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计算机原理系列

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Linux入门（五）

今天我们的问题是：Linux中编译安装和包管理器安装有什么优势和劣势？

在 Linux 上安装程序大概有 2 种思路：

• 直接编译源代码；
• 使用包管理器。

1.包管理器使用

Linux下的应用程序多数以软件包的形式发布，用户拿到对应的包之后，使用包管理器进行安装。说到包管理器，就要提到dpkg和rpm。

我们先说说包。 Linux下两大主流的包就是rpm和dpkg。

• dpkg（debian package），是linux一个主流的社区分支开发出来的。社区就是开源社区，有很多世界顶级的程序员会在社区贡献代码，比如github。一般衍生于debian的Linux版本都支持dpkg，比如ubuntu。
• rpm（redhatpackage manager）。就是RedHat公司也有自己的Linux，就叫作
  RedHat。RedHat系比较重要的Linux有RedHat/Fedora等。

无论是dpkg还是rpm都抽象了自己的包格式，就是以.dpkg或者.rpm结尾的文件。

dpkg和rpm也都提供了类似的能力：

• 查询是否已经安装了某个软件包；
• 查询目前安装了什么软件包；
• 给定一个软件包，进行安装；
• 删除一个安装好的软件包。

关于dpkg和rpm的具体用法，大家可以用man进行学习。接下来我们聊聊yum和apt。

2.自动依赖管理

Linux是一个开源生态，因此工具非常多。工具在给用户使用之前，需要先打成dpkg或者rpm包。 有的时候一个包会依赖很多其他的包，而dpkg和rpm不会对这种情况进行管理，有时候为了装一个包需要先装十几个依赖的包，所以现在多数情况都在用yum和apt。

yum
你可能会说，我不用yum也不用apt，我只用docker。首先给你一个赞，然后如果你做docker镜像，那么还是要用到yum和apt，因此还是有必要了解一下。

yum的全名是Yellodog Updator，Modified。它是基于Yellodog Updator这款软件修改而来的一个工具。yum是Python开发的，提供的是rpm包，因此只有redhat系的 Linux。yum的主要能力就是帮你解决下载和依赖两个问题。

• 下载的问题，是因为Linux生态非常庞大，有时候用户不知道该去哪里下载一款工具。比如用户想安装vim，只需要输入sudo yum install vim就可以安装了。yum的服务器收集了很多linux软件，因此yum会帮助用户找到vim的包。
• 帮助用户解决了很多依赖问题，假如安装一个软件依赖了10个其他的软件，yum会把这11个软件一次性的装好。

apt
接下来我们聊聊apt，apt全名是Advanced Packaging Tools，是一个debian及其衍生 Linux 系统下的包管理器。由于advanced是相对于dpkg而言的，因此它也能够提供和yum类似的下载和依赖管理能力。

3.编译安装 Nginx

接下来我们说说编译安装Nginx，是一个的Web服务器。 主要目的是解决同一个互联网节点同时进入大量并发请求的问题。注意，大量并发请求不是大量QPS的意思，QPS是吞吐量大，需要快速响应，而高并发时则需要合理安排任务调度。现在基本上国内大厂的Web服务器都是基于Nginx，只不过有的可能进行了特殊的修改，比如淘宝用Tengine。

下面我们再来看看源码安装，在Linux上获取nginx源码，可以去搜索Nginx官方网站：https://nginx.org/en/download.html，一般都会提供源码包。

如上图所示，可以看到nginx-1.18.0的网址是：https://nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz。然后我们用wget去下载这个包。wget是GNU项目下的下载工具，GNU是早期unix项目的一个变种。linux下很多工具都是从unix继承来的，这就是开源的好处，很多工具不用再次开发了。所以很难想象windows下的命令工具可以在linux下用，但是linux下的工具却可以在任何系统中用。 所以linux下面的工具发展速度很快，如今已成为最受欢迎的服务器操作系统。

当然也有同学的机器上没有wget，那么你可以用apt安装一下。

第一步：下载源码。我们使用wget下载nginx源码包：

第二步：解压。我们解压下载好的nginx源码包。

用ls发现包已经存在了，然后使用tar命令解压。

tar是用来打包和解压用的。之所以叫作tar是有一些历史原因：t代表tape（磁带）；ar是archive（档案）。

• -x代表 extract（提取）。
• -z代表gzip，也就是解压gz类型的文件。
• -v代表 verbose（显示细节），如果你不输入-v，就不会打印解压过程了。
• -f代表 file，这里指的是要操作文件，而不是磁带。

所以tar解压通常带有x和f，打包通常是c就是 create 的意思。

第三步：配置和解决依赖。解压完，我们进入nginx的目录看一看。 如下图所示：

可以看到一个叫作configure的文件是绿色的，也就是可执行文件。然后我们执行configure文件进行配置，这个配置文件来自一款叫作autoconf的工具，也是GNU项目下的，说白了就是bash（Bourne Shell）下的安装打包工具（就是个安装程序）。这个安装程序支持很多配置，你可以用./configure --help看到所有的配置项，如下图所示：

这里有几个非常重要的配置项，叫作prefix。prefix配置项决定了软件的安装目录。如果不配置这个配置项，就会使用默认的安装目录。sbin-path决定了nginx的可执行文件的位置。conf-path决定了nginx配置文件的位置。我们都使用默认，然后执行./configure，如下图所示：

autoconf进行依赖检查的时候，报了一个错误，cc没有找到。这是因为机器上没有安装gcc工具，gcc是工具套件，全名是GNU Compiler Collection——里面涵盖了包括 c/c++在内的多门语言的编译器。

我们用包管理器，安装gcc，如下图所示。安装gcc通常是安装build-essential这个包。

安装完成之后，再执行./configure，我们看到配置程序开始执行。但是最终报了一个错误，如下图所示：

报错的内容是，nginx的HTTP rewrite模块，需要PCRE库。PCRE是perl语言的兼容正则表达式库。perl语言一直以支持原生正则表达式，而受到广大编程爱好者的喜爱。接下来我们开始安装PCRE。终于配置成功了。

第四步：编译和安装。通常配置完之后，我们输入make && sudo make install进行编译和安装。make是linux下面一个强大的构建工具。autoconf也就是./configure会在当前目录下生成一个 MakeFile文件。make会根据MakeFile文件编译整个项目。编译完成后，能够形成和当前操作系统以及CPU指令集兼容的二进制可执行文件。然后再用make install安装。&&符号代表执行完make再去执行make installl。

编译这个非常慢的活。等待了差不多1分钟，终于结束了。nginx被安装到了/usr/local/nginx中，如果需要让nginx全局执行，可以设置一个软连接到/usr/local/bin，具体如下：

ln -sf /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/nginx

4.为什么会有编译安装？

了解完整个编译安装Ngnix过程后，思考一下，为什么会有编译安装这么复杂的事情。

原来使用C/C++写的程序存在一个交叉编译的问题。就是写一次程序，在很多个平台执行。而不同指令集的CPU指令，还有操作系统的可执行文件格式是不同的。因此这里有非常多的现实问题需要解决。一般是由操作系统的提供方，比如RedHat来牵头解决这些问题。你可以用apt等工具提供给用户已经编译好的包。apt会自动根据用户的平台类型选择不同的包。

但如果某个包没有在平台侧注册，也没有提供某个Linux平台的软件包，我们就需要回退到编译安装，通过源代码直接在某个平台安装。

5.总结

这次我们学习了解了在Linux上安装软件，简要介绍了dpkg和rpm，然后介绍了能够解决依赖和帮助用户下载的yum和apt。重点带你使用了apt，在这个过程中看到了强大的包管理机制，今天的maven、npm、pip都继承了这样一个特性。

回到开始的题目：编译安装和包管理安装有什么优势和劣势了吗？

【解析】 包管理安装很方便，但是有两点劣势。

• 第一点是需要提前将包编译好，因此有一个发布的过程，如果某个包没有发布版本，或者在某个平台上找不到对应的发布版本，就需要编译安装。
• 第二点就是如果一个软件的定制程度很高，可能会在编译阶段传入参数，比如利用configure传入配置参数，这种时候就需要编译安装。