LV100-软件包管理

一、软件包

1. 流行的两种软件包管理机制

Debian Linux 首先提出“软件包”的管理机制—— Deb 软件包 。就是将应用程序的二进制文件、配置文档、 man/info 帮助页面等文件合并打包在一个文件中，用户使用软件包管理器直接操作软件包，完成获取、安装、卸载、查询等操作。

Redhat Linux 基于这个理念推出了自己的软件包管理机制—— Rpm 软件包 。

随着 Linux 操作系统规模的不断扩大，系统中软件包间复杂的依赖关系，导致 Linux 用户麻烦不断。所以 Debian Linux 开发出了 APT 软件包管理器 。它可以 检查和修复软件包依赖关系，利用 Internet 网络帮助用户 主动获取软件包。 APT 工具再次促进了 Deb 软件包更为广泛地使用，成为 Debian Linux 的一个无法替代的亮点。

2. 软件包的类型

大概有两种类型，如下表所示：

类型	说明
二进制软件包（ Binary Packages ）	它包含可执行文件、库文件、配置文件、 man/info 页面、版权声明和其它文档。
源码包（ Source Packages ）	包含软件源代码、版本修改说明、构建指令以及编译工具等。先由 tar 工具归档为 .tar.gz 文件，然后再打包成 .dsc 文件。

3. 软件包的命名

一般命名格式如下：

Filename_Version-Reversion_Architecture.deb

【参数说明】

Filename	软件包名称
Version	软件版本
Reversion	修订版本
Architecture	体系架构

例如：

二、包管理工具

常见的软件包管理工具有以下三类：

类别	软件包名称	描述
命令行	dpkg-deb dpkg apt	在命令行模式下完成软件包管理任务。为完成软件包的获取、查询、软件包依赖性检查、安装、卸载等任务，需要使用各自不同的命令
文本窗口界面	dselect aptitude tasksel	在文本窗口模式中，使用窗口和菜单可以完成软件包管理任务
图形界面	synaptic	在 X-Window 图形桌面环境中运行，具有更好的交互性、可读性、易用性等特点

1. dpkg 工具

常用的一些命令如下：

dpkg -i <.deb file_name> # 安装一个在本地文件系统上存在的 Debian 软件包
dpkg -L <package>  # 列出与该包相关联的文件，也可以查看安装包的安装位置 
dpkg -r <package>  # 移除已经安装的软件包，但是保留配置文件
dpkg -P <package>  # 移除已安装的软件包，同时移除配置文件
dpkg -s <package>  # 显出软件包的安装状态, 包含包的详细信息
dpkg -c <package>  # 查看软件包的内容
dpkg -l            # 列出当前系统中已经安装的软件以及软件包的状态

2. APT 管理工具

2.1 apt 是什么？

Advanced Packaging Tool（apt）是 Linux 下的一款安装包管理工具，是一个客户/服务器系统。常用于在 Ubuntu、Debian 和相关 Linux 发行版上安装、更新、删除和管理 deb 软件包。

2.2 工作原理

在 Ubuntu 系统中，使用软件源配置文件 /etc/apt/sources.list 列出最合适访问的镜像站点地址。软件源配置文件只是告知 Ubuntu 系统可以访问的镜像站点地址。但那些镜像站点都拥有什么软件资源并不清楚。若是每安装一个软件包，就在服务器上寻找一边，效率是很低的。因而，就有必要为这些软件资源列个清单（建立索引文件），以便本地主机查询。

• 软件源

根据软件包的开发组织对该软件的支持程度，以及遵从的开源程度，划分为四类：

核心（Main）	官方维护的开源软件，是由 Ubuntu 官方完全支持的软件，包括大多数流行的、稳定的开源软件，是 Ubuntu 默认安装的基本软件包
公共（Universe）	社区维护的开源软件，是由 Ubuntu 社区的计算机爱好者维护的软件。这些软件包没有安全升级的保障。用户在使用时，需要考虑这些软件包存在的不稳定性
受限（Restricted）	官方维护的非开源软件，是专供特殊用途，而且没有自由软件版权，不能直接修改软件，但依然被 Ubuntu 团队支持的软件
多元化（Multiverse）	非 Ubuntu 官方维护的非开源软件，用户使用这些软件包时，需要特别注意版权问题

- 软件源配置文件 /etc/apt/sources.list

/etc/apt/sources.list 本质就是一个普通的文本文件，可以在超级管理员授权下，使用任何文本编辑器进行编辑。在该文件中，添加的软件源镜像站点称为一个配置项，并遵循以下格式：

DebType  AddressType://Hostaddress/Ubuntu  Distribution  Component1  Component2……
# 例如
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted

• 软件包存储位置 /var/cache/apt/archives

/var/cache/apt/archives 中主要 apt-get 命令下载的 deb 软件包；另有一个文件 lock ，随 apt-get 启动而建立，随 apt-get 退出而删除，用以保证同一时间只有一个 apt-get 进程；还有一个文件夹 partial ，用以存放正在下载的软件包（下载完成后会被移动到上一级文件夹）。

• 刷新软件源

修改了配置文件—— /etc/apt/sources.list ，只是告知软件源镜像站点的地址。但那些所指向的镜像站点所具有的软件资源并不清楚，需要将这些资源列个清单，以便本地主机知晓可以申请哪些资源。此时使用使用 apt-get update 命令扫描每一个软件源服务器，并为该服务器所具有软件包资源建立索引文件，存放在本地的 /var/lib/apt/lists/ 目录中。

3. apt 相关命令

3.1 命令格式

在 Ubuntu Linux 中，通常使用 apt-get 命令管理软件包，只需告知软件包名字，就可以自动完成软件包的获取、安装、编译和卸载，以及检查软件包依赖关系。 也经常通过 apt-cache 来查询软件包相关信息。要注意的是大多数的情况需要给管理员权限即要加上 sudo 。

3.1.1 apt-get

sudo apt-get subcommands [option] pkg

参数说明如下：

subcommands	update	下载更新软件包列表信息
	upgrade	将系统中所有软件包升级到最新的版本
	install	下载所需软件包并进行安装配置
	remove	卸载软件包
	autoremove	将不满足依赖关系的软件包自动卸载
	source	下载源码包
	build-dep	为源码包构建所需的编译环境
	dist-upgrade	发布版升级
	dselect-upgrade	根据 dselect 的选择来进行软件包升级
	clean	删除缓存区中所有已下载的包文件
	autoclean	删除缓存区中老版本的己下载的包文件
	check	检查系统中依赖关系的完整性
option	-d	仅下载软件包，而不安装或解压
	-f	修复系统中存在的软件包依赖性问题
	-m	当发现缺少关联软件包时，仍试图继续执行
	-q	将输出作为日志保留，不获取命令执行进度
	--purge	与 remove 子命令一起使用，完全卸载软件包
	-reinstall	与 install 子命令一起使用，重新安装软件包
	-b	在下载完源码包后，编译生成相应的软件包
	-s	不做实际操作，只是模拟命令执行结果
	-y	对所有询问都作肯定的回答，apt-get 不再进行任何提示
	-u	获取已升级的软件包列表
	-h	获取帮助信息
	-v	获取 apt-get 版本号

##### 3.1.2 apt-cache

sudo apt-cache subcommands [option] pkg

参数说明如下：

subcommands	showpkg	获取二进制软件包的常规描述信息
	showsrc	获取源码包的详细描述信息
	show	获取二进制软件包的详细描述信息
	stats	获取软件源的基本统计信息
	search	根据正则表达式检索软件包
	depends	获取该软件包的依赖信息
	rdepends	获取所有依赖于该软件包的软件包
	pkgnames	列出所有已安装软件包的名字
	policy	获取软件包当前的安装状态
option	有 [ -p | -s | - q | - i | - c | -h ] 等, 但是不怎么用，详情可查看手册(man apt-cache)

3.2 常用命令

在使用以下命令时，若提示没有权限，则可以在前边加上 sudo 。

# 修复软件包依赖关系
# 如果由于故障而中断软件安装过程，可能会造成关联的软件包只有部分安装。之后，可能就会发现该软件既不能重装又不能删除，就可以使用以下两条命令。
apt-get check      # 检查软件包依赖关系，检查是否有损坏的依赖
apt-get -f install # 修复依赖关系

# 更新相关命令
apt-get upgrade      # 将系统中的所有软件包一次性升级到最新版本。
apt-get update       # 更新源
apt-get dist-upgrade # 升级系统

# 安装软件包 
apt-get install <package_name>  
# 当用户不小心损坏了已安装的软件包，而需要修复。或者，希望重新安装软件包中某些文件的最新版本，可以重新安装软件包。  
apt-get  --reinstall  install <soft_name>

apt-get source package         # 下载该包的源代码

# 卸载软件包
# 删除一个软件包时，将会连带删除与该软件包有依赖关系的软件包。 
apt-get remove <package_name>         # 不完全卸载
apt-get --purge remove <package_name> # 包括配置文件

# 清理软件包缓冲区
apt-get clean     # 删除全部下载的软件包
apt-get autoclean # 如果希望缓冲区中只保留最新版本的软件包，多余版本全部清除，可使用该命令
apt-get clean && apt-get autoclean # 清理无用的包
apt-get build-dep package          # 安装相关的编译环境

# apt-cache 相关命令
apt-cache show             # 获取包的相关信息，如说明、大小、版本等
apt-cache policy           # 获取软件包安装状态 
apt-cache search package   # 搜索软件包
apt-cache depends package  # 了解使用该包依赖那些包
apt-cache rdepends package # 查看该包被哪些包依赖

4. 更换软件源

4.1 为什么要更换软件源

• 下载速度：默认软件源可能位于国外，导致下载速度缓慢。更换为国内镜像站点可以显著提高下载速度。

• 网络稳定性：某些镜像站点可能在网络连接方面更加稳定，减少下载失败的情况。

• 软件包更新及时性：一些镜像站点会更及时地同步软件包更新，确保获取最新版本。

• 本地化服务：国内镜像站点通常提供更好的本地化支持和服务。

4.2 软件源格式

软件源文件一般位于 /etc/apt/sources.list，下面是一个清华源的示例：

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-backports main restricted universe multiverse

# 以下安全更新软件源包含了官方源与镜像站配置，如有需要可自行修改注释切换
deb http://security.ubuntu.com/ubuntu/ noble-security main restricted universe multiverse
# deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu/ noble-security main restricted universe multiverse

# 预发布软件源，不建议启用
# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-proposed main restricted universe multiverse
# # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-proposed main restricted universe multiverse

前面有提到软件源文件的格式：

deb [选项] <仓库地址> <发行版> <组件1> <组件2> ...

各部分说明如下：

组成部分	示例	含义
deb	deb / deb-src	deb = 二进制包仓库，deb-src = 源码包仓库
仓库地址	https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/	软件包来源的 URL
发行版	noble, noble-updates, noble-backports	Ubuntu 版本代号
组件	main restricted universe multiverse	软件包分类

4.2.1 仓库地址

这个就是软件包来源的地址，常用的一些就是：

http://archive.ubuntu.com/ubuntu/              # ubuntu默认的软件源 
https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/   # 清华源 tuna
https://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/            # 中科大 ustc
https://mirrors.aliyun.com/ubuntu/             # 阿里 aliyun
https://mirrors.cloud.tencent.com/ubuntu/      # 腾讯 tencent

4.2.2 发行版

这个是 Ubuntu 的版本代号，Ubuntu 采用 "形容词 + 动物" 的组合作为版本代号，这个传统从 Ubuntu 6.06 (Dapper Drake) 开始。

• 数字编号：表示发布的"年份.月份"，如 24.04 = 2024年4月发布
• 代号名称：开发阶段的代号，发布后保留作为别名

我们可以通过lsb_release -c命令直接查看版本代号名称，也可以直接从cat /etc/os-release中查找。这里的noble 就是ubuntu的24.04版本：

版本代号	说明
noble	Ubuntu 24.04 (Noble Numbat) 版本
noble-updates	发布后的累积更新/补丁
noble-backports	较旧软件包的新版本（测试用）
noble-security	安全更新补丁（使用官方源）

Tips：需要注意，如果版本名不匹配，可能会导致软件包无法正确安装或更新。

4.2.3 组件

组件前面已经提到过了，这里回顾一下：

• main - 自由开源软件，受官方支持
• restricted - 专有驱动/硬件支持
• community 维护的非官方软件
• multiverse - 闭源/商业软件

4.3 如何更换软件源

方法一：手动编辑 sources.list 文件

• 备份原配置文件：

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.backup

• 编辑 sources.list 文件：

sudo nano /etc/apt/sources.list

• 替换文件内容为新的软件源地址，保存并退出。

• 更新软件源列表：

sudo apt-get update

方法二：使用脚本一键更换

可以使用一些脚本来一键更换软件源，例如：

# 更换为阿里云镜像
sudo sed -i 's/archive.ubuntu.com/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apt/sources.list
sudo sed -i 's/security.ubuntu.com/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apt/sources.list
sudo apt-get update