Linux相关概念和重要知识点（3）（yum、gcc和g++、动静态库）
1.yum
（1）yum是什么？有何背景？
Linux是一个开源系统，人们可以在此基础上进行一些开发。有人开发一个项目，希望给更多人使用，于是将它编译成一个软件包（不乏一些有趣的小软件），将这个软件包放到服务器上，我们可以直接去这个服务器上下载到自己的Linux里。yum就是Linux里面的应用商店。apt也是这种包管理器。
Linux中软件的常见安装方式：yum/apt（编译好的，直接安装），.rpm（下载安装包），源码安装（针对一些开源项目软件，将源码移植到自己的设备，自己编译成可执行程序）
这个存放数据包的云服务器在哪？像CentOS这种大公司就会搭建自己的官网和服务器，有人专门管理和维护。那钱从哪来呢？事实上，开源是一种商业模式。其它公司可以通过CentOS进行开发，与此同时使用该系统的公司会有各种援助、捐赠或者订阅，以获得企业级的技术支持和安全维护，而这笔钱又会用于CentOS和服务器等的维护。因为你在别人的基础上开发，它倒闭了你也受损。对于普通用户而言，这就是免费的，我们可以做出自己的软件上传到别人的服务器上而不需要花钱，别人用也不需要花钱。如此一来Linux社区活跃度提高，论坛数量增加，也会有越来越多的企业和优秀开发者看到这个系统。
并且像CentOS官方有详细文档说明，有自己的用户画像（用户是学生为主还是企业为主？CentOS企业居多，Ubantu学生居多，这也决定论坛里面讨论的主题），这些东西构成了操作系统的生态，yum就是操作系统生态的体现，它背后是无数开发者向往开源精神的结晶，这一切也与商业并行，如此才能稳定。
我们不仅仅要看到yum的来源，还要看到Linux操作系统本身，OS背后的生态，作为一个优秀的操作系统应该拥有的论坛、软件体系，像安卓开源也是这样，建立了很强大的生态优势。这也导致在开源软件面前很难实现后来居上，因为生态需要历史的积淀。
（2）yum在哪去下载我们要安装的软件？
yum（包管理器）是一个应用商店，这个应用商店肯定是要访问服务器的，软件也是在服务器上下载下来的。yum的下载链接在哪？Linux内部有配置文件（yum源，位于/etc/yum.repo），里面有大量链接，会自动根据软件名定位服务器，这些配置文件在我们安装Linux时就有了，只不过不同地方的Linux安装包默认的配置文件可能不同，有可能导向国外的服务器了。国内也有相应的云服务器，我们也可以自己换成国内的镜像网址（下载yum源后mv掉原来的，清理原来的配置文件，最后配置新的yum），了解流程即可。
（3）yum常见指令
①安装、搜索、卸载
yum -y install (name) 安装软件包，-y表示不经过确认直接下载。安装yum都是root安装，有的必要的安装目录只有root能访问
yum search (name) 搜索包含指定关键字的软件包，不一定每个字都相同才匹配
yum -y remove (name) 卸载指定的软件包，-y表示不经过确认直接卸载
yum list | grep (name) 可以查软件，先用list列出来的内容通过管道交给grep，grep将描述信息含有(name)的筛选出来
②元数据缓存
yum list 可以列出所有可安装的软件包，包括版本号等详细信息。
但yum源配置文件并不包含版本号等信息，第一次使用时会根据里面的URL到网站里获取信息版本号等信息，所以我们会发现第一次使用会等几秒，但是第二次使用就没这个问题了，因为这些软件信息会缓存到本地，这些软件的信息就叫元数据缓存。注意缓存的是信息而不是软件本身，元数据缓存只会让yum search (name)和yum list 更快相应。
在了解元数据缓存之后，我们自然希望能够管理它。由于yum list优先到本地找缓存信息，这就会导致长时间后本地缓存的数据不是最新的，我们需要通过yum makecache更新或者下载信息到本地的缓存。或者我们可以删除本地的元数据缓存，使用yum clean metadata。注意这个删除操作只会删除元数据缓存，已下载和已安装的软件不会受到任何影响。
③软件包缓存
当我们使用yum -y install (name) 安装软件包时，会保留一份安装包.rpm到系统指定位置，当第二次安装或者更新时就能更快，本质上也是和元数据缓存那样为了效率而出现的产物。当我们使用yum -y remove (name) 时会删除软件包，但不会删除下载到本地缓存中的安装包文件，第二次安装时就更快了。注意软件包.rpm和软件包缓存是不同概念，软件包是可执行程序，而缓存只是个备份，用来加速安装的。
我们可以使用yum clean packages来清理软件包缓存，也可以使用yumdownloader (name)来下载但不安装软件，注意主动下载的软件不在软件包缓存内，因为yumdownloader下载到指定或当前工作目录，而不是识别为缓存的目录下。
我们可以使用yum clean all来清理所有缓存信息。
④升级
yum -y update 升级所有.rpm包同时，也升级软件和系统内核，但不会删除旧版本软件包
yum -y upgrade 只升级所有.rpm包，不升级软件和系统内核，软件和内核保持原样，会删除原来的软件包
2.gcc、g++
（1）生成可执行程序
C和C++运行程序需要将.c或.cpp处理成可执行文件，gcc是C语言的编译器，g++是C++的编译器
使用gcc -o (dst) (src) 命令在什么选项都没加的情况下直接生成可执行程序，-o是生成对应目标文件的意思
值得注意的是Linux中可执行程序不需要加后缀，因为生成的是可执行文件，用户也有可执行权限，所以能够直接运行。而在Windows中，后缀标志着文件默认的打开方式，因此要有.exe才能识别为可执行程序，而在Linux中识别是在权限那一步进行的，后缀只能算作区分文件使用。
（2）预处理、编译、汇编、链接
C/C++生成可执行程序分为预处理、编译、汇编、链接四步，在Linux里对应下来的四步分别为
①gcc -E test.c -o test.i 预处理（宏替换），-E的意思是开始进行程序的处理，预处理完就停下来（预处理是清除或展开宏替换、头文件、注释等，处理完后还是C语言代码）。-o是形成目标文件的意思，后面跟目标文件名，当然也可以不写，默认生成的是文件名和源文件相同，后缀为.i的文件（后续所有操作也都可以默认生成文件名）
②gcc -S test.i -o test.s 编译（C语言代码生成汇编代码），-S开始进行程序的处理（可以从.c开始，也可以从.i开始，-S不会挑源文件，它只会管理目标文件的生成），编译完就停下来
③gcc -c test.c -o test.o 汇编（由汇编代码生成机器可识别的二进制代码），-c意味着汇编完成就停下来（源文件不限）。.o文件是可重定位的二进制目标文件，虽然是二进制文件，但执行不了，执行一个可执行文件需要和系统的标准库进行定位，因此它并不是可执行文件。
④gcc -o test test.o 链接（生成可执行文件或库文件），.o文件和标准库进行关联，构建可执行程序，我们可以使用./(dst)来运行程序
3.动静态库
（1）动静态链接
我们写代码时都会使用头文件，调用的头文件在include这个目录里面，里面包括stdio.h等所有可使用<>包含的头文件，stdio.h里面并不存在函数的实现，但是却有很多声明，包括我们使用的函数printf、scanf等，具体函数实现又是在另外的函数库文件里面的。
当生成可执行程序时，预处理阶段我们包含的头文件声明会被展开，但是就像我前面说的那样，里面没有函数实现而只有声明，在链接时会定位到对应的库函数文件，找到函数。这个时候就有处理上的不同了，一种是将函数的实现拷贝进我们即将生成的可执行程序（静态链接），另一种是拿到这个函数实现的指针，在执行程序时来调用（动态链接）。
我们可以使用-static来告诉编译器我们使用静态链接，如gcc -o test test.c -static，注意静态链接的选项要在链接阶段加才有意义
（2）动态库
动静态库是指库函数文件，就上面所指的库函数具体实现的文件。其中一种叫做动态库，当使用动态链接时会匹配动态库.so（.so后面可能还跟版本号，如.so.60，在Windows中动态库后缀一般是.dll），这个时候生成的可执行程序在调用库函数时就会到对应文件中找。注意只要没有指定静态链接，都只会进行动态链接
优点：拷贝函数地址节省资源，可执行程序体积比较小
缺点：如果动态库受损，程序根本无法执行，可执行程序对动态库依赖很高
我们接触到的命令很多都是用C语言写的并使用动态链接（usr/bin目录下）
（3）静态库
当我们指定选项使用静态链接时，就会匹配静态库.a（注意Linux里默认没有安装静态库，指定选项后如果找不到静态库就报错）
优点：把静态库里面要调用的函数具体内容也拷贝过来了，可执行程序里面就有实现，不需要其它库文件就能运行
缺点：比较浪费，可执行程序体积大大增加
（4）查询链接方式
file (name) 查询文件类型，会根据文件里面的具体内容识别为文本、可执行程序等，识别为可执行文件时还能看到链接方式（dynamically linked动态链接，statically linked静态链接）。file还可以识别目录，如果识别成目录会告诉我们
ldd (name) 查询可执行文件动态链接的文件，注意ldd的对象不能是目录或普通文件，也不能是静态可执行文件，它面向的对象仅仅是动态链接的可执行文件
stat (name) 可查询任何文件和目录的属性信息（修改时间、大小、inode等）