apt update 是如何工作的

本文简单介绍了在 ubuntu 的命令行下运行 apt update 时，软件包管理工具 apt 所执行的实际动作，相信此文会让你对 ubuntu 的包管理系统有更好的了解

1. 导言

• 众所周知，Linux 有很多的发行版，Ubuntu 是其中之一，Ubuntu 使用一个软件包管理系统 apt 对软件进行维护，这些软件包包括硬件驱动、Linux 内核以及应用软件，所有这些软件包放在一个在线的服务器上，这个服务器被称作 软件仓库，使用 apt 命令行工具，可以访问软件仓库、建立本地软件仓库，并管理这些软件。本文将讨论在 ubuntu 上执行 apt update 命令所执行的具体操作。

2. 什么是 APT

• apt 是一个在 Ubuntu、Debian 以及其他 Debian 衍生发行版上使用的强大的命令行工具，用于软件包的管理。

• APT 是一个高级包管理工具，可以完成各种任务：

  • 新软件安装

  • 已安装包的升级

  • 更新软件包索引清单(本地软件仓库)

  • 甚至可以使用 apt 命令升级 Ubuntu 系统

3. 软件仓库和软件源

• 前面说过，存储 ubuntu 软件包的在线服务器就是软件仓库；Ubuntu 会在本地磁盘中存放一个软件仓库中的软件包清单，这个清单又称为本地软件仓库；下面是一些软件仓库的地址：

  • http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/

  • http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/

  • https://mirrors.163.com/ubuntu/

• 在一个 ubuntu 软件仓库中实际存储着各种版本的 ubuntu 发行版的软件包，还包括软件包的源代码；但是，我们实际正在使用的 ubuntu 其实只是其中的一个版本而已，而且大多数情况下我们也并不需要这些软件包的源代码，所以实际我们只是需要软件仓库中一部分的资源；在文件 /etc/apt/sources.list 中定义了我们需要软件仓库中的哪些资源，其中的每一行定义了一种资源，我们把每一个定义又称为软件源

• 除了在 /etc/apt/sources.list 定义了软件源外，/etc/apt/sources.list.d 目录下的文件中也会定义一些第三方的软件源或者叫 PPA(Personal Package Archives)

4. apt update 是什么

• apt update 命令从软件仓库获取最新版的所需的软件包清单信息，并以此更新本地软件仓库

  sudo apt update
  

图1：执行 apt update

• 运行 apt update 需要使用 root 用户登录，或者有 sudo 权限

5. ubuntu 下执行 apt update 实际执行的操作

• apt update 命令会从所有软件源中下载最新的软件包信息，包括软件包的名称、版本信息和依赖关系等，并更新本地软件仓库；

• apt upgrade 这类的命令只会从本地软件仓库中获取信息，并不会直接从软件仓库中下载软件包信息，所以在更新软件前如果不更新本地软件仓库，有可能 apt upgrade 命令并不会把软件升级到最新版本。

• 在执行 apt update 时，针对每个软件源，会首先从软件仓库中下载一个 InRelease 文件，并通过电子签名验证其正确性，该文件中包含有所有软件包索引文件的 hash 校验值

• 然后 apt 会下载每一类软件包的软件包索引文件 Packages，下载前，apt 会首先检查本地软件仓库中是否存在准备下载的文件，如果有则检查其 Hash 校验值并和 InRelease 中给出的值做比较，如果一致则不再下载该文件，否则从软件仓库中下载该文件

• 计算从软件仓库中下载文件的 hash 校验值，并使用 InRelease 文件中给出的该文件的 hash 校验值验证其正确性，使用经验证正确的文件更新本地软件仓库

• InRelease、Packages 和一些其它文件(比如国际版本用的 Translation 文件)组成了本地软件仓库

• apt update 只会更新本地的软件包清单(本地软件仓库)，并不会升级任何软件，所以，运行 apt update 是绝对安全的，不会对你现有系统和应用软件做任何修改；即便是执行 apt update 时意外中断也不会出现问题，只需要再次执行即可

• 在 ubuntu 系统中，本地软件清单(本地软件仓库)存放在 /var/lib/apt/lists 这个目录下，实际上，如果你删除这个目录下的所有文件(也就是清空了本地软件仓库)，运行 apt update 后会重建你的本地软件仓库

6. 执行 apt update 时 Hit、Ign、Err和Get分别代表什么

• 执行 apt update 更新本地软件仓库时，在终端上显示的信息中，每行的开头会有一个关键字(参见图1)，它们的含义如下：

  1. Hit(命中)：

     apt 发现某个 Packages 文件(软件清单索引文件)的 Hash 校验值与最新的 InRelease 文件中给出的 Hash 校验值一致，所以无需再下载

  2. Ign(忽略)：

     apt 在下载一个文件时出错，但是，这个文件并不重要，所以这个错误被忽略掉，apt 会继续下一个动作

  3. Err(错误)：

     apt 在下载一个文件时发现了一个严重错误，无法再继续执行命令，比如在验证 InRelease 文件的电子签名时找不到所需的公钥时就会出现这个错误

  4. Get(获取)：

     apt 已经从软件仓库下载了一个正确的软件包索引文件，并且更新了本地软件仓库

7. 结语

• Ubuntu 上的 apt update 命令会从软件仓库上更新本地软件仓库，本文描述了其基本过程

• apt update 仅会更新本地的软件包索引文件(本地软件仓库)，不会实际更新或升级任何软件，运行是安全的

• apt update 会保证本地软件仓库为最新版，所以在准备更新软件前先运行 apt update 是非常必要的

• apt update 的运行依赖在 Ubuntu 上配置的软件源文件 /etc/apt/sources.list

• 本地软件仓库存放在 Ubuntu 上的 /var/lib/apt/lists/ 目录下。

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