Nix flakes中`(import nixpkgs) { ... }`的实现机制问询

1. 为什么import nixpkgs会返回函数？ #

在flake的outputs参数里，nixpkgs是指向nixpkgs仓库的flake派生对象，本质是对仓库根目录的引用。当你执行import nixpkgs时，Nix会自动导入该仓库根目录下的default.nix文件——而这个文件本身就是一个预定义的函数，签名大致如下：

{ system, config ? {}, overlays ? [], ... }:
# 返回包含对应系统包集合、工具库的属性集

这就是import nixpkgs得到函数的原因：你导入的是default.nix的内容，而它本身就是函数，传入system等参数后才会生成具体的包集合pkgs。

2. nixpkgs flake的lib输出是什么？ #

nixpkgs flake的lib是直接导出的预求值完成的属性集，它不需要任何参数就能直接使用（比如nixpkgs.lib.mkDerivation）。这个lib是nixpkgs通用工具函数的集合，和调用import nixpkgs {}后得到的pkgs.lib是同一套代码，但获取路径不同：

• nixpkgs.lib是flake顶层输出的属性，由nixpkgs flake预先构建导出；
• pkgs.lib是调用import nixpkgs返回的函数后，从结果属性集中提取的子属性。

3. import nixpkgs {}与直接使用nixpkgs.lib的区别 #

• 求值范围与性能：
  • import nixpkgs会触发对nixpkgs整个default.nix的求值（Nix惰性求值特性下，仅实际用到的包会被真正构建，但包集合的框架会被求值）；
  • nixpkgs.lib是独立导出的轻量属性集，引用它只会求值lib相关代码，不会触发整个包集合的求值，性能更优。
• 使用场景：
  • 若需要获取特定系统的包（如pkgs.nginx），必须用import nixpkgs { system = "x86_64-linux"; }，因为包集合与系统架构强绑定；
  • 若仅需使用工具函数（如字符串处理、模块定义），直接用nixpkgs.lib更高效，无需传入系统参数。
• 灵活性：
  • import nixpkgs可传入overlays、config等参数，自定义包集合的行为（比如替换某个包的版本）；
  • nixpkgs.lib是固定的预导出内容，无法通过参数修改。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jesse Hallett