如何选择和使用 MSYS2 的不同环境

MSYS2 版本列表包含了 Clang 和 UCRT64，提供了更多现代化的工具链选择。我将详细讲解各自的用法，并说明 Windows 10 环境下的最佳选择。

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MSYS2 详细使用教程：在 Windows 上构建你的开发利器

MSYS2 是一个在 Windows 上提供类 Unix 开发环境的集合，它允许你轻松地构建、安装和运行原生 Windows 软件。通过强大的包管理器 Pacman，它能让你体验到类似 Arch Linux 的便捷性。

一、安装与初步设置

安装和首次更新必各执行 pacman -Syu 一次，也就是说共执行 2 次该命令，确保系统完全更新。

二、MSYS2 终端环境概览

MSYS2 提供了多个不同的终端环境，它们的核心区别在于 PATH 环境变量的配置，从而决定了默认使用的编译器、库以及可执行文件的查找顺序。理解这些差异对于选择正确的开发环境至关重要。

1. MSYS (MSYS2 MSYS)

   • 环境特点： 这是最基础的 MSYS2 环境，其 PATH 环境变量主要包含了 MSYS2 自身维护的工具链（位于 msys64\usr\bin）。这些工具大部分是从 Cygwin 项目移植而来，用于模拟类 Unix 环境。它使用的编译器和库也是 MSYS2/Cygwin 风格的，它们生成的程序可能依赖于 msys-2.0.dll 动态链接库。
   • 编译器/工具链： 不包含原生 Windows 的 MinGW-w64 或 Clang 工具链。
   • 主要用途：
     • 管理 MSYS2 自身： 这是执行 pacman 命令（例如 pacman -Syu 更新系统、安装 Pacman 自身的包等）的推荐环境。
     • 运行类 Unix 脚本和工具： 如果你需要运行那些在 Windows 上没有原生版本，但又不想依赖 MinGW-w64 或 Clang 编译出的原生 Windows 程序的脚本或工具，这里是你的选择。
   • 总结： 这是一个“内部”环境，主要用于维护 MSYS2 系统本身。

2. MINGW64 (MSYS2 MINGW64)

   • 环境特点： 这是 构建原生 64 位 Windows 应用程序的传统首选环境。其 PATH 环境变量被配置为优先查找 msys64\mingw64\bin 目录下的工具。这个目录下包含了 MinGW-w64 项目提供的 GCC 编译器套件（例如 gcc.exe, g++.exe）以及其他原生 Windows 工具。这些工具编译出的程序是完全原生的 Windows 可执行文件（.exe）或动态链接库（.dll），不依赖于 msys-2.0.dll。
   • 编译器/工具链： MinGW-w64 GCC (64位)。
   • 主要用途：
     • 开发 64 位原生 Windows 应用程序： 使用传统的 GCC 工具链编译 C/C++、Fortran 等程序的标准环境。
     • 使用构建系统： 配合 CMake、Meson 等构建系统，可以轻松编译开源项目。
     • 兼容性： 对于一些依赖于 GCC 特定扩展或行为的项目，此环境可能是更好的选择。
   • 总结： 如果你习惯使用 GCC，或项目对 GCC 有特定依赖，这是你的工作重心。

3. UCRT64 (MSYS2 UCRT64)

   • 环境特点： 这是 构建原生 64 位 Windows 应用程序的现代化推荐环境。其 PATH 环境变量被配置为优先查找 msys64\ucrt64\bin 目录下的工具。这个环境的显著特点是其 C 运行时库 (CRT) 使用的是 Windows Universal CRT (UCRT)。UCRT 是 Windows 10 及更高版本上，以及通过更新在旧版 Windows 上可用的现代化 C 运行时库，它提供了更好的兼容性和最新的 C 标准特性。
   • 编译器/工具链： 通常也是 MinGW-w64 GCC (64位)，但链接到 UCRT。
   • 主要用途：
     • 开发现代 64 位原生 Windows 应用程序： 推荐用于新项目，因为它使用最新的 Windows CRT，通常提供更好的兼容性和更小的运行时分发尺寸（UCRT 通常已预装在现代 Windows 系统中）。
     • 与 Visual Studio 编译的组件更好的互操作性： UCRT 是 Visual Studio 2015 及更高版本使用的默认 CRT，因此与用 MSVC 编译的库和应用程序有更好的兼容性。
   • 总结： 对于大多数现代 Windows 10 上的 64 位原生开发，这是新的推荐选项。

4. CLANG64 (MSYS2 CLANG64)

   • 环境特点： 这是 使用 Clang/LLVM 编译器构建原生 64 位 Windows 应用程序的环境。其 PATH 环境变量被配置为优先查找 msys64\clang64\bin 目录下的工具。Clang 是一个优秀的替代编译器，以其快速编译、清晰的错误信息和对 C++ 标准的良好支持而闻名。它也使用 UCRT 作为其 C 运行时库。
   • 编译器/工具链： Clang/LLVM (64位)。
   • 主要用途：
     • 开发 64 位原生 Windows 应用程序，并希望使用 Clang 编译器： 如果你偏爱 Clang 的特性，或者你的项目需要 Clang 来构建。
     • 代码分析和工具链： Clang/LLVM 生态系统提供了丰富的代码分析工具（如 Clang-Tidy, Clang-Format）和更强大的优化能力。
   • 总结： 喜欢 Clang 或需要其特定优势的开发者的选择。

5. CLANGARM64 (MSYS2 CLANGARM64)

   • 环境特点： 这是 使用 Clang/LLVM 编译器为 ARM64 架构构建原生 Windows 应用程序的环境。其 PATH 环境变量被配置为优先查找 msys64\clangarm64\bin 目录下的工具。
   • 编译器/工具链： Clang/LLVM (针对 ARM64 架构)。
   • 主要用途：
     • 为 Windows on ARM 设备开发应用程序： 如果你需要为 Surface Pro X 或其他基于 ARM 处理器的 Windows 设备编译原生应用程序，这就是你的选择。
   • 总结： 非常小众，仅针对 ARM64 Windows 平台的开发。

Windows 10 环境下的最佳选择

在当前的 Windows 10 环境下，最佳的选择通常是使用 MSYS2 UCRT64 终端。

理由如下：

1. 现代化与兼容性： UCRT 是 Windows 10 及更高版本上的标准 C 运行时库。使用 UCRT 编译的程序在现代 Windows 系统上具有更好的兼容性，且运行时依赖更少（因为 UCRT 通常已作为系统组件存在）。与 MinGW-w64 (默认链接到 msvcrt.dll) 相比，UCRT64 提供了更接近 Visual Studio 的开发体验和更好的互操作性。
2. 普遍适用性： 对于大多数新的 64 位 Windows 应用程序开发，UCRT64 是一个健壮且推荐的工具链。
3. 未来趋势： 随着 Windows 操作系统和开发工具的演进，使用 UCRT 作为运行时库是越来越推荐的方式。

什么时候可能需要使用其他终端？

• MSYS2 MINGW64：
  • 如果你有遗留项目或特定的第三方库，它们可能更倾向于或只能使用传统的 MinGW-w64 GCC 工具链（即链接到 msvcrt.dll）。
  • 习惯于旧版 MSYS2 的用户，或者项目明确要求使用此环境。
• MSYS2 CLANG64：
  • 如果你明确希望使用 Clang/LLVM 编译器。Clang 通常提供更快的编译速度、更清晰的诊断信息和更强大的代码分析工具（如 Clang-Tidy）。对于 C++11/14/17/20 等新标准的支持也非常好。
  • 如果你正在处理的代码库需要 Clang 特有的语言扩展或优化。
• MSYS2 MSYS：
  • 当你需要对 MSYS2 本身进行系统维护（例如，通过 pacman -Syu 更新核心组件，尽管这个操作在 UCRT64/MINGW64 终端中也可以发起，然后 Pacman 会自动切换到正确的环境来执行核心组件的更新）。
  • 如果你需要运行一些纯粹的类 Unix 命令行工具或脚本，它们可能不是为了生成原生 Windows 可执行文件而设计的。
• MSYS2 CLANGARM64：
  • 只有当你明确目标平台是 ARM64 架构的 Windows 设备时才需要。这是一个非常具体的用途。

简而言之：

• 大多数用户和新项目： MSYS2 UCRT64 (如果你是 C/C++ 开发者，这通常是最佳起点)。
• 偏爱 Clang 编译器： MSYS2 CLANG64。
• 遗留项目或特定 GCC 依赖： MSYS2 MINGW64。
• 系统维护： MSYS2 MSYS (但在其他终端中执行 pacman -Syu 通常也足够)。
• ARM64 开发： MSYS2 CLANGARM64。