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拓展阅读

本文已完稿并通过审阅,是正式版本。

编译安装

本节1的操作基于 Ubuntu 18.04 操作系统。

除了在正文中提到的几种常见的安装方法外,还有从源代码编译安装这种方法,更多地常见于开源软件中。在一个新的平台上(如 amd64),只要有 GCC 编译器,就可以通过编译,快速地将许多常用的软件(如 x86_64 平台上的软件)移植到新的平台上。当然,这并不能解决一些对特定指令集有依赖的软件的移植。

本文以编译安装 Nginx 软件作为示范。

Nginx 软件简介2

Nginx 是一个异步框架的网页服务器,也可以用作反向代理、负载平衡器和 HTTP 缓存。

Nginx 是免费的开源软件,根据类 BSD 许可证的条款发布。大量 Web 服务器使用 Nginx,通常作为负载均衡器。

安装依赖

在从源代码安装 Nginx 前,需要为它的库安装依赖:

  • PCRE - 用于支持正则表达式。
$ wget https://ftp.pcre.org/pub/pcre/pcre-8.43.tar.gz
$ tar -zxf pcre-8.43.tar.gz
$ cd pcre-8.43
$ ./configure
$ make
$ sudo make install
  • zlib - 用于支持 HTTP 头部压缩。
$ wget https://zlib.net/zlib-1.2.11.tar.gz
$ tar -zxf zlib-1.2.11.tar.gz
$ cd zlib-1.2.11
$ ./configure
$ make
$ sudo make install
  • OpenSSL - 用于支持 HTTPS 协议。
$ wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.1.1c.tar.gz
$ tar -zxf openssl-1.1.1c.tar.gz
$ cd openssl-1.1.1c
$ ./Configure linux-x86_64 --prefix=/usr
$ make
$ sudo make install

在文档中第 4 步使用的是 ./Configure darwin64-x86_64-cc --prefix=/usr,这个是在 macOS 下进行配置时使用的参数,对于在 Ubuntu 64bit 下,需要修改为 linux-x86_64

下载 Nginx 源代码

$ wget https://nginx.org/download/nginx-1.17.6.tar.gz
$ tar zxf nginx-1.17.6.tar.gz
$ cd nginx-1.17.6

使用源代码安装

配置编译选项

$ ./configure \
--sbin-path=/usr/local/nginx/nginx \
--conf-path=/usr/local/nginx/nginx.conf \
--pid-path=/usr/local/nginx/nginx.pid \
--with-http_ssl_module \
--with-stream \
--with-pcre=../pcre-8.43 \
--with-zlib=../zlib-1.2.11 \
--without-http_empty_gif_module

分解长命令

使用 \ 符号将一行长命令分解为多行书写,便于阅读。

编译并安装

$ make
$ sudo make install

总结

从 Nginx 的源代码编译安装可以看出,无论是它的依赖还是主程序,主要过程均经历如下几个步骤:

  1. 使用 wget 等命令来下载源代码(通常是压缩包),并使用 tar 等命令对其解压。

    有关 wget 的知识将会在本书第六章进行详细阐述。

  2. 执行 ./configure 命令运行 configure 脚本。

    configure 脚本为了让一个程序能够在各种不同类型的机器上运行而设计的。在使用 make 编译源代码之前,configure 会根据自己所依赖的库而在目标机器上进行匹配。configure 文件一般为可执行文件(与权限位有关的将在第五章讲述)。

    configure 脚本可以根据所在的系统环境生成相对应的 Makefile 文件,例如自动处理 GCC 版本、判断特定的函数是否在当前系统上可用、确定相应依赖头文件的位置、并对缺少的依赖库进行报错。

    在执行 configure 脚本时,可以传递相对应的参数达到生成不同的 Makefile 文件的目的。

    configure 脚本的参数

    在上面的对 Nginx 源代码进行 ./configure 时,传入了一些参数,实现了:

    • 指定了一部分配置文件的位置(sbin-pathconf-pathpid-path);
    • 说明了需要添加或删除的模块(http_ssl_modulesteampcrezlibhttp_empty_gif_module);
    • 指定了依赖库的位置(../pcre-8.43../zlib-1.2.11)。
  3. 执行 make 命令。

    make 程序会根据 configure 生成的 Makefile 文件,执行一系列的命令,调用 gcc、cc 等程序,将源代码编译为二进制文件。

  4. 执行 (sudo) make install 命令。

    在这个过程中,make 命令会将编译好的二进制文件拷贝到相对应的安装目录,拷贝用户手册等。

Vim 简介

Vim 被誉为「编辑器之神」,但是其陡峭的学习曲线也让人望而却步。因为不一定所有的机器上都有 nano,但是可以肯定几乎所有的机器上都会安装 vi(vim 的前身),所以了解如何使用 vim,恐怕是一件难以避免的事情。所幸,vim 的基础操作并不算难。图形界面下也可以安装 gvim 获得图形界面。

使用 vim 打开文件后,新手会发现自己什么都做不了:不仅无法编辑文件,甚至连 vim 都退出不了。知名的程序员问答社区 Stack Overflow 曾专门发文庆祝其问答帮助百万开发者退出 vim。所以我们首先需要介绍的,是 vim 的两个最常见的模式:普通模式和编辑模式。

在打开 vim 后,默认进入的是普通模式,按下 i 就进入编辑模式,进入编辑模式后就可以随意编辑文件了。在这两个模式中,都可以使用键盘方向键移动光标。在编辑完成后,按下 Esc 回到普通模式,然后输入 :wq 就可以保存文件并退出;如果不想保存文件直接退出,则输入 :q! 即可。

以上的简单教学已经可以帮助你正常操作 vim 了,vim 也自带 vimtutor 教学程序,可以帮助你快速掌握 vim 的基本操作。熟练使用 vim 有助于提高编辑文本时的工作效率。

文件的时间戳

使用 stat 工具可以看到一个文件有四个时间戳,分别为 Access,Modify,Change 和 Birth:

$ stat test
File: test
Size: 0             Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
Device: 801h/2049d  Inode: 1310743     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/     ustc)   Gid: ( 1000/     ustc)
Access: 2022-02-25 18:12:28.403981478 +0800
Modify: 2022-02-25 18:12:28.403981478 +0800
Change: 2022-02-25 18:12:28.403981478 +0800
Birth: 2022-02-25 18:12:28.403981478 +0800
如何编程获得文件的这四个时间戳?

答案是:使用 Linux 的 statx() 系统调用。阅读 statx(2) 的 man 文档,可以发现这些信息在返回的结构体中:

struct statx {
    // 以上内容省略

    /* The following fields are file timestamps */
    struct statx_timestamp stx_atime;  /* Last access */
    struct statx_timestamp stx_btime;  /* Creation */
    struct statx_timestamp stx_ctime;  /* Last status change */
    struct statx_timestamp stx_mtime;  /* Last modification */

    // 以下内容省略
}

访问时间(atime)和创建(Birth, btime)时间很好理解,但是 Modify(mtime)和 Change(ctime)有什么区别呢?可以来试一下:

$ stat test
File: test
Size: 0             Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
Device: 801h/2049d  Inode: 1310743     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/     ustc)   Gid: ( 1000/     ustc)
Access: 2022-02-25 18:15:16.625288185 +0800
Modify: 2022-02-25 18:15:16.625288185 +0800
Change: 2022-02-25 18:15:16.625288185 +0800
Birth: 2022-02-25 18:12:28.403981478 +0800
$ vim test  # 使用 vim 编辑文件
$ stat test
  File: test
  Size: 4           Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d  Inode: 1310743     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/     ustc)   Gid: ( 1000/     ustc)
Access: 2022-02-25 23:24:29.674464348 +0800
Modify: 2022-02-25 23:24:32.230343236 +0800
Change: 2022-02-25 23:24:32.230343236 +0800
 Birth: 2022-02-25 18:12:28.403981478 +0800
$ # mtime 和 ctime(以及 atime)都变化了。
$ chmod +x test  # 修改文件权限
$ stat test
  File: test
  Size: 4           Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d  Inode: 1310743     Links: 1
Access: (0755/-rwxr-xr-x)  Uid: ( 1000/     ustc)   Gid: ( 1000/     ustc)
Access: 2022-02-25 23:24:29.674464348 +0800
Modify: 2022-02-25 23:24:32.230343236 +0800
Change: 2022-02-25 23:26:45.242321559 +0800
 Birth: 2022-02-25 18:12:28.403981478 +0800
$ # 只有 ctime 发生了变化。

可以观察到,mtime 仅会在文件数据变化时更新,而 ctime 会在文件数据以及文件元信息(例如权限、所有权)变化时更新。

此外,由于 atime 的实际用途不大,有许多用户会在挂载磁盘时添加 noatime 参数,让操作系统在访问文件时不去更新 atime,以提高磁盘性能。

tar 的替代与其他压缩软件

在 Linux 上的 tar 一般只支持 gzip、bzip、xz 和 lzip 几种压缩算法,如果需要解压 Windows 上更为常见的 7z、zip 和 rar 等,则需要寻求替代软件。

unar

unar 是 macOS 上的软件 The Unarchiver 的命令行工具,能够同样用于 Windows 和 Linux。

软件介绍:Unar and Lsar | Command Line Tools for The Unarchiver

Ubuntu 上直接使用 apt 安装即可:

$ sudo apt install unar

对于其他 Linux 发行版,请参照网站的介绍,安装合适的依赖以进行编译安装。

安装之后会得到两个命令:unarlsar,分别用来解压存档文件以及浏览存档文件内容:

$ unar archive.zip -o output # 将存档文件提取到 output 文件夹中
$ lsar archive.zip # 浏览存档文件内容
$ lsar -l archive.zip # 查看详细信息
$ lsar -L archive.zip # 查看特别详细的信息

处理 ZIP 压缩包:zipunzip

zipunzip 工具分别负责 ZIP 压缩包的压缩与解压缩,使用以下命令安装:

$ sudo apt install zip unzip

以下提供一些命令例子,更多的功能需要查看对应的文档:

$ zip -r archive.zip path/file1 path/dir1  # (递归地)压缩文件和目录
$ zip archive.zip path/file2 # 添加文件到已有的压缩包
$ unzip archive.zip # 解压缩
$ unzip archive.zip -d path/ # 解压缩到指定目录
$ unzip -l archive.zip # 浏览压缩包内容

处理 RAR 压缩包:rarunrar

rarunrar 工具分别负责 RAR 压缩包的压缩与解压缩,使用以下命令安装:

$ sudo apt install rar unrar

RAR 压缩程序的版权问题

RAR 的解压缩程序是免费的(源代码也是公开的3),但是压缩程序并不是。Windows 下的 WinRAR,以及上面安装的 Linux 的 rar 程序都是 RARLAB 的商业共享软件。尽管软件层面没有功能限制,但是根据 RARLAB 的要求,在经过 rar 的 40 天试用期后,需要购买授权。具体要求可在安装后查看 /usr/share/doc/rar/order.htm 文件。

例子如下:

$ rar a archive.rar path/file1 path/dir1 # 压缩文件和目录/添加文件和目录到压缩包
$ unrar x archive.rar # 解压缩
$ unrar x archive.rar path/ # 解压缩到指定目录
$ unrar l archive.rar # 浏览压缩包内容

RARLAB 仅提供了 Linux 下命令行界面的 RAR 压缩包处理工具。但在安装以上软件包后,Linux 下桌面环境中的压缩工具应当都能够支持 RAR 格式的处理。如有特殊需要,可以使用 Wine(Windows 兼容层)运行 WinRAR。

处理 7zip 等压缩包:p7zip

Ubuntu 下 p7zip-full 包提供了 7z 等工具处理 7z 包(以及其他各种压缩格式):

$ sudo apt install p7zip-full

7z7za7zrp7zip 的区别

p7zip-full 软件包同时提供了以上的命令行工具。其中 7z7za7zr 都是直接处理 7zip 压缩包的程序,区别如下4

  • 7z:通过插件支持各类压缩格式的处理;
  • 7za:是独立的程序,支持的格式比 7z 少一些;
  • 7zr:轻量级的 7za,仅包含 7zip 等少量压缩算法支持的工具。

p7zip 基于 7za7zr,提供类似于 gzip 的接口。

以下给出 7z 命令行工具的一些例子:

$ 7z a archive.7z path/file1 path/dir1 # 压缩文件和目录/添加文件和目录到压缩包
$ 7z x archive.7z # 解压缩
$ 7z x archive.7z -opath/ # 解压缩到 path/ 目录下
$ 7z l archive.7z # 浏览压缩包内容

rar 类似,7z 未提供 GUI 工具。如有特殊需要,可以使用 Wine 运行 Windows 版的 7-Zip。

引用来源与备注


  1. 本节使用的示例参考自 Nginx 官方说明 Compiling and Installing from Source。 

  2. 信息来自维基百科条目:Nginx。 

  3. 但是 unrar 不是开源软件,因为它的协议不允许使用其代码制作压缩 RAR 包的工具,这违背了开源软件的定义。 

  4. 参考了 https://wiki.archlinux.org/title/p7zip#Differences_between_7z,_7za_and_7zr_binaries 与相关 man 文档编写。 

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