對於很多linux/ubuntu新手來說，要想在Ubuntu系統上熟練地安裝、升級、卸載軟件，確實是挺考驗人的一件事，會遇到各種各樣的問題，有時候會把人搞得很不耐煩，打擊人的學習積極性。Ubuntu一般使用apt-get命令 (ubuntu16.04版本以後也可以使用apt) 來安裝、升級、卸載軟件。比如我們想安裝一個軟件，常用下面的命令進行安裝：
$ apt-get install xxx $ apt-get update $ apt-get upgrade
順利安裝還好，但有時候還是會遇到各種各樣的問題，雖說有時候能通過互聯網解決掉，但是對於 apt-get 如何安裝的卻不是很清楚，比如什麼是軟件源，就沒有啥概念。本文目的就是跟大家一起了解下Ubuntu環境下 apt-get 的軟件安裝基本原理。
想要了解apt-get的工作原理，首先我們要明白軟件的安裝是怎麼回事。我們知道一個程序的運行，一般是要先加載(load)到內存(RAM)中，因爲RAM存儲器支持隨機讀寫，因此CPU可以一條一條地去取指令、翻譯指令、運行指令。但是RAM有一個缺點，就是斷電後數據會消失，無法保存。因此，我們需要將程序文件保存到一個非易失性存儲器上，比如硬盤、NAND Flash上，斷電後數據也可以保存。把程序保存到磁盤上的過程其實就是軟件的安裝過程，早期的單片機裸機環境，程序一般都是使用專門的工具直接燒寫到Flash上的，後來有了OS和文件系統，我們可以很方便的通過鼠標，直接將程序文件安裝到某個文件目錄下面，程序在運行時，系統就可以直接到這個目錄下面找到對應的二進制文件，加載到內存，然後就可以直接運行了。
無論是Windows還是Linux，基本流程都是如此：告訴系統你的程序二進制文件存放到哪裏了，然後程序在運行時，系統就會到這個指定的路徑下面去找你要運行的二進制程序文件，加載到內存，然後運行。在Windows下面，你安裝好軟件後，在桌面上會有一個快捷方式，其實就是指向你安裝路徑的軟鏈接。在Linux環境下面，我們要運行的程序一般是放在默認的路徑下面的，如：/bin、/sbin、/usr/bin、/usr/sbin等。比如你在shell下面運行：$ ls
命令時，系統就會到這些默認的路徑下面去尋找ls文件，在/bin/ls下面找到後，就會加載到內存，然後 ls 程序就可以運行了。
我們寫一個簡單的helloworld程序，編譯爲a.out，我們可以直接運行它：
$ ./a.out
爲什麼不能直接運行$ a.out呢，因爲我們的a.out沒有安裝到默認路徑，因此運行時，你要指定路徑信息，否則系統就找不到。你把a.out放到默認的/usr/bin下面，然後就可以直接通過$ a.out文件名去執行程序了。當然，你可以可以把自己編譯的a.out二進制文件放在自定義的某個目錄下面，然後以環境變量的形式告訴系統這個安裝路徑，當系統在那些默認路徑下面找不到時，會到這個安裝路徑下查找。
我們在Linux環境下安裝軟件時，最簡單的方法是從網上下載這個二進制程序文件，放到Linux系統中的默認路徑下面就可以了。但是有些程序是採用動態鏈接編譯的，運行時需要依賴一些動態共享庫，因此需要打包一起安裝。我們下載的軟件一般很少是一個單純的二進制文件，而是壓縮包的形式，在這個壓縮包裏有：二進制程序文件、動態鏈接庫、軟件文檔說明、安裝信息、甚至有一些自動安裝的腳本等。在 Debian 和 Ubuntu 環境下，這個壓縮包格式爲deb格式，我們安裝軟件時，先從網上下載對應的deb包，然後可以使用dpkg工具去解析這個包、安裝這個包。
$ dpkg -i xxx.deb 安裝xxx.deb軟件包 $ dkpg -R /home/xxx 安裝xxx目錄下的多個deb包 $ dkpg -r xxx 卸載xxx軟件包
當然你也可以將自己的二進制程序製作成一個deb安裝包，放到網上，供其他人下載安裝：
$ apt install checkinstall dh-make $ ./configure --prefix=/home/tools //配置編譯信息 $ make //編譯你的程序 $ checkinstall //製作deb包 $ dkp -i xxx.deb //安裝deb包
因爲每個人都可以編譯、製作deb包、並隨意發佈到網上，這就很容易造成混亂，魚龍混雜、質量得不到保證，甚至有些包還有可能是一個病毒軟件。因此Ubuntu系統採用一個軟件倉庫來管理這些deb軟件包，把這些包放到一個官方的網站服務器上，類似於蘋果系統的APP store，用戶使用apt命令安裝軟件時，只能到這個服務器上下載軟件。考慮到全球各個地方的網絡環境差異，往往會在全球各地同時配置幾個鏡像服務器，這樣全球各地的Ubuntu用戶都可以根據網絡狀況到最合適的服務器上去下載和安裝deb軟件包了。這些服務器我們也稱爲軟件源 (repository) 或者簡稱爲“源”。
這些服務器的網絡地址保存在/etc/apt/source.list文件中。文件內容如下所示：
deb http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ xenial universe
當我們使用apt install安裝軟件時，apt工具就會根據這個source.list文件中的網絡地址，選擇最合適的服務器去下載軟件包。
一般Ubuntu默認的軟件源是Ubuntu官方網站，打開上面的網址，你會發現上面存有很多軟件包的信息。
對於國內用戶來說，訪問國外的網站速度可能會慢很多、甚至無法訪問。國內高校和互聯網公司其實也有很多服務器提供下載，大家百度搜索一下：阿里雲軟件源、中科大軟件源，一般都會搜索到很多服務器地址，可以選擇其中幾個，添加到/etc/apt/source.list文件中，以後使用apt-get安裝軟件時，就可以直接從國內的服務器上直接下載deb包了，速度會快很多。
修改好/etc/apt/source.list文件後，你還需要使用$ apt-get update命令更新一下。這個命令的作用訪問 /etc/apt/source.list 文件中的每一個服務器，讀取可以支持下載安裝的軟件列表，並保存到本地電腦中(/var/lib/apt/lists)。這個列表就像飯店裏的菜單一樣，要按照菜單去點菜，直接使用apt install xxx 就可以直接安裝軟件了。如果你要安裝的軟件如果不在軟件列表中，很可能就安裝失敗。
軟件列表的另一個作用是可以幫助你軟件更新，因爲服務器上的軟件版本也會不斷更新，你本地已經安裝的軟件如果跟軟件列表中的軟件版本不一致，它可能就會提示你軟件需要更新，就像我們PC中的軟件管家一樣，它會提示你，你的電腦中有多少個軟件可以更新。
當然，你也可以使用apt list命令去查看具體需要更新的軟件包：
接下來，如果你想更新這些已經安裝的軟件，就可以通過$ apt-get upgrade命令來完成。這個命令會將本地已經安裝的軟件與剛剛使用update命令下載到本地的軟件列表進行對比，如果發現版本不一致，就會重新安裝最新的版本。如果你的系統需要更新的軟件包太多，這個可能需要一定的時間，耐心等待就可以了，升級成功後，一般會有提示信息，你升級了多少個軟件包...
使用apt安裝軟件的另一個好處是可以自動處理依賴關係。比如你想安裝一個B，需要依賴A，那麼你安裝B的同時，B所依賴的A軟件包也會自動安裝上了。在/var/lib/dpkg/available文件中，有詳細的軟件包信息，包括軟件版本、軟件依賴的包等。包括在視頻教程《使用QEMU搭建嵌入式U-boot+Linux+NFS開發環境》中，很多學員反饋說，爲什麼我的環境跟視頻中的不一樣？這是因爲每個Ubuntu版本不同、安裝的軟件不同，安裝的庫、頭文件也不一樣，大家在編譯的時候如果遇到一些無法識別的命令、缺少一些頭文件，直接安裝對應的工具和庫就可以了，隨着你的Ubuntu系統安裝的一些依賴庫、工具越來越多，以後再編譯其它軟件時，一般都可以順利編譯了，因爲很多依賴的庫文件、頭文件、工具、命令等都安裝得差不多了。
對於一個新手。在使用apt-get安裝軟件時，經常遇到的問題很多，比如權限不夠，使用sudo、或切換到root安裝可以解決這個問題。無法獲取軟件包，網絡訪問不了，可以在/etc/apt/source.list文件中添加國內的一些鏡像服務器地址(軟件源)。還有一個經常遇到的問題是：
E: 無法獲得鎖 /var/cache/apt/archives/lock
直接刪除這個文件就可以了，對應的還有 /var/lib/dpkg/lock文件，順便也刪除掉，一般就可以解決問題。在安裝的過程中，如果遇到其它問題，建議先到百度裏搜一搜，你遇到的問題、踩到的坑，前面可能已經有無數人遇到過了，看看它們是怎麼解決的，一般都可以解決問題。
最後，當你安裝的軟件在服務器中確實沒有時，這就需要你手動下載源碼、編譯安裝了，一般在Linux系統中，可以直接下載GNU工程開源代碼，然後直接通過三步走，就可以直接編譯和安裝了：
$ ./configure$ make$ make install