壓縮的用途與技術(shù)：

　　您是否有過文件檔案太大，導(dǎo)致無法以一片軟碟將他復(fù)制完成的困擾?又，您是否有過，發(fā)現(xiàn)一個軟體里面有好多檔案，這些檔案要將他復(fù)制與攜帶都很不方便的問題?還有，您是否有過要備份某些重要資料，偏偏這些資料量太大了，耗掉了你很多的硬碟與磁碟空間呢?這個時候，那個好用的『檔案壓縮』技術(shù)可就派的上用場了!因?yàn)檫@些比較大型的檔案透過所謂的檔案壓縮技術(shù)之后，可以將他的磁碟使用量降低，可以達(dá)到減低檔案容量的效果，此外，有的壓縮程式還可以進(jìn)行容量限制，使一個大型檔案可以分割成為數(shù)個小型檔案，以方便軟碟片攜帶呢!

　　那么什么是『檔案壓縮』呢?我們來稍微談一談他的原理好了。目前我們使用的電腦系統(tǒng)中都是使用所謂的 bytes 單位來計量的!不過，事實(shí)上，電腦最小的計量單位應(yīng)該是 bits 才對啊，此外，我們也知道 1 byte = 8 bits 。但是如果今天我們只是記憶一個數(shù)字，亦即是 1 這個數(shù)字呢?他會如何記錄?假設(shè)一個 byte 可以看成底下的模樣：(注：由于 1 byte = 8 bits ，所以每個 byte 當(dāng)中會有 8 個空格，而每個空格可以是 0, 1 ，這里僅是做為一個約略的介紹，讀者不必刻意記憶 )

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　　而由于我們記錄數(shù)字是 1 ，考慮電腦所謂的二進(jìn)位喔，如此一來， 1 會在最右邊占據(jù) 1 個 bit ，而其他的 7 個 bits 將會自動的被填上 0 啰!你看看，其實(shí)在這樣的例子中，那 7 個 bits 應(yīng)該是『空的』才對!不過，為了要滿足目前我們的作業(yè)系統(tǒng)資料的存取，所以就會將該資料轉(zhuǎn)為 byte 的型態(tài)來記錄了!而一些聰明的電腦工程師就利用一些復(fù)雜的計算方式，將這些沒有使用到的空間『丟』出來，以讓檔案占用的空間變小!這就是壓縮的技術(shù)啦!簡單的說，你可以將他想成，其實(shí)檔案里面有相當(dāng)多的『空間』存在，并不是完全填滿的，而『壓縮』的技術(shù)就是將這些『空間』填滿，以讓整個檔案占用的容量下降!不過，這些『壓縮過的檔案』并無法直接被我們的作業(yè)系統(tǒng)所使用的，因此，若要使用這些被壓縮過的檔案資料，則必須將他『還原』回來未壓縮前的模樣，那就是所謂的『解壓縮』啰!而至于壓縮前與壓縮后的檔案所占用的磁碟空間大小，就可以被稱為是『壓縮比』啰!更多的技術(shù)文件或許你可以參考一下GNU 計畫當(dāng)中關(guān)于壓縮指令 gzip 的說明文件 。當(dāng)然，我 這里 也保留一份資料，做為未來參考之用呢!

　　這個『壓縮』與『解壓縮』的動作有什么好處呢?最大的好處就是壓縮過的檔案容量變小了，所以你的硬碟容量無形之中就可以容納更多的資料，此外，在一些網(wǎng)路資料的傳輸中，也會由于資料量的降低，好讓網(wǎng)路頻寬可以用來作更多的工作!而不是老是卡在一些大型的檔案上面呢!目前很多的 WWW 網(wǎng)站也是利用檔案壓縮的技術(shù)來進(jìn)行資料的傳送，好讓網(wǎng)站的可利用率上升喔!( 注：這種技術(shù)蠻有趣的!他讓您網(wǎng)站上面『看的到的資料』在經(jīng)過網(wǎng)路傳輸時，使用的是『壓縮過的資料』，等到這些壓縮過的資料到達(dá)你的電腦主機(jī)時，再進(jìn)行解壓縮，由于目前的電腦運(yùn)算速度相當(dāng)?shù)目焖�，因此其�?shí)在網(wǎng)頁瀏覽的時候，時間都是花在『資料的傳輸』上面，而不是 CPU 的運(yùn)算啦!，如此一來，由于壓縮過的資料量降低了，自然傳送的速度就會增快不少! )若您是一位軟體工程師，那么相信您也會喜歡將你自己的軟體壓縮之后提供大家下載來使用，畢竟沒有人喜歡自己的網(wǎng)站天天都是頻寬滿載的吧?!舉個例子來說， Linux 2.4.19 完整的核心大小約有 200 MB 左右，而由于核心主要多是 ASCII code 的存文字型態(tài)檔案，這種檔案的『多余空間』最多了。而一個提供下載的壓縮過的 2.4.19 核心大約僅有 30MB 左右，差了幾倍呢?您可以自己算一算喔!

　　Linux 壓縮檔案的附檔名

　　如果您常常在網(wǎng)路上面捉 Linux 的資料下來玩的話，大概會曉得的是，這些供人下載的檔案通常都是『壓縮』過的!為了什么?上面已經(jīng)稍微提過啦!呵呵!壓縮過的檔案具有節(jié)省頻寬、節(jié)省磁碟空間等等的優(yōu)點(diǎn)，并且還方便攜帶呢! ^_^ !而，您應(yīng)該也會知道，這些被壓縮過的檔案，通常其附檔名都是『 *.tar, *.tar.gz, *.tgz, *.gz, *.Z, *.bz2 』等等的，為什么要訂定這些壓縮檔案附檔名為這樣的模樣呢?這是因?yàn)樵?Linux 上面壓縮的指令相當(dāng)?shù)亩啵�并且，這些壓縮指令可能無法針對每種壓縮檔案都可以解的開，畢竟目前的壓縮技術(shù)五花八門，每種壓縮計算的方法都不是完全相同的，所以啰，當(dāng)你捉到某個壓縮檔時，自然就需要知道壓縮他的是那個指令啦，好用來對照著解壓縮啊! ^_^!也就是說，雖然 Linux 檔案的屬性基本上是與檔名沒有絕對關(guān)系的，能不能執(zhí)行與他的檔案屬性有關(guān)而已，與檔名的關(guān)系很小!但是，為了幫助我們小小的人類腦袋瓜子，所以適當(dāng)?shù)臋n案名稱附檔名還是必要的!因此，目前就有一些常常見到的壓縮檔案的附檔名啦!我們僅列出常見的幾樣在底下，給大家權(quán)做參考之用：

　　· *.Z compress 程式壓縮的檔案;

　　· *.bz2 bzip2 程式壓縮的檔案;

　　· *.gz gzip 程式壓縮的檔案;

　　· *.tar tar 程式打包的資料，并沒有壓縮過;

　　· *.tar.gz tar 程式打包的檔案，其中并且經(jīng)過 gzip 的壓縮!

　　目前常見的壓縮程式主要就是如同上面提到的附檔名對應(yīng)的那些指令啦!最早期的要算是 compress 這個家伙了，而后，后來的 GNU 計畫開發(fā)出新一代的壓縮指令 gzip ( GNU zip ) 用來取代 compress 這個老牌的壓縮指令，再來還有 bzip2 這個壓縮比更好的壓縮指令呢!不過，這些指令通常僅能針對一個檔案來壓縮與解壓縮，如此一來，每次壓縮與解壓縮都要一大堆檔案，豈不煩人?，此時，那個所謂的『打包軟體』就顯的很重要啦!在 Unix-Like 當(dāng)中，有個軟體很好玩，他就是 tar 這支程式!這個 tar 可以將很多檔案『打包』成為一個檔案!甚至是目錄也可以這么玩。不過，單純的 tar 功能僅是『打包』而已，亦即是將很多檔案集結(jié)成為一個檔案，事實(shí)上，他并沒有提供壓縮的功能，后來， GNU 計畫中，將整個 tar 與壓縮的功能結(jié)合在一起，如此一來提供使用者更方便并且更強(qiáng)大的壓縮與打包功能!

　　底下我們就來談一談這些在 Linux 底下基本的壓縮指令吧!

　　· compress：

　　語法：

　　[root @test /root ]# compress [-d] filename 參數(shù)說明： -d ：解壓縮的參數(shù)! 范例： 先 copy /etc/man.config 到 root 底下，再將他壓縮看看 [root @test /root]# cp /etc/man.config /root [root @test /root]# compress man.config [root @test /root]# compress -d man.config.Z [root @test /root]# uncompress man.config.Z

　　· 這是用來壓縮與解壓縮附檔名為 *.Z 的指令!所以看到 *.Z 的檔案時，就應(yīng)該要知道他是經(jīng)由 compress 這個程式壓縮的呦!這是最簡單的壓縮指令啰!不過，使用的時候需要特別留意的是，當(dāng)你以 compress 壓縮之后，如果沒有下達(dá)其他的參數(shù)，那么原本的檔案就會被后來的 *.Z 所取代!以上面的案例來說明：原本壓縮的檔案為 man.config ，那么當(dāng)壓縮完成之后，將只會剩下 man.config.Z 這個經(jīng)過壓縮的檔案啰!那么解壓縮呢?呵呵，則是將 man.config.Z 解壓縮成 man.config !使用上很簡單啦!解壓縮除了可以使用 compress –d 這個參數(shù)之外，也可以直接使用 uncompress !意思相同啦!

　　·

　　·gzip, zcat：

　　語法：

　　[root @test /root ]# gzip [-d#] filename <==壓縮與解壓縮 [root @test /root ]# zcat filename.gz <==讀取壓縮檔內(nèi)容 參數(shù)說明： -d ：解壓縮的參數(shù)! -# ：壓縮等級， 1 最不好， 9 最好， 6 是預(yù)設(shè)值! 范例： [root @test /root]# gzip man.config 會產(chǎn)生 man.config.gz 這個檔案 [root @test /root]# zcat man.config.gz 會讀取出 man.config 的內(nèi)容 [root @test /root]# gzip -d man.config.gz [root @test /root]# gunzip man.config.gz 解壓縮，產(chǎn)生 man.config 這個檔案 [root @test /root]# gzip -9 man.config 以最大壓縮比壓縮 testing 這個檔案!

　　·gzip 是用來壓縮與解壓縮附檔名為 *.gz 的指令!所以看到 *.gz 的檔案時，就應(yīng)該要知道他是經(jīng)由 gzip 這個程式壓縮的呦!另外， gzip 也提供 壓縮比的服務(wù)! -1 是最差的壓縮比，但是壓縮速度最快，而 -9 雖然可以達(dá)到較佳的壓縮比(經(jīng)過壓縮之后，檔案比較小一些!)，但是卻會損失一些速度!預(yù)設(shè)是 -6 這個數(shù)值! gzip 也是相當(dāng)常使用的一個壓縮指令呢!至于 zcat 則是用來讀取壓縮檔資料內(nèi)容的指令!假如我們剛剛壓縮的檔案是一個文字檔，那么你還記得如何讀取文字檔嗎?!沒錯!就是使用 cat ，那么讀取壓縮檔呢?呵呵!就是使用 zcat 啰!由于 gzip 這個壓縮指令主要想要用來取代 compress 的，所以 compress 的壓縮檔案也可以使用 gzip 來解開喔!同時， zcat 這個指令可以同時讀取 compress 與 gzip 的壓縮檔呦!

　　·

　　· bzip2, bzcat：

　　語法：

　　[root @test root]# bzip2 [-dz] filename <==壓縮解壓縮指令 [root @test root]# bzcat filename.bz2 <==讀取壓縮檔內(nèi)容指令 參數(shù)說明： -d ：解壓縮的意思! -z ：壓縮的意思!范例： 同樣的，我們以剛剛拷貝過來的 /root/man.config 這個檔案為例 [root @test root]# bzip2 –z man.config [root @test root]# bzcat man.config.bz2 [root @test root]# bzip2 –d man.config.bz2 [root @test root]# bunzip2 man.config.bz2

　　·剛剛的 compress 附檔名自動建立為 .Z ，這里的 bzip2 則是自動的將附檔名建置為 .bz2 啰!所以當(dāng)我們使用具有壓縮功能的 bzip2 –z 時，那么剛剛的 man.config 就會自動的變成了 man.config.bz2 這個檔名啰!好了，那么如果我想要讀取這個檔案的內(nèi)容呢?是否一定要解開?當(dāng)然不需要啰!可以使用簡便的 bzcat 這個指令來讀取內(nèi)容即可!例如上面的例子中，我們可以使用 bzcat man.config.bz2 來讀取資料而不需要解開!此外，當(dāng)您要解開一個壓縮檔時，這個檔案的名稱為 .bz, .bz2, .tbz, .tbz2 等等，那么就可以嘗試使用 bzip2 來解看看啦!當(dāng)然啰，也可以使用 bunzip2 這個指令來取代 bzip2 –d 啰

　　·

　　·tar：

　　語法：

　　[root @test /root ]# tar [-zxcvfpP] filename [root @test /root ]# tar -N 'yyyy/mm/dd' /path -zcvf target.tar.gz source 參數(shù)說明： -z ：是否同時具有 gzip 的屬性? -x ：解開一個壓縮檔案的參數(shù)指令! -t ：查看 tarfile 里面的檔案! -c ：建立一個壓縮檔案的參數(shù)指令 -v ：壓縮的過程中顯示檔案! -f ：使用檔名 -p ：使用原檔案的原來屬性(屬性不會依據(jù)使用者而變) -P ：可以使用絕對路徑 -N ：比后面接的日期(yyyy/mm/dd)還要新的才會被打包進(jìn)新建的檔案中! --exclude FILE：在壓縮的過程中，不要將 FILE 打包! 范例： [root @test /root]# tar -cvf directory.tar directory 只將目錄整合打包成一個檔案 [root @test /root]# tar -zcvf directory.tar.gz directory 除了將目錄打包外，同時以 gzip 壓縮 [root @test /root]# tar -zcvf filename.tar.gz /home/test/* 將 /home/test/ 這個目錄下的檔案全部打包并壓縮成為一個 filename.tar.gz 的檔案 [root @test /root]# tar -xvf directory.tar 解 tar 的封包，請注意，由于沒有 gzip (.tar 而非 .tar.gz) 的作用，所以只要使用 –xvf 即可!不需要加上 z ，否則會顯示有問題! [root @test /root]# tar -zxvf directory.tar.gz 這個就是有加上 gzip 的壓縮的結(jié)果!所以需要加上 –z 呦! [root @test /root]# tar –ztvf directory.tar.gz 這個 t 可以用來查看 tar 里面的檔案資訊呢!而不需要將他解開! [root @test /root]# tar -zcvfP home.tar.gz /home 則建立起來的壓縮檔內(nèi)檔案為絕對路徑 [root @test /root]# tar -N '2002/06/25' -zcvf home.tar.gz /home 上面是說 在 /home 這個目錄中，比 2002/06/25 日還要新的檔案才會被打包進(jìn)入 home.tar.gz 這個檔案中! [root @test /root]# tar -zcvf host.tar.gz / --exclude /mnt --exclude /proc 上面是說，將根目錄的所有資料都打包進(jìn) host.tar.gz 這個檔案中，但是 /mnt 及 /proc 則不打包! [root @test /root]# tar -cvf - /home | tar -xvf - 上面的意思是『將 /home 打包之后，直接解壓縮在 /root 底下!』嘿嘿!不需要再建立一次中間檔案!不過，使用上面的語法最好使用『絕對路徑』，比較不會有問題!這個方式適合不想要建立中間檔案時!

　　o 這是一個多用途的壓縮指令!剛剛我們提到的 compress 與 gzip 是可以適用在一個檔案的壓縮上面，但是如果是要壓縮一個目錄呢?!這時該如何是好?!呵呵! tar 就派上用場了! tar 可以將整個目錄或者是規(guī)定的檔案都整合成一個檔案!例如上面的第三個范例，他可以將 /home/test 底下的檔案全部整合成一個檔案!而第一個范例中，則是將目錄整合成一個檔案!同時， tar 可以配合 gzip (這個 gzip 的功能已經(jīng)已經(jīng)附加上 tar 里面去了)，同時整合并壓縮!呵呵!很方便吧!『 tar 用來作備份是很重要的指令! 』而由于 tar 整合過后的檔案我們通常會取名為 *.tar ，而如果還含有 gzip 的壓縮屬性，那么就取名為 *.tar.gz 啰!取這個檔名只是為了方便我們記憶這個檔案是什么屬性罷了!并沒有實(shí)際的意義在!

　　o 另外，需要注意的是，在使用的參數(shù)方面，有還有幾個有用的參數(shù)需要來了解一番，亦即是 -p 與 -P 這兩個!如果你曾經(jīng)在 crontab 里面下達(dá)過一些備份的指令時，那么常常會收到 root 的信件，就是說，系統(tǒng)會告訴你『我將 / 的 tar 里頭的內(nèi)容拿掉了!』也就是說，原本你備份的檔案是 /home/test ，但是由于擔(dān)心未來你在解開壓縮的時候，會產(chǎn)生一些困擾，因?yàn)樵?tar 里面的檔案如果是具有『絕對路徑』的話，那么你解開的檔案將會『一定』在該路徑下也就是 /home/test，而不是絕對路徑(這里請用心的想一想!)，這樣子的最大困擾是，萬一有人拿走了你的這個檔案，并且將該檔案在他的系統(tǒng)上面解開!萬一他的系統(tǒng)上面正巧也有 /home/test 這個目錄，哈哈!他的檔案就會『正巧』被覆蓋了!所以啰，在預(yù)設(shè)的情況中，如果是以『絕對路徑』來建立打包檔案，那么將會自動的將 / 拿掉!這是為了剛剛說明的『安全』為前提所做的預(yù)設(shè)值。好了!但是你就是要以絕對路徑來建立打包的檔案!那么就加入 -P 這個參數(shù)吧(請注意!是大寫字元)!這樣就可以啦!那么 -p 是什么(小寫字元)?呵呵!那個 -p 是 permission 的意思，也就是『權(quán)限』啦!使用 -p 之后，被打包的檔案將不會依據(jù)使用者的身份來改變權(quán)限喔!

　　o 這里還有一個值得注意的參數(shù)呦!那就是在備份的情況中很常使用的 -N 的這個參數(shù)!你可以參考一下上面的例子就可以知道啦!在這個例子當(dāng)中，相當(dāng)重要的就是那個日期啦!在備份的情況當(dāng)中，我們都希望只要備份較新的檔案就好了，為什么呢?因?yàn)榕f的檔案我們已經(jīng)有備份啰!干嘛還要再備份一次，浪費(fèi)時間也浪費(fèi)系統(tǒng)資源!這個時候此一參數(shù)就顯的相當(dāng)?shù)闹匾�了�?

　　o 在上面的例子中，最后一個例子很有趣『tar cvf - /home | tar -xvf - 』!他是直接以管線命令『 pipe 』來進(jìn)行壓縮、解壓縮的過程!在上面的例子中，我們想要『將 /home 底下的資料直接 copy 到目前所在的路徑，也就是 /root 底下來』，但是又覺得使用 cp -r 有點(diǎn)麻煩，那么就直接以這個打包的方式來打包，其中，指令里面的 - 就是表示那個被打包的檔案啦!由于我們不想要讓中間檔案存在，所以就以這一個方式來進(jìn)行復(fù)制的行為啦!

　　o tar 的功能相當(dāng)?shù)亩�，而由于他是�?jīng)由『打包』之后再處理的一個過程，所以常常我們會聽到 tarball 的檔案，那就是經(jīng)由 tar 打包再壓縮的檔案啦!此外， tar 也可以用在備份的儲存媒體上面，最常見的就是磁帶機(jī)了!假設(shè)我的磁帶機(jī)代號為 /dev/st0 ，那么我要將我的 /home 底下的資料都給他備份上去時，就是使用 tar /dev/st0 /home 就可以啦!很不錯吧!

　　在 Linux 當(dāng)中， gzip 已經(jīng)被整合在 tar 里面了!但是 Sun 或者其他較舊的 Unix 版本中， 當(dāng)中的 tar 并沒有整合 gzip ，所以如果你需要解壓縮的話，就需要這么做：

　　gzip -d testing.tar.gz

　　tar -xvf testing.tar

　　第一個步驟會將檔案解壓縮，第二個步驟才是將資料解出來!與其他壓縮程式不太一樣的是， bzip2, gzip 與 compress 在沒有加入特殊參數(shù)的時候，原先的檔案會被取代掉，但是使用 tar 則原來的與后來的檔案都會存在呦!

　　·cpio：

　　語法：

　　[root @test /root ]# cpio -covB > [file|device]<==備份 [root @test /root ]# cpio -icduv < [file|device]<==還原 參數(shù)說明： -o ：將資料 copy 輸出到檔案或裝置上 -i ：將資料自檔案或裝置 copy 出來系統(tǒng)當(dāng)中 -t ：查看 cpio 建立的檔案或裝置的內(nèi)容 -c ：一種較新的 portable format 方式儲存 -v ：讓儲存的過程中檔案名稱可以在螢?zāi)簧巷@示 -B ：讓預(yù)設(shè)的 Blocks 可以增加至 5120 bytes ，預(yù)設(shè)是 512 bytes ! 這樣的好處是可以讓大檔案的儲存速度加快(請參考 i-nodes 的觀念) -d ：自動建立目錄!由于 cpio 的內(nèi)容可能不是在同一個目錄內(nèi)， 如此的話在反備份的過程會有問題! 這個時候加上 -d 的話，就可以自動的將需要的目錄建立起來了! -u ：自動的將較新的檔案覆蓋較舊的檔案! 范例： [root @test /root]# find / -print | cpio -covB > /dev/st0 將搜尋到的檔案存到磁帶機(jī) [root @test /root]# cpio -icduv < /dev/st0 將磁帶機(jī)的資料還原回來! [root @test /root]# cpio -icdvt < /dev/st0 > /tmp/content 將磁帶機(jī)的內(nèi)容(檔名而已)轉(zhuǎn)存到 /tmp/content [root @test /root]# find / -type -f | cpio -o > /tmp/root.cpio [root @test /root]# cpio -i < /tmp/root.cpio 上面這個例子可以馬上實(shí)作看看!先輸出到 /tmp/root.cpio 這個檔案，然后再給他還原回來!

　　· 這個 cpio 還蠻神奇的呢!他最適用于備份的時候使用的一個指令了!為什么呢?因?yàn)樗�并不�?cp 一樣，可以直接的將檔案給他 copy 過去，例如 cp * /tmp 就可以將所在目錄的所有檔案 copy 到 /tmp 底下，在 cpio 這個指令的用法中，由于 cpio 無法直接讀取檔案，而是需要『每一個檔案或目錄的路徑連同檔名一起』才可以被記錄下來!因此， cpio 最常跟 find 這個指令一起使用了!這個 cpio 好象不怎么好用呦!但是，嘿嘿!他可是備份的時候的一項(xiàng)利器呢!因?yàn)樗�可以備份任何的檔案，包括 /dev 底下的任何裝置檔案!呵呵!所以他可是相當(dāng)重要的呢!!您說是吧! 而由于 cpio 必需要配合其他的程式，例如 find 來建立檔名，所以， cpio 與管線命令及命令重導(dǎo)向的相關(guān)性就相當(dāng)?shù)闹匾��?上面的例子剛好可以用來復(fù)習(xí)一下上一章節(jié)里面提到的內(nèi)容!加油啦!

　　o 備份：在備份的用法當(dāng)中，他可以直接跟輸出到檔案或者是裝置當(dāng)中，但是如前面說過的，你必須要配合 find 這個指令較好呦!那個 -o 表示將檔案或目錄輸出到右邊去的意思!還記得命令重導(dǎo)向嗎?對啦!就是那個東西啰!在上面的例子中，我們將備份的資料給他 copy 到磁帶機(jī)里頭去!那個磁帶機(jī)的裝置代號就是 /dev/st0 啰!

　　o 還原：那么如何給他反過來解開呢?呵呵!可以直接給他下達(dá) cpio -i 就是 input 就對啦!例如上頭的例子啰!這個指令可以多看看呢