Windows配置Linux环境（Win 10 + WSL2 + Ubuntu 20.04 + GNOME桌面版）

虚拟环境为 Windows 用户提供了一个轻松接触和熟悉 Linux 的机会。无需在硬件上做任何更改，即可体验 Linux 的命令行界面、文件系统等特性。这对于想要学习 Linux、尝试 Linux 应用程序或者将来转向 Linux 开发的人来说是一个极好的入门方式。兼容性和便利性通过虚拟运行环境，您可以在Windows系统上轻松运行Linux软件和工具，而无需分区或双重引导系统。这使得在不同操作

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Secret_Man_ · 2024-03-30 14:38:48 发布

（1）启用 “适用于 Linux 的 Windows 子系统” 可选功能

前言

虚拟环境为 Windows 用户提供了一个轻松接触和熟悉 Linux 的机会。无需在硬件上做任何更改，即可体验 Linux 的命令行界面、文件系统等特性。这对于想要学习 Linux、尝试 Linux 应用程序或者将来转向 Linux 开发的人来说是一个极好的入门方式。在 Windows 系统上安装 Linux 虚拟环境有很多优势：

兼容性和便利性

通过虚拟运行环境，您可以在Windows系统上轻松运行Linux软件和工具，而无需分区或双重引导系统。这使得在不同操作系统之间切换变得更加方便。

隔离环境

与直接在Windows上安装类Unix工具相比,Linux虚拟机提供了一个独立和隔离的环境。 17您可以在这个环境中自由地安装、配置和测试软件,而不用担心会影响到主机系统。这对于开发、测试以及运行可能与Windows环境冲突的应用程序非常有用。

接近生产环境

对于开发人员来说，在Windows上安装Linux虚拟运行环境可以轻松地进行Linux软件的开发和测试。您可以在Windows系统上运行开发环境，同时使用Linux环境进行测试，这有助于确保软件在不同平台上的兼容性。

资源分配灵活

使用虚拟化技术，您可以根据需求动态分配硬件资源（CPU、内存、存储等）给 Linux 虚拟机。随时可以增加或减少资源，为虚拟机提供所需的计算能力。

快速部署和复制

创建和部署新的 Linux 虚拟机十分简单快速。您还可以制作虚拟机的快照,随时在需要时回滚到之前的状态。复制虚拟机也很方便，可以快速复制出多个相同配置的实例。

一、Linux虚拟运行环境对比

WSL（Windows Subsystem for Linux）是微软为Windows 10引入的功能，允许在Windows系统上运行本机Linux二进制文件，无需虚拟化。WSL提供了原生的Linux系统调用兼容性层，可在Windows上运行大多数Linux程序。然而，WSL1仍然有一些性能限制，并且不支持所有的Linux内核功能。

WSL2是WSL的升级版本，引入了全新的架构，它在Hyper-V虚拟机中运行真正的Linux内核。WSL2提供了更好的性能和更好的兼容性，因为它与真实的Linux内核更接近，同时还支持更多的Linux系统调用。WSL2相对于WSL1来说更快速、更稳定，并且支持更多的Linux应用程序。

VMware虚拟机是一种基于软件的虚拟化技术，允许在主机操作系统上运行多个虚拟的操作系统。与WSL不同，VMware虚拟机提供了完整的虚拟化环境，可以运行任何操作系统，包括各种版本的Linux。它提供了更高的隔离性和灵活性，但也需要更多的系统资源。

下面是它们之间的一些比较：

性能：WSL2通常比WSL1具有更好的性能，因为它运行在虚拟机中，并且与真实的Linux内核更接近。相比之下，VMware虚拟机的性能可能会略有降低，因为它提供了完整的虚拟化环境。
兼容性：WSL2的兼容性通常比WSL1更好，因为它与真实的Linux内核更接近，并且支持更多的Linux系统调用。但VMware虚拟机可以运行几乎任何操作系统，因此在兼容性方面更为灵活。
资源消耗：WSL1消耗的资源相对较少，因为它不涉及虚拟机。WSL2和VMware虚拟机都需要更多的系统资源，因为它们都在虚拟化环境中运行真实的操作系统内核。
部署和管理：WSL和WSL2都是通过Windows应用商店轻松安装和管理的，而VMware虚拟机需要单独安装和配置。

综上所述，选择合适的虚拟运行环境取决于您的具体需求。如果您需要轻量级的Linux环境，并且主要关注性能和兼容性，那么WSL2可能是一个不错的选择。但如果您需要更高的隔离性、更广泛的兼容性，或者希望在Windows之外运行其他操作系统，那么VMware虚拟机可能更适合您。

本人主要考虑C++高性能算法的需求，选择采用 Win10 + WSL2 + Ubuntu 20.04 配置Linux虚拟运行环境。

二、安装 WSL

2.1 安装 WSL1

（1）启用 “适用于 Linux 的 Windows 子系统” 可选功能

需要先启用 “适用于 Linux 的 Windows 子系统” 可选功能，然后才能在 Windows 上安装 Linux 分发。使用命令行的方式。

以管理员身份打开 PowerShell 右击 “开始” 键选择 Windows PowerShell (管理员)(A)，并运行：

dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart

执行效果如下：

（2）重启电脑

（3）安装 Linux 发行版

在 Microsoft Store 中下载并安装需要的 Linux 发行版，选择 Ubuntu 20.04.6 LTS。

（4）启动 Linux 子系统

至此，Linux 子系统就相当于 Windows 系统上安装的一个软件，可以在开始菜单子启动。

首次启动新安装的 Linux 分发版时，将打开一个控制台窗口，系统会要求你等待一分钟或两分钟，以便文件解压缩并存储到电脑上。未来的所有启动时间应不到一秒。

然后，需要为新的 Linux 分发版创建用户帐户和密码。

至此，已成功安装并设置了与 Windows 操作系统完全集成的 Linux 分发！

可打开 cmd 终端命令行并输入以下命令（仅在 Windows 内部版本 18362 或更高版本中可用），检查分配给每个已安装的 Linux 分发版的 WSL 版本：wsl -l -v

Microsoft Windows [版本 10.0.19045.3930]
(c) Microsoft Corporation。保留所有权利。

C:\Users\Dell>wsl -l -v
  NAME            STATE           VERSION
* Ubuntu-20.04    Stopped         1

2.2 升级到 WSL2

（1）开启 “虚拟机平台” 可选功能

以管理员身份打开 PowerShell 并运行：

dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

（2）重启电脑

（3）下载 Linux 内核更新包

下载最新包：WSL Linux 内核更新包 x64

然后双击运行，安装

（4）设置 WSL 版本

windows下以管理员身份打开PowerShell。

设置 Ubuntu-20.04 为 WSL 2：

wsl.exe --set-version Ubuntu-20.04 2

如果要设置为WSL 1，执行如下命令：

wsl.exe --set-version Ubuntu-20.04 1

可以打开 PowerShell 命令行并输入以下命令检查分配给每个已安装的 Linux 分发版的 WSL 版本：wsl -l -v

Windows PowerShell
版权所有 (C) Microsoft Corporation。保留所有权利。

尝试新的跨平台 PowerShell https://aka.ms/pscore6

PS C:\Windows\system32> wsl -l -v
  NAME            STATE           VERSION
* Ubuntu-20.04    Stopped         1
PS C:\Windows\system32> wsl.exe --set-version Ubuntu-20.04 2
正在进行转换，这可能需要几分钟时间...
有关与 WSL 2 的主要区别的信息，请访问 https://aka.ms/wsl2
转换完成。
PS C:\Windows\system32> wsl -l -v
  NAME            STATE           VERSION
* Ubuntu-20.04    Stopped         2

三、使用 Linux系统

3.1 启动和退出 Linux 子系统

进入 Linux 子系统有以下几种方式：
（1）和正常软件一样启动，如在开始菜单中点击其图标、双击桌面快捷方式；
（2）在 Windows 中打开一个终端，如 PowerShell，输入命令 wsl；
（3）在终端中输入命令 Linux 发行版名称.exe，如 ubuntu20.04.exe。

使用 wsl 命令进入 Linux 子系统时，进入的目录是当前打开终端的位置，使用 PowerShell 终端时，所在位置为 /mnt/c/Users/windows-login-name。使用 ubuntu20.04.exe命令进入 Linux 子系统时，进入的目录是所在位置为 /home/linux-login-name。

退出 Linux 子系统的方式：
（1）直接关闭终端；
（2）在终端中输入命令 exit，此时退出了 WSL，然后输入命令 wsl -t Ubuntu-20.04，关闭 ubuntu 子系统。常用的 wsl 命令：

常用的 wsl 命令：

# 列出所有分发的名称、运行状态、对应的 WSL 版本
wsl -l -v
# 终止指定的 Linux 分发
wsl -t <distro>
# 注销分发
wsl --unregister <distro>
# 终止所有正在运行的分发和 WSL2 轻型工具虚拟机
wsl --shutdown

3.2 换源

使用 Linux 子系统时，为了提高软件的安装速度，需要将软件源换成国内的镜像源。

（1）备份数据源配置文件

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list_backup

（2）修改数据源配置文件

sudo vi /etc/apt/sources.list

这里使用中科大的源 (此处是 20.04 版本的源，对应版本名称为 focal，如果是其他版本则替换为对应的版本名即可)。

# 默认注释了源码仓库，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse

deb https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse

deb https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse

deb https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse

# 预发布软件源，不建议启用
# deb https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ focal-proposed main restricted universe multiverse

按 i键进入编辑模式，修改后，按 ESC 键退出编辑模式，输入:wq保存并退出。

（3）更新源，升级软件

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

四、GNOME桌面版安装

WSL 工具的目的是使用户能够视需要在 Windows 上运行 Bash 和核心 Linux 命令行工具。WSL 尚不支持 GUI 桌面或应用程序 (例如 Gnome、KDE 等) 。对于 Linux 技术使用得还不太熟练的可以自行安装图形界面，以方便使用。

4.1 将系统更新到最新。

在继续安装之前，请确保拥有最新的包列表，并将已经安装的包升级到最新版本。

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

4.2 安装多线程下载工具 Axel

先安装一款类似迅雷的下载工具软件，因为我们会下载一些大的软件包，即使网络带宽很好，这些下载也需要一些时间。我们可以通过同时并行下载多个包来加快下载速度。

sudo apt install axel

4.3 安装 apt-fast

apt-fast 是一款替代 apt-get 提升下载速度的软件，通过安装这款软件来增加线程使下载软件速度加快。在下载软件包时，会大大缩短apt下载时间。使用过程与apt(apt-get)一样，只需要将apt(apt-get)改成apt-fast即可。

将PPA添加到资源列表：

sudo add-apt-repository ppa:apt-fast/stable

安装apt-fast：

sudo apt -y install apt-fast

安装过程中会有一些配置要完成。

询问用哪个包管理器替换 apt-fast，Ubuntu 20.04 使用 apt：

设置最大连接数，使用默认值 5。你也可以自己在 ${_MAXNUM} 变量中设置允许的连接数。

最后，选择Yes。

4.4 配置 apt-fast

打开 apt-fast.conf 文件

sudo nano /etc/apt-fast.conf

向下滚动，删除第一个镜像数组的注释，如下图所示。按 ctrl+x 退出，按 Y 键然后回车 enter 选择保存。完成 apt-fast 的配置。

4.5 安装 Gnome-Session

使用 apt-fast 下载安装 gnome-session 桌面环境。

sudo apt-fast install ubuntu-desktop gnome

打开 .bashrc 文件

nano ~/.bashrc

将这两行粘贴到.bashrc文件末尾：

export DISPLAY=$(cat /etc/resolv.conf | grep nameserver | awk '{print $2}'):0
export LIBGL_ALWAYS_INDIRECT=1

执行以下脚本：

git clone https://github.com/DamionGans/ubuntu-wsl2-systemd-script.git
cd ubuntu-wsl2-systemd-script/
bash ubuntu-wsl2-systemd-script.sh

tanghao@DESKTOP-KL9JBME:~$ git clone https://github.com/DamionGans/ubuntu-wsl2-systemd-script.git
Cloning into 'ubuntu-wsl2-systemd-script'...
remote: Enumerating objects: 121, done.
remote: Counting objects: 100% (39/39), done.
remote: Compressing objects: 100% (11/11), done.
remote: Total 121 (delta 33), reused 29 (delta 28), pack-reused 82
Receiving objects: 100% (121/121), 33.51 KiB | 181.00 KiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (63/63), done.
tanghao@DESKTOP-KL9JBME:~$ cd ubuntu-wsl2-systemd-script/
tanghao@DESKTOP-KL9JBME:~/ubuntu-wsl2-systemd-script$ bash ubuntu-wsl2-systemd-script.sh
Hit:1 https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu focal InRelease
Hit:2 https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu focal-security InRelease
Hit:3 https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu focal-updates InRelease
Hit:4 https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu focal-backports InRelease
Hit:5 http://ppa.launchpad.net/apt-fast/stable/ubuntu focal InRelease
Reading package lists... Done
Selecting previously unselected package daemonize.
(Reading database ... 125395 files and directories currently installed.)
Preparing to unpack .../daemonize_1.7.8-1_amd64.deb ...
Unpacking daemonize (1.7.8-1) ...
Setting up daemonize (1.7.8-1) ...
Processing triggers for man-db (2.9.1-1) ...
'\\wsl$\Ubuntu-20.04\home\tanghao\ubuntu-wsl2-systemd-script'
用作为当前目录的以上路径启动了 CMD.EXE。
UNC 路径不受支持。默认值设为 Windows 目录。

成功: 指定的值已得到保存。
'\\wsl$\Ubuntu-20.04\home\tanghao\ubuntu-wsl2-systemd-script'
用作为当前目录的以上路径启动了 CMD.EXE。
UNC 路径不受支持。默认值设为 Windows 目录。

成功: 指定的值已得到保存。

这个脚本执行成功后，需要重启ubuntu。在 Windows 终端中打开一个新的 PowerShell 窗口并键入：

wsl --shutdown

继续，关闭现有的 ubuntu 选项卡并打开一个新选项卡。

4.6 安装 VcXsrv

X-Windows 显示服务器程序有多种：VcXsrv Windows X Server、Xming、Cygwin X Server。这里选择 VcXsrv，免费开源，在 SourceForget 上评价不错，下载地址为：

https://sourceforge.net/projects/vcxsrv/

打开下载安装好的了 VcXsrv。启动 X server (XLaunch) 并执行以下步骤：

选择One large window，在显示编号（display number）中输入 0。

继续使用默认选择。我们将手动启动客户机。

这一步很重要。确保选中“Disable Access Control（禁用访问控制）”选项，否则我们的 gnome-session 客户端将无法访问Server X。

并在最后一步单击完成。

4.7 启动桌面版 Ubuntu

完成上述步骤后，我们将看到一个黑色窗口，里面没有任何内容。现在将在这个窗口中启动我们的 gnome-session。

转到 Ubuntu 终端并输入，之后每次启动 GNOME 桌面都使用以下命令：

sudo gnome-session

大功告成！

参考博客

Win10 系统安装 Linux 子系统教程(WSL2 + Ubuntu 20.04 + Gnome 桌面）

Windows中WSL2 配置运行GNOME桌面版 Ubuntu

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