювання виправили всі три, а регресійний тест утримує стелю пам’яті. Сеанс, який писав 610 996 рядків журналу, тепер пише 1 411, і сторінка прямо називає ціну: коли щось швидко йде не так, журнал навмисно неповний.

Де виникають проблеми

Монітор активності показує майже повністю зайняту пам’ять на Mac, який працює цілком нормально. macOS кешує нещодавно використані файли в пам’яті, яка інакше простоювала б, а коли пам’ять заповнюється, стискає неактивні програми, щоб звільнити місце для активних. Тому використана пам’ять, близька до фізичної, і великий обсяг стиснутої — це норма. Сама Apple пише, що вільна пам’ять ще не означає вищої продуктивності комп’ютера. Дивіться натомість на графік «Навантаженість пам’яті»: зелений означає, що оперативна пам’ять використовується ефективно, жовтий — що згодом комп’ютеру може знадобитися більше, червоний — що її потрібно більше. Найпростіший сигнал — підкачування:

sysctl vm.swapusage
vm_stat | grep -E '^Swap(ins|outs)'

Лічильники vm_stat ідуть від завантаження системи, тож порівнюйте два зчитування з інтервалом у хвилину; якщо swapouts і далі зростають, роботі вже затісно в оперативній пам’яті.

Скрипт, який працює на Mac, падає з дивною помилкою на сервері Linux, або навпаки. Похідний від FreeBSD sed на Mac сприймає слово після -i як суфікс резервної копії, тож звичний для GNU виклик sed -i 's/a/b/' file бере вираз за суфікс, а ім’я файлу — за скрипт. Звичка з Mac, sed -i '' …, змушує GNU sed читати вираз як ім’я файлу. Суфікс, записаний разом із прапорцем, працює в обох системах:

sed -i.bak 's/^port=80$/port=8080/' app.conf && rm app.conf.bak

Надійне рішення — запускати скрипти в CI на тій системі, з якою вони зустрінуться в робочому середовищі.

Збірку, яку передали за межі команди, блокує Gatekeeper, щойно отримувач її відкриває. Програму підписано для розробки або підписано, але не нотаризовано. Підпишіть її сертифікатом Developer ID з увімкненим hardened runtime і захищеною позначкою часу, надішліть до служби нотаризації й прикріпіть квиток, щоб Gatekeeper знаходив його навіть без мережі. ZIP-архів можна нотаризувати, але прикріпити до нього квиток не вийде, тож прикріплюйте його до програми всередині архіву:

ditto -c -k --keepParent App.app App.zip
xcrun notarytool submit App.zip --keychain-profile notary --wait
xcrun stapler staple App.app

Образ контейнера працює на Mac розробника й падає на сервері з exec format error. Docker за замовчуванням збирає під платформу демона BuildKit, який виконує збирання, а на Mac з Apple silicon цей демон працює у віртуальній машині arm64. Контейнер використовує ядро хоста, тож без емуляції хост x86-64 виконує лише код x86-64. Перевірте сервер командою uname -m, а потім збирайте під нього з docker build --platform linux/amd64 або збирайте в CI на платформі сервера.

Що почитати далі

• Mac User Guide — власний посібник Apple з macOS, який оновлюють для кожного актуального випуску.
• Check if your Mac needs more RAM — графік навантаженості пам’яті і що означають три його кольори.
• Notarizing macOS software before distribution — Developer ID, hardened runtime і як Gatekeeper використовує квиток.
• Multi-platform builds — чому хостам arm64 і amd64 потрібні різні образи і як одне збирання дає обидва.
• container — інструмент Apple для запуску контейнерів Linux на Mac, кожного в окремій легкій віртуальній машині.
• XNU — вихідний код ядра macOS із коротким поясненням, як поєднуються Mach, FreeBSD та IOKit.