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macOS Sonoma 虚拟化：可调整显示、状态保存与网络块设备

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2023年6月5日

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一句话判断

Virtualization 框架在 macOS Sonoma 中支持运行时调整虚拟机分辨率、保存/恢复虚拟机状态、网络块设备和 NVMe 控制器——虚拟 Mac 终于像原生 App 一样好用了。

这场 Session 讲了什么

Scott 从虚拟化团队出发，介绍了 macOS Sonoma 中 Virtualization 框架的三方面更新：

可调整显示。VZVirtualMachineView 新增 automaticallyReconfiguresDisplay 属性，设为 true 后虚拟机分辨率会随窗口大小动态调整。之前虚拟机屏幕尺寸是固定的，最大化窗口只能看到黑边。

保存和恢复虚拟机状态。saveMachineState API 将运行中的虚拟机序列化到文件。恢复时用 restoreMachineState 从文件还原。保存文件是硬件加密的——其他 Mac 或用户账号无法读取。可以用来暂停工作稍后继续、创建备份快照、或回滚到之前的状态。

存储和输入配置。网络块设备（NBD）允许虚拟机的存储设备挂载到远程服务器，支持自定义 I/O（特殊镜像格式、物理驱动器）。NVMe 控制器作为 virtio block device 的替代方案。Mac 键盘映射将 Globe 键等 Apple 特殊按键直接传递给虚拟 Mac。

值得深挖的点

保存文件的加密和版本管理。保存文件使用硬件加密，安全性很高。但文件格式有版本号，未来的 macOS 更新可能改变格式。如果保存文件无法恢复，框架会返回特定错误码，你的 App 需要处理这种情况——丢弃文件、冷启动虚拟机。

NBD 的灵活性。存储不再局限于本地磁盘镜像。你可以实现自定义的 NBD 服务器来支持特殊需求（如加密镜像、去重存储），对虚拟机完全透明。

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代码片段

// 可调整显示
let vmView = VZVirtualMachineView()
vmView.automaticallyReconfiguresDisplay = true  // 窗口大小变化时自动调整分辨率
// 保存虚拟机状态
func saveVM(_ virtualMachine: VZVirtualMachine) async throws {
    // 先暂停虚拟机，确保稳定状态
    try await virtualMachine.pause()
    
    // 保存状态到文件
    let saveURL = URL(fileURLWithPath: "/path/to/save.vmstate")
    try await virtualMachine.saveMachineState(to: saveURL)
    
    // 外部资源（磁盘镜像等）需要单独复制
}

// 恢复虚拟机状态
func restoreVM() async throws {
    let config = VZVirtualMachineConfiguration(/* ... */)
    let virtualMachine = VZVirtualMachine(configuration: config)
    
    let saveURL = URL(fileURLWithPath: "/path/to/save.vmstate")
    try await virtualMachine.restoreMachineState(from: saveURL)
    
    // 虚拟机恢复到保存时的状态，可以继续运行
    try await virtualMachine.resume()
}
// 网络块设备（NBD）配置
let nbdURL = URL(string: "nbd://server.example.com:10809/disk1")!
let nbdAttachment = try VZNetworkBlockDeviceStorageDeviceAttachment(
    url: nbdURL,
    timeout: 30,
    isForcedReadOnly: false,
    synchronizationMode: .full
)

let storageDevice = VZVirtioBlockDeviceConfiguration(attachment: nbdAttachment)

// 监控连接状态变化
class NBDDelegate: NSObject, VZNetworkBlockDeviceStorageDeviceAttachmentDelegate {
    func attachmentWasDisconnected(_ attachment: VZNetworkBlockDeviceStorageDeviceAttachment) {
        // 处理断开：暂停虚拟机或重新连接
    }
}

最佳实践

  • 可调整显示应该默认开启，让虚拟机充分利用窗口空间。
  • 保存状态前先暂停虚拟机，确保状态一致性。
  • 处理保存文件格式不兼容的错误——丢弃文件并冷启动。
  • NBD 连接可能随时断开，通过 delegate 监控并做好恢复准备。
  • Mac 键盘映射让虚拟 Mac 的使用体验更接近原生。

还有什么值得关注

  • NVMe 控制器适合需要标准存储接口的 Linux 发行版
  • Rosetta 2 在 Linux 虚拟机中的 x86_64 兼容性今年有提升
  • 保存/恢复功能让虚拟机的使用方式更像普通 Mac App
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