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2024-05-15
更新時間:2024-05-15 18:05:04作者:佚名
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壓縮技術(shù)又分為有損壓縮與無損壓縮兩類,兩者的主要區(qū)別是:有損壓縮還原時跟原始信息不是完全一樣,但是不影響使用,比如音頻、圖片、視頻類信息;無損壓縮還原時跟原始信息完全一樣,比如本文要介紹的常用壓縮軟件RAR,Zip等壓縮方法。
Windows下比較熟知的壓縮方法有zip或者RAR,為了便于壓縮與解壓的使用,開發(fā)了許多的解壓縮軟件,比如:winrar、好壓、快壓、360壓縮等。但是在Linux比較常用的壓縮方法卻是gzip、bzip2、compress等,比如官方下載的gcc編譯器源碼壓縮文件就是基于gzip壓縮的:gcc-11.2.0.tar.gz。
打包或者壓縮格式很多,目前主流使用的有如下表所示幾種:
表一
表二
對于表二類似“xxx.tar.gz”等格式的文件,是Linux下的一種文件格式,生成該格式文件分為兩個步驟,(1)、xxx文件打包為xxx.tar;(2)、xxx.tar壓縮為xxx.tar.gz。下面大概介紹Linux下tar打包與gz、bz2等壓縮工具的使用。
二、Linux打包tar
由于Linux中的很多壓縮程序只能針對一個文件進行壓縮,因此如果包含許多文件,則需要將所有文件打包為一個文件,然后再壓縮。
Linux下最常用的打包程序就是tar,使用tar程序打出來的包我們常稱為tar包,tar包文件的擴展名通常是.tar。生成tar包后,就可以用其它的程序(gzip或bzip2等)來進行壓縮了。
2.1、tar文件結(jié)構(gòu)
Tar指令只用于多文件打包,并不壓縮文件,因此打包后的文件并沒有減小,反而由于在打包時會在每個文件頭加入512字節(jié)的tar頭部信息,使得打包后的文件略微變大。比如當(dāng)前有文件a1.c、a2.c、a3.c,每個文件100k,打包后文件的文件結(jié)構(gòu)如下圖所示:
如上圖所示,3個文件共300k,通過tar打包后,至少為301.5k;因為tar文件是按塊存儲,每個塊為512bytes大小,所以tar文件大小應(yīng)該為512字節(jié)的倍數(shù),如果a1.c文件大小為99.7k,則通過tar打包時,最后0.3k必須填充為0,補足至100k(滿足512字節(jié)的倍數(shù))。
2.2、tar_header頭部結(jié)構(gòu)
tar_header為512字節(jié)的塊結(jié)構(gòu),保存后面的文件信息,tar源碼的tar.h文件中該header結(jié)構(gòu)如下圖所示,該header結(jié)構(gòu)剛好是一個塊大小,即512字節(jié)每個塊。
tar源碼版本為“tar-1.26.tar.gz”,可通過以下網(wǎng)盤鏈接下載:
鏈接:
https://pan.baidu.com/s/1T34dYxBRWKYE8jmFvv_2aw
提取碼:ppw2
tar打包函數(shù)入口為create_archive(),在源碼文件create.c中。
2.3、tar命令打包
tar 命令用于打包操作時,該命令的基本格式為:tar [選項] 源文件或目錄。tar命令常用的選項及各自的含義如下圖所示。
(1)、創(chuàng)建2個文件a1.txt、a2.txt,分別輸入如下內(nèi)容:
(2)、tar命令進行打包,生成aTar.tar打包文件
2.4、aTar.tar文件內(nèi)容分析
通過UltraEdit打開上面tar命令打包生成的aTar.tar文件,可以看到aTar.tar文件格式為:首先是a1.txt的tar_header信息,然后是a1.txt的內(nèi)容;接著是a2.txt的tar_header信息,然后是a2txt的內(nèi)容。
(1)、第一塊:從地址0x00000000h位置到0x00000200h之間(共512字節(jié))是a1.txt的tar_header信息:
根據(jù)如上結(jié)構(gòu)struct posix_header結(jié)構(gòu)體的定義,說明幾個字段含義:
a>、最開始的位置存儲name,大小為100字節(jié),內(nèi)容為61 31 2E 74 78 74 00,即為“a1.txt”;
b>、后面是mode字段內(nèi)容為30 30 30 30 36 34 34 00,即為“0000644”,表示a1.txt文件的操作權(quán)限,與ls命令查詢a1.txt文件權(quán)限一致。
c>、uid、gid信息,即當(dāng)前l(fā)inux登錄用戶id與組id,這兩個id的內(nèi)容均為30 30 30 31 37 35 30 00,即為“0001750”,該值為八進制,轉(zhuǎn)為十進制為1000,與id命令查詢的結(jié)果一致。
d>、size字段值為30 30 30 30 30 30 30 30 30 33 33 00,即為“00000000033”,該值為八進制,轉(zhuǎn)為十進制為27,表示a1.txt文件大小為27字節(jié),與文件內(nèi)容大小一致:
e>、magic字段值為75 73 74 61 72 20,即為“ustar”,表示當(dāng)前包為tar文件;
f>、uname與gname為當(dāng)前l(fā)inux登錄用戶名與組名,即kevin。
(2)、第二塊:從地址0x00000200h位置到0x00000400h之間(共512字節(jié))是a1.txt的內(nèi)容,雖然a1.txt的內(nèi)容為27字節(jié),但是塊大小為512,不足地方補0。
(3)、第三塊:從地址0x00000400h位置到0x00000600h之間(共512字節(jié))是a2.txt的tar_header信息:
a2.txt的tar_header信息格式與a1.txt的tar_header一致,其size字段為“00000000025”,轉(zhuǎn)為十進制為21,表示a2.txt內(nèi)容為21個字符,確認一致。
(4)、第四塊:從地址0x00000600h位置到0x00000800h之間(共512字節(jié))是a2.txt的內(nèi)容,雖然a2.txt的內(nèi)容為21字節(jié),但是塊大小為512,不足地方補0。
注:以上與“2.1、tar文件的結(jié)構(gòu)一致”?。?!
三、Linux壓縮至gz、bz2、z格式
Linux下文件壓縮屬于無損壓縮,解壓縮還原時必須和原文件一致,否則會導(dǎo)致程序運行錯誤;其基本原理為,通過查找文件內(nèi)的重復(fù)字節(jié),建立一個相同字節(jié)的詞典文件,并用一個代碼表示。比如如下文件:
重復(fù)的字符串“小扇子的筆記”可以用一個代碼“a”表示,則文件內(nèi)容可以表示為:
這文件的大小就縮小了,還原回來也是無信息損失的。
當(dāng)然壓縮算法遠比這個復(fù)雜,Linux下的壓縮工具常用的有GNU組織開發(fā)的gzip(.gz)、壓縮能力更強的bzip2(.bz2)、比較古老的壓縮指令compress(.Z)、以及最新的提供最佳壓縮率的XZ(.xz)。
這些壓縮命令只能用來壓縮文件,不能壓縮目錄,即便指定了目錄,也只能壓縮目錄內(nèi)的所有文件;同時只能壓縮單個文件,因此通常與tar打包命令一起使用,在tar打包命令中加入如下選項即可調(diào)用對應(yīng)的壓縮命令進行壓縮:
3.1、gzip壓縮
在tar指令中加入‘-z’選項,調(diào)用gzip進行壓縮。
解壓縮命令為:tar –xzf a.tar.gz。
3.2、bzip2壓縮
在tar指令中加入‘-j’選項,調(diào)用bzip2進行壓縮。
解壓縮命令為:tar –xjf a.tar.bz2。
3.3、xz壓縮
在tar指令中加入‘-J’選項,調(diào)用xz進行壓縮。
解壓縮命令為:tar –xJf a.tar.xz。
3.4、compress壓縮
現(xiàn)在新的Linux系統(tǒng)都沒有安裝ncompress壓縮工具,需要先安裝:
然后在tar指令中加入‘-Z’選項,調(diào)用compress進行壓縮。
解壓縮命令為:tar –xZf a.tar.Z。
3.5、其他壓縮工具
Windows下常用的壓縮格式zip與rar在Linux下也是支持的。
(1)、Linux下提供了zip和unzip程序,zip是壓縮程序,unzip是解壓程序;
(2)、linux下處理.rar文件,需要安裝RAR for Linux,如下指令:
# tar -xzpvf rarlinux-3.2.0.tar.gz
# cd rar
# make
安裝后有rar和unrar這兩個程序,rar是壓縮程序,unrar是解壓程序。