浅谈Ubuntu中的软件包

1. 前言

还记得大学第一次接触Ubuntu和Linux的时候，觉得用apt安装想要的软件非常方便。但是有时候出现了问题，各种报错，自己又不懂原理，就会非常抓狂。现在稍微理解一点了，故以较为容易理解的方式记录在这里，方便他人。

2. 软件包与包管理器dpkg

Linux里的软件就是一些可执行文件。就像是你自己写个main.c，里面printf("hello world");，然后用gcc编译出来的可执行文件一样。
但是实际上的一个软件不会这么简单，除了可执行文件本体以外，还会有一些库、配置文件、图标资源、文档等。把这些东西打一个包，就是所谓的软件包，例如：

• 在Debian系的Linux发行版（如Ubuntu、Raspbian、Armbian）中，软件包后缀名是.deb
• 在RedHat系的Linux发行版（如CentOS、Fedora）中，软件包后缀名是.rpm
• ...

要安装一个下载好的.deb软件包，可以使用dpkg工具。例如：

sudo dpkg -i   xxxxxx.deb

所谓的安装过程，其实就是根据.deb包里的记述，把这些可执行文件、文档、图标、快捷方式等文件放到它们该在的位置。
如何知道一个软件包到底安装了哪些文件，这些文件安装在哪些目录下？可以使用dpkg -L命令，例如：

dpkg -L gcc

要删除一个.deb包，可以使用dpkg -r <package_name>。
dpkg的更多使用方式，本文就不多介绍了，可自行搜索。

3. 包管理器apt与包的依赖关系

在Ubuntu中，更多时候我们是使用apt来管理软件包。那么apt和dpkg有什么关系和区别？
简单来说，dpkg是一个离线的本地包管理器，在安装软件包时，它只管把文件解压出来并拷贝到对应的目录下；在卸载软件包时，它只管把之前安装的文件从对应的位置删除。也就是说，如果两个软件包内的文件有重复的目录名称，使用dpkg先后安装这两个软件包时，也会直接覆盖，dpkg不会管那么多。
而apt是一个“在线”的包管理器，apt的底层其实就是dpkg，但是apt不需要自己提前下好.deb包，它可以从apt源网站直接自动下载.deb包并进行安装。
但是apt的作用不止于此。这要从Unix系统的设计风格讲起，通常，一些软件包不会包含这个软件执行所需要的全部文件，而是尽量去使用其他.deb包提供的.so动态链接库等资源。这样就形成了一个包对另一个包的依赖关系。这样，Unix系统就可以形成全局的一个依赖树，最好是所有库都只保存一份，从而满足了早期Unix程序员大佬们的“洁癖”。
你可以用dpkg -I /path/to/deb来查看一个deb包的依赖信息。

所以，当你用apt安装一个软件时，apt会检查你的电脑上是否有这个包的依赖包，如果缺少的话，apt会帮你把这个包的依赖包也安装好。当你要卸载包时，apt会帮你把当初装的，现在用不到的那些依赖包们也同时卸载掉。

具体来说：

• sudo apt install <package> 可以安装一个包及其依赖项
• sudo apt remove <package> 可以卸载一个包，以及用不到的依赖项

再列举一个场景，你从网上下载了一个deb包，使用sudo opkg -i进行安装，但是发现这个deb包有一些依赖项在你的电脑上是缺少的。这时你可以尝试使用sudo apt install --fix-broken来自动安装这个deb包的依赖项。

4. 软件源

Ubuntu官方会维护一个软件包的仓库，apt其实就是从这个仓库下载软件包。你可以使用apt update来把本地的软件包列表与软件源进行同步，然后使用apt upgrade来把本地所有软件更新到最新。在安装想要的软件包之前也执行apt update是一个好习惯。
官方软件源的地址记录在/etc/etc/apt/sources.list中。
如果你觉得访问官方源的速度太慢，也可以选择国内的镜像源，例如阿里、清华、中科大等单位提供的镜像源。
此外，如果官方的软件源没有收录你想要的软件，也可以添加PPA（Personal Package Archives）源，这样你就可以从这些第三方仓库中下载到你想要的软件了。

5. 解决依赖问题

随着Linux的发展，现在各种各样的软件实在是太多了，而且新旧版本不一定兼容。举一个常见的抓狂场景：你想使用A和B两个软件，A和B软件包都依赖C软件包，但是一个依赖1.0版本的C，一个依赖2.0版本的C，互相不兼容，然后apt源下载到的还是1.5版本。
为了解决这个问题，你有好几个选择：

• 如果A和B都依赖的库文件名不同（例如文件名携带版本号的情况），你可以去Ubuntu源站分别下载到这两个版本的C软件包，然后都用dpkg安装一下即可；
• 如果A和B都依赖同一路径下的同名但不同版本的库，就麻烦了。A和B你只能留一个，另一个就得拉取源码编译，编译的时候手动指定一个另外的路径来链接对应版本的依赖包；

6.其他软件安装方式

为什么我们比较少见到Windows上出现依赖的问题？因为软件公司们在发布软件安装包的时候，把所有依赖都打包在一起了，从而确保他们的软件能在用户的电脑上能直接运行。从商业上看这种行为确实是合理的，至于浪费了用户的硬盘空间就无所谓了，反正现在2T的SSD也就五六百块钱了。
在Linux上也有这种软件，那就是AppImage，它们打包了所有的依赖库，可以直接运行。牺牲了空间，保证了稳定性。
不过AppImage需要自己从命令行执行，如果是GUI软件的话，每次都要打开命令行运行比较麻烦。为了解决这个问题，可以安装AppImageLauncher.

sudo add-apt-repository ppa:appimagelauncher-team/stable
sudo apt update
sudo apt install appimagelauncher

然后从GNOME桌面Applications菜单中找到appimagelauncher，设置好自己存放AppImage的目录。这些AppImage就会出现在GNOME桌面系统的Applications菜单中了。
类似的思路，也可以使用Docker容器。不精确地讲，容器就像虚拟机，把所有的依赖都准备好，然后把镜像分享给别人，从而确保程序能够运行。当然容器和虚拟机完全不是一个东西，本文不多介绍了。