Microsoft Windows Subsystem for Linux（WSL）とは？Windows上でLinuxバイナリを直接実行する仕組みを解説

著者：Brien Posey｜公開日：2020年11月16日

WSL（Windows Subsystem for Linux）とは

Microsoft Windows Subsystem for Linux（WSL）は、Windows 10上でネイティブな64ビットLinuxバイナリ（ELF64形式）をWindowsカーネル上で直接実行できるようにする、Microsoft製コンポーネント群です。

Windows 10でWSL機能を有効化すると、Linuxのbashシェルを実行して、Windowsカーネル層の上で動作するUbuntuユーザーモードイメージをインストールできます。インストール後は、Ubuntuパッケージリポジトリから各種ソフトウェアを実行したり、grep・sed・awkといった定番のLinuxコマンドラインユーティリティを使いこなしたり、Linuxファイルシステム内を操作したり、CLIツールでスクリプトを実行したりすることが可能になります。

WSLのアーキテクチャ

WSLは、Linuxインスタンスを管理するユーザーモードのセッションマネージャーサービス、Linuxシステムコールを処理する最小限のPicoプロセス、そしてLinuxカーネルをエミュレートするPicoドライバーによって構成されています。このアーキテクチャ全体により、LinuxのシステムコールがWindowsカーネルへ渡され、そこで処理される仕組みが実現しています。

WSLはどんな人に向いているのか

WSLは主に、Windows環境で作業するLinux開発者のための機能です。例えば、GitHubなどで公開されているLinuxやオープンソースツールを日常的に利用しながらも、開発や検証用の本格的なLinuxマシンを用意するのが難しいWeb開発者が代表例として挙げられます。WSLがあれば、RubyやPythonといった主要な開発言語や定番のLinuxツールを、Windows上でそのまま活用できます。

WSL 1とWSL 2の違い

Microsoftは、WSL 1と、それより新しいWSL 2という2つのバージョンを提供しています。どちらもWindowsとLinuxの統合を実現し、軽量かつ高速な起動が特長です。また、VMwareやOracle VM VirtualBoxといったサードパーティ製ハイパーバイザーとも共存して動作します。

両者の大きな違いのひとつは、WSL 2が管理型の仮想マシン（VM）上で動作する点です。VMの管理は自動化されているため、IT担当者が仮想マシン特有の設定や運用作業を気にかける必要はありません。

もうひとつの重要な違いは、WSL 2が完全なLinuxカーネルを実行する点です。このカーネルはMicrosoftが独自に構築したもので、Windows Updateを通じて常に最新の状態に保たれます。

Microsoftは通常、WSL 2の利用を推奨しています。WSL 1よりも高いパフォーマンスを発揮し、システムコール互換性が100%であるため、Dockerなどのアプリケーションも問題なく動作するからです。ただし、プロジェクトをWindowsファイルシステム上に配置する必要がある場合や、WindowsとLinux両方のツールを使ったクロスコンパイルが求められるケースでは、引き続きWSL 1を選択することになります。

WSLに関するよくある質問（FAQ）

Q. VM上のLinuxではなく、なぜWSLを使うべきなのか？

LinuxはVM経由でもWindows上で実行できますが、WSLには2つのメリットがあります。第一に、本格的なVMと比較して、CPU・メモリ・ストレージといったリソースのオーバーヘッドが大幅に少ないこと。第二に、Windows環境とLinux環境を同時に稼働できるため、開発者は同一のファイルに対してWindowsアプリケーションとLinuxユーティリティの双方を柔軟に使い分けられることです。

Q. WSLには制限事項はあるのか？

WSLにはいくつかの制限があります。まず、すべてのLinuxアプリケーションをサポートしているわけではなく、あくまでもbashおよび主要なLinuxコマンドラインユーティリティを扱うためのツールとして設計されています。記事公開時点では、GnomeやK Desktop Environment（KDE）といったLinuxのGUI環境はサポート対象外でした（※その後のWindows 11のWSL 2ではGUIアプリの実行が可能になるなど、対応範囲は拡大しています）。また、当初はUbuntuディストリビューションのみがサポート対象でしたが、現在ではDebian、openSUSE、Kali Linuxなど複数のディストリビューションをMicrosoft Storeから導入できます。

さらに、公開当時のWSLはWindows 10専用で、Windows Serverでは利用できませんでした（※現在では新しいバージョンのWindows Serverでも利用可能です）。WSLはRedisなどの一部のLinuxサーバーアプリケーションを実行できますが、本格的なLinuxサーバーアプリケーションのホスティングを目的としたものではありません。

Q. WSLがサポートするファイルシステムは？

WSLは2つのファイルシステムを採用し、Linuxのファイル規約をサポートしつつ、Windowsファイルとの相互運用性を実現しています。ひとつは「VolFs」と呼ばれるファイルシステムで、Linuxのアクセス権限、他のファイルへのリンク、Windowsでは通常受け付けられない文字を含むファイル名、Linuxのディレクトリ構造などをサポートします。ただし、VolFs上のファイルはWindowsアプリケーションとの相互運用性を持ちません。この役割を担うのがもうひとつの「DriveFs」で、有効なWindowsファイル名の保証、Windowsセキュリティの適用、大文字小文字を区別するファイル名のサポートなどを提供します。DriveFsのディレクトリ構造により、ユーザーは同じファイルに対してWindowsツールとLinuxツールのどちらでも自由にアクセスできます。

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