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在 windows 操作系统中，我们要想安装某个软件的时候，只要点开相应的 exe 文件，一直按 “下一步”， 最后点 “完成”，这样就可以在我们电脑上使用这个软件了。前面我们也提到过，Ubuntu 提供了一个软件商店， 虽然它也可以提供软件的下载，并且能够自动安装，但是有些软件并不一定能够在里面搜索得到， 那只能以源码的方式来安装软件。采用源码的安装方式， 都需要检测当前的系统环境，设置编译的参数，如加入 / 剔除某个模块等，这样的安装方式就显得非常的繁琐。
软件包与包管理工具
目前，大多数类 Unix 操作系统都提供了一种中心化的机制用来搜索和安装软件， 软件开发者先在固定的硬件平台上将需要安装或升级的软件编译好， 然后再将软件的所有相关的文件打包存放在公开的服务器中。用户想要安装某个软件时，通过包的形式进行分发， 包提供了操作系统的基本组件，以及共享的库、应用程序、服务和文档，当用户需要时， 可以运行特定的指令来安装。负责这部分工作内容的工具被称为包管理工具， 包管理工具除了安装软件外，它还负责更新已经安装的包。
在 Linux 操作系统中，最常见的两种包分别是 deb 和 rpm。
deb 包、dpkg 及 apt
在 Debian、Ubuntu 等 Linux 发行版中，通常使用 deb（debian）形式的软件包，如下图是 Vim 软件的 deb 安装包。
若下载了 deb 软件包，可使用如下命令进行安装，其中 xxxx.deb 为要安装的软件包的名字：
# 使用dpkg手动安装deb包的命令 sudo dpkg -i xxxx.deb |
命令中的 dpkg（Debian Packager）是 Debian 专门开发的包管理工具，它可以用来安装、更新和移除软件， 安装时它需要使用 deb 类型的软件包。
dpkg 是一个底层的包管理工具，主要用于对已下载到本地和已经安装的软件包进行管理。 在它之上的 apt（Advanced Package Tool）包管理工具，其功能则更加丰富和方便使用， 使用 apt 能够自动从互联网的软件仓库中搜索、安装、升级、卸载软件，它会咨询软件仓库， 并能安装软件时的模块及依赖问题。
如果是使用 apt 工具安装某个软件，直接使用如下命令即可，它会自动下载并安装软件：
概括起来可以这么理解，deb 是软件包，dpkg 是手动安装工具，apt 是自动安装工具。
rpm 包、rpm 及 yum
类似地，在 RedHat，Fedora，Centos 等派系的 Linux 发行版中， 通常使用 rpm（RedHat Package Manager) 形式的软件包，下图是 Vim 软件的 rpm 安装包。
若下载了 rpm 软件包，可使用如下命令进行安装，其中 xxxx.rpm 为要安装的软件包的名字：
命令中的 rpm 与 dpkg 的功能类似，同样是主要用于对已下载到本地和已经安装的软件包进行管理。 在它之上的 yum（Yellow dog Updater, Modified）包管理工具，功能与 apt 工具类似， 它会咨询软件仓库，并能安装软件时的模块及依赖问题。
使用 yum 安装软件的命令如下，同样地，它会自动下载并完成安装：
关于这些软件包和工具，总结如下表：
表 软件包和工具
Debian 派系发行版 | Redhat 派系发行版 | |
|---|---|---|
软件包 | deb | rpm |
基础包管理工具 | dpkg | rpm |
上层包管理工具 | apt | yum |
apt 工具的使用
本书使用的 Linux 发行版是 Ubuntu，对应的包管理工具就是 apt 工具，apt 包管理工具包含了如下内容：
-
apt-get 工具：主要负责软件包的的安装、卸载以及更新等事务。
-
apt-cache 工具：用于查询软件包的相关信息。
-
apt-config 工具：用于配置所有 apt 工具。
apt-get 安装与删除软件包
apt-get install
使用 apt-get 工具安装程序的时候，需要你知道应用程序的名字。具体的命令语法：
sudo apt-get install 软件包名 |
apt-get install 会扫描本地存放的软件包更新列表 / var/lib/apt/lists/，找到最新版本的软件包， 然后检查软件包依赖关系，找到支持该软件正常运行的所有软件包，并从镜像源地址中下载所需的软件包， 最后解压软件包，自动完成应用程序的安装和配置。
下面带大家来安装一个有趣的命令：sl。运行该命令之后，你的终端里会出现一辆火车在跑，执行以下命令：
可以看到终端会输出很多信息，下面我们把输出信息拆分成三块进行讲解：
上图中的输出信息，apt-get install 正读取软件包列表，并且检查软件包的依赖关系，并且列出了所有的依赖文件。
上图则是 apt-get install 从镜像源 cn.archive.ubuntu.com/ubuntu 中下载所需要的软件， 并且自动解压，完成安装的整个过程。
运行刚刚安装的软件，在终端输入命令：sl，就可以看到下图的画面。
apt-get remove
讲了如何安装软件，自然也要知道如何卸载一个软件，具体的命令语法如下：
在执行命令之后，终端会提示是否继续执行删除操作，输入 “Y” 的话，该软件就和你彻底说拜拜了， 输入 “n” 的话，则会终止当前的删除操作。
apt-cache 查询软件包信息
apt-cache 是 Ubuntu 的另一个 APT 软件包管理工具。通过 apt-cache 工具 配合对应的子命令，可以实现查找，显示软件包信息及包依赖关系等功能，见下表。
表 apt-cache 工具
命令 | 作用 |
|---|---|
apt-cache showsrc 软件包名 | 显示软件包的相关信息，如版本信息，依赖关系等 |
apt-cache search 软件包名 | 按关键字查找软件包 |
apt-cache depends 软件包名 | 显示该软件包的依赖关系信息 |
apt-cache rdepends 软件包名 | 显示所有依赖于该软件包的软件包名字 |
apt-cache show 软件包名 | 显示指定软件包的信息，如版本号，依赖关系等. |
apt-cache pkgnames | 显示所有软件包的名字 |
apt-cache policy 软件包名 | 显示软件包的安装状态 |
例如，可通过如下命令搜索支持 ifconfig 命令的软件包：
apt-cache search ifconfig |
APT 包管理工具还包括 apt-config 工具，用于配置所有的 APT 工具，但是我们基本上接触不到。 因此，我们只需要重点掌握 apt-get 工具的用法，对于 apt-cache 的话，我们只需要大概了解即可。 实际上，Ubuntu 开发团队也发现了这个问题，并且给出了有效的解决方法： 直接使用 apt 命令不区分地调用这几个工具的功能。这里的 apt 命令和 APT 包管理工具是完全不同的两个东西， 请不要混淆了，下面我们对 apt 命令进行详细说明。
直接使用 apt 命令
在前面介绍命令 “apt-get install” 时，已经为大家演示了如何安装软件。 下面的模拟我们在使用 Linux 时经常会遇到的情况。现在我们执行下面的命令：
终端会告诉你，找不到这个 vim 命令，并告诉你可以用它说明里提供命令来安装软件，如下图所示。 Linux 的终端往往会输出一些有利于我们解决问题的信息。 这类似 Windows 偶尔弹出一个对话框来告诉用户解决方法。因此，在今后的学习中，遇到问题， 应该多关注终端的输出信息，说不定里面暗含着解决之道。
不知道有没有细心的读者发现，此处 Linux 给出的解决方案是 “apt install vim” 而不是“apt-get install vim”。 实际上，在 Ubuntu 16.04 中就引入了 apt 命令，并且越来越多 Linux 发行版也开始鼓励用户使用 apt 而不是 apt-get。 前面我们提到，apt-cache、apt-config 等命令包含众多了功能，但对于 Linux 用户来说可能永远都不会使用到。 apt 命令出现就是为了解决上述的问题，它包括了 apt-get 命令使用最广泛的功能选项， 还包含了 apt-cache 和 apt-config 等命令中很少用到的功能， 也就是说 apt 是集 apt-get、apt-cache 和 apt-config 各工具之所长的工具。 不仅如此，使用 apt 命令安装或删除程序时，会有进度条显示当前的进度。
表 apt 命令
命令 | 作用 |
|---|---|
apt install 软件包名 | 安装指定的软件包 |
apt remove 软件包名 | 卸载指定的软件包 |
apt update | 更新软件源列表 |
apt search 软件包名 | 根据关键字搜索对应的软件包 |
apt show 软件包名 | 显示软件包的相关信息 |
apt list | 根据名称列出所有的软件包 |
上表中列出了部分常用的 apt 命令，可以看到 apt 命令比 APT 包管理工具更加精简， 更能满足用户的需求。用通俗一点的话讲，就是别人需要三个工具才能搞定的事情， 我只需要一个 apt 命令，如原来的 apt-get install 命令改成 apt install 同样也可以完成软件的安装。
我们输入命令：
之后，会提示你输入密码，接着便开始下载，安装软件了。软件安装完成之后，再执行命令 Vim， 终端就不会再报错了，这时候就可以使用我们的 Vim 编辑软件，软件界面如 下图所示。
对于没有用过 Vim 的用户，如果你在 Vim 上尝试折腾一翻后， 可能会出现各种情况， 如进入到了 Vim 的编辑模式，输入了些内容，但不知道如何保存或退出， 这些我们将在 《使用 gedit、VS Code 以及 Vim 编辑器》 章节中介绍， 现在我们直接点击终端右上角的关闭按钮或 “Ctrl”+“z” 强制退出即可。
软件源及其修改
常用镜像站
使用 apt-get install 安装软件时，可注意到它是从 Ubuntu 官方源地址下载的， 但 Ubuntu 默认官方的软件仓库都设置在国外，这种情况下经常出现安装更新缓慢甚至下载超时等异常。 实际上，国内有许多第三方软件仓库镜像源，可以从这些国内仓库安装软件工具，加快下载速度。
常用的国内镜像源有：
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清华大学镜像源： mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn
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中国科技大学镜像源： mirrors.ustc.edu.cn
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阿里云镜像源： opsx.alibaba.com/mirror
这些镜像站通常包含非常丰富的软件，以清华大学镜像源的网站为例，见下图， 在其镜像列表中可以找到 ubuntu 的软件源， 点击 ubuntu 右侧的 “？”，还可以查看到如下的帮助说明。
点击镜像站中的 ubuntu 链接，可以看到如下所示的界面。
该页面下的目录 pool 就是各种 Ubuntu 软件存放的位置，点击该地址，可以看到如下所示的内容。
其中有四个目录，分别是 main，multiverse，restricted 以及 universe 四个 “仓库”， 它们主要是依据软件包是否开源来进行划分的：
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main 表示完全开源软件，可以被 Ubuntu 官方完全支持的软件。
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muitiverse 表示非开源软件，不提供任何的支持和补丁。
-
restricted 表示 不完全开源的软件，依然能被 Ubuntu 官方支持的软件，但可能不能提供完全的技术支持。
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universe 表示 Ubuntu 官方不提供支持与补丁，全靠社区支持。
这四个目录中的软件都是按照软件名称的首字母进行分类，极大地方便了我们搜索某个软件，如下所示。 不过，当我们使用时，是直接通过 apt 工具下载的，而不需要自己来到开源镜像站中查找。
修改软件源（图形）
在 Ubuntu 下可直接在 “软件和更新” 的配置中修改软件源，见下图。
在弹出的界面选择 “其他站点”->“mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn”（清华大学镜像源） 或 “mirrors.aliyun.com”（阿里云镜像源）网址，如下图所示。
选择后关闭该窗口它会提示更新源，点击 “重新载入” 即可，见下图。
软件源格式
在后面我们的开发板会提供 Debian 及 Ubuntu 的镜像，但在开发板中修改软件源并没有上述的图形界面这么方便， 我们通常是使用终端去修改软件源配置文件实现的，而且在后期搭建开发环境的时候，也常常需要修改各种配置文件。 本例子在 PC 上进行修改，如果改得不对，还可以通过上面的图形界面修改回来， 所以我们就趁这个机会先熟悉一下修改配置文件的过程吧。 修改配置文件的步骤为：熟悉配置文件的格式 -> 修改配置文件 -> 更新配置。
我们先来了解软件源配置文件的格式，在 Ubunut 下，软件源的配置是记录在文件 / etc/apt/sources.list 中的， 我们可以通过 cat 命令输出该文件的内容，查看自己电脑上的源配置：
cat /etc/apt/sources.list |
/etc/apt/sources.list 文件具有一定的格式如下所示。
官方软件源（/etc/apt/sources.list 节选）
deb http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/ bionic main restricted |
第三方镜像源（以清华大学镜像源为例）
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse |
我们以清华大学提供的镜像源为例，讲解一下 Ubuntu 软件源的格式。
/etc/apt/sources.list 中每一行都代表了一个软件源，每行的软件源描述又可以分为四个部分，见下表。
表 软件源格式
这四部分的说明如下：
-
第一部分，软件包格式。apt 工具下载某个格式的软件包，有 deb 和 deb-src 两种格式。
deb 格式就是所要的软件安装包，而 deb-src 则是对应软件的源代码。因为开源协议， 我们在下载某个软件的同时，也可以下载到某个软件的源代码。
-
第二部分，镜像源地址， apt 工具去什么地方可以下载到我们所需要的软件包。
这个地址可不是什么普通的地址，关于这部分内容后面还会继续介绍。
-
第三部分，Ubuntu 发行版本的版本代号。在本章开篇处，曾提到了包管理工具中的软件都是经过 Linux 开发者在特定的硬件平台上编译成功之后， 发布出来的。因此，同一个软件，在不同的平台上不一定适用，因此，在下载的时候， 千万不能搞错版本，张冠李戴。Ubuntu 中的每个版本都是由一个形容词和一个动物名称组成， 并且形容词和名词的首字母都是一致的。如果当前版本的首字母是 D ，下个版本就要以 E 来起头。
表 Ubuntu 发行版版本代号
版本 | 版本代号 |
|---|---|
12.04 | Precise Pangolin |
14.04 | Trusty Tahr |
16.04 | Xenial Xerus |
18.04 | Bionic Beaver |
上表只列出了 Ubuntu 的 LTS 版本。LTS，是长期支持（Long Term Support）的缩写。Ubuntu 桌面版通常每两年发布一个新的 LTS 版本， 本书使用的 Ubuntu18.04，对应的版本代号为 Bionic Beaver。
- 第四部分，选择要下载的软件包的类型，前面介绍的 main 完全开源软件， restricted 不完全开源的软件， universe Ubuntu 官方不提供支持与补丁的软件，全靠社区支持。muitiverse 非开源软件。
修改软件源（命令行）
下面我们尝试通过修改 / etc/apt/sources.list 文件修改软件源。
建议在修改软件源前，使用如下复制命令对原文件进行备份：
# 复制一份sources.list文件的内容，以sources_bk.list的名字进行备份。 cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources_bk.list |
若修改后使用有问题，使用备份的 / etc/apt/sources_bk.list 覆盖原文件后更新即可。
由于修改 / etc/apt/sources.list 配置文件通常需要管理员权限， 普通用户在图形界面直接双击打开该文件时，Ubuntu 系统自带的编辑器 gedit 只有只读权限，无法修改。 可以在终端中使用 sudo 以管理员的身份运行 gedit，并打开 / etc/apt/sources.list 文件进行修改，命令如下：
sudo gedit /etc/apt/sources.list |
在后面的系统应用中，我们常常需要修改某些系统配置文件，都可以通过这种方式使用 gedit 进行修改， 把命令中的文件名改成目标文件即可。
如果系统没有 gedit 或者没有图形界面，一般直接在终端下使用 Vi/Vim 编辑器进行修改， 不会使用 Vi/Vim 的话，请在学习《使用 Vim 编辑器》的章节后再进行修改。
把前面镜像源使用帮助的 sources.list 文件内容复制替换文件 / etc/apt/sources.list 的原内容，保存后退出即可。
更新软件源
用户一旦修改了软件源配置文件 / etc/apt/sources.list， 需要运行 apt-get update 命令来更新软件源中的所有软件列表。
apt-get update 命令会扫描每一个软件源地址，并为该软件源地址所具有软件包资源建立索引文件， 存放在本地的 / var/lib/apt/lists / 目录下。
我们从上图中可以看到我们上面添加的中国科技大学的镜像源地址， 在 sources.list 文件中选择只下载 main 类型的软件，因此在 apt-get update 的过程中， 也只会去获取 main 类型的软件包。此外，图中的 amd64 是一种 64 位的电脑处理器架构， 又称 “x86-64” 或“x64”；i386 则是作为对 Intel（英特尔）32 位微处理器的统称。
本书的虚拟机使用的 64 位机器，我们打开上图选中的文件，该文件主要记录了所有适用于 am64 架构处理器的软件包。
上图中记录了 gcc-7 软件包的相关信息：
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Package：记录了关于软件的具体名称；
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Architecture：该软件包可以运行的平台架构，常见的有 amd64，i386。Debian 和 Ubuntu 的 Linux 发行版也支持 armhf 架构的处理器。
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Depends：记录了该软件的需要依赖文件，而且还有相应的版本要求。安装 gcc-7 编译器，需要依赖 zlib1g，版本要求高于 1:1.1.4。
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Filename：记录了该软件包位于镜像源的位置，是不是和我们上一节分析的内容一致。
