NixOS 世代管理与垃圾回收

NixOS 中管理 generation（系统世代）主要通过 nixos-rebuild、nix-env 和 nix-collect-garbage 三组命令完成，核心操作是查看、切换、删除、清理，配合 configuration.nix 中的自动维护选项可实现无人值守。以下是维护示例，执行前确认目标 profile 和回滚窗口。

一、Generation 生命周期总览#

flowchart LR
    A["修改 configuration.nix<br/>或 flake.nix"] --> B["nixos-rebuild switch"]
    B --> C["生成新 Generation<br/>旧版本保留在 /nix/store"]
    C --> D{系统是否正常?}
    D -- 正常 --> E["继续使用"]
    D -- 异常 --> F["nixos-rebuild switch --rollback<br/>或 GRUB 菜单选择旧世代"]
    F --> E
    E --> G["定期清理旧世代<br/>nix-collect-garbage"]
    G --> H["nix-store --gc<br/>回收未引用的 store 对象"]

switch/boot 更新系统 profile 时可以记录新 generation；仅 build 或 test 不等于建立新的系统 profile 世代，旧 generation 通常保留，直到手动或自动维护删除；能否回滚取决于保留的 profile 和产物；只有显式删除 generation 并执行垃圾回收后，对应的 /nix/store 路径才会被真正释放。

二、常用命令速查表#

提示：nix-collect-garbage -d 相当于先对工具找到的 profiles 执行 nix-env --delete-generations old，再执行 nix-store --gc，执行后将无法回滚到已被删除的世代。

三、清理 /nix/store 空间#

1. 标准两步清理流程

# 第一步：删除 14 天前的系统世代
sudo nix-env --delete-generations --profile /nix/var/nix/profiles/system 14d
# 第二步：只回收未引用的 store 对象，不再扩大历史删除范围
sudo nix-store --gc

此流程将历史删除范围限定在指定系统 profile，先删世代再 GC，否则被世代引用的包不会被回收。

2. 优化存储（硬链接去重）

sudo nix-store --optimise

对相同的 store 文件内容进行硬链接去重，节省量取决于重复内容，可配合 GC 定期执行。

四、在 configuration.nix 中配置自动维护#

把这些选项写进 /etc/nixos/configuration.nix，rebuild 后即可实现自动清理，无需手动跑命令：

{ config, pkgs, ... }:
{
  # 限制 GRUB 启动菜单中保留的世代数量（建议 10-20）
  boot.loader.grub.configurationLimit = 20;
  # 自动垃圾回收
  nix.gc = {
    automatic = true;
    dates = "weekly";              # 每周执行，也可用 "03:30" 指定时间
    options = "--delete-older-than 30d";  # 只删 30 天前的世代
  };
  # 自动优化存储（硬链接去重）
  nix.settings.auto-optimise-store = true;
  # 设置构建时尝试自动 GC 的可用空间阈值（不是 store 容量硬限制）
  nix.extraOptions = ''
    min-free = ${toString (5 * 1024 * 1024 * 1024)}
    max-free = ${toString (10 * 1024 * 1024 * 1024)}
  '';
}

nix.gc.automatic 是官方推荐做法，可以避免 /nix/store 无限膨胀；boot.loader.grub.configurationLimit 则从源头限制 GRUB 菜单条目数量，避免启动列表过长。

五、进阶技巧#

1. 用 nh 简化操作

nh（nix helper）是社区流行的封装工具，提供 nh os switch、nh os generations 等更友好的命令，并能在 rebuild 后显示配置 diff。

2. 新一代 nix 命令

新 CLI 提供用 nix profile 系列命令管理世代：

sudo nix profile history --profile /nix/var/nix/profiles/system          # 查看历史
sudo nix profile wipe-history --profile /nix/var/nix/profiles/system --older-than 7d  # 清理 7 天前

社区配置仓库中常见这种写法。

3. 系统无法启动时的回滚

即使系统进不去桌面，NixOS 默认在 GRUB 菜单保留 "NixOS - All configurations" 子菜单，列出未删除且在启动菜单保留范围内的历史世代，直接选择即可回到上一个可用状态；这是最后一道保险。

4. 安全清理建议

• 执行 nix-collect-garbage -d 前确认当前世代稳定，因为删除后无法回滚。
• 生产服务器建议用 --delete-older-than 30d 而非 -d，保留一段时间的回滚窗口。
• 大版本升级后先验证运行和回滚方案，再按保留策略清理；菜单条目限制不会自动删除 profile 历史或释放全部 store 空间。

把上述命令和配置组合起来，基本能覆盖从日常回滚到长期磁盘维护的全部场景：nixos-rebuild list-generations 看状态、--rollback 救急、nix-collect-garbage --delete-older-than 定期清，再配 nix.gc.automatic 自动兜底。