文件壓縮

通常壓縮技術都是應用在減少文件大小上。比如微信傳給好友文件時，文件大小上限100M，此時需要傳的文件卻是110M，但是經過壓縮技術，110M的文件可能壓縮成<=100M,好友接收后解壓縮文件就可恢復到原本的大小110M。

因為這些比較大型的文件透過所謂的文件壓縮技術之后，可以將他的磁碟使用量降低，可以達到減低文件容量的效果，此外，有的壓縮程序還可以進行容量限制，使一個大型文件可以分割成為數個小型文件，以方便軟盤片攜帶。

文件壓縮原理

那么什么是文件壓縮原理？目前我們使用的計算機系統中都是使用所謂的 **byte **單位來計量的！不過，事實上，計算機最小的計量單位應該是 **bit **才對啊，此外，我們也知道 1 byte = 8 bit 。但是如果今天我們只是保存一個數字，亦即是 1 這個數字呢？磁盤會如何記錄？假設一個 byte 可以看成底下的模樣：

由於我們記錄數字是 1 ，考慮計算機所謂的二進位喔，如此一來， 1 會在最右邊占據 1 個 bit ，而其他的 7 個 bit 將會自動的被填上 0 ！你看看，其實在這樣的例子中，那 7 個 bits應該是空的才對！不過，為了要滿足目前我們的操作系統數據的存取規范，所以就會將該數據轉為 byte 的型態來記錄了！而一些聰明的計算機工程師就利用一些復雜的計算方式，將這些沒有使用到的空間丟出來，以讓文件占用的空間變小！這就是壓縮的技術！

另外一種壓縮技術也很有趣，是將重復的數據進行統計記錄的。舉例來說，如果你的數據為『111....』共有100個1時，那么壓縮技術會記錄為『100個1』而不是真的有100個1的位存在！這樣也能夠精簡文件記錄的容量！

簡單的說，你可以將文件壓縮原理想成，其實文件里面有相當多的空間存在，並不是完全填滿的，而壓縮的技術就是將這些空間填滿，以讓整個文件占用的容量下降！不過，這些壓縮過的文件並無法直接被我們的操作系統所使用的，因此，若要使用這些被壓縮過的文件數據，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！而至於壓縮前與壓縮后的文件所占用的磁碟空間大小，就可以被稱為是壓縮比！

擴展：
WWW網站壓縮技術蠻有趣的！他讓你網站上面『看的到的數據』在經過網絡傳輸時，使用的是『壓縮過的數據』，等到這些壓縮過的數據到達你的計算機主機時，再進行解壓縮，由於目前的計算機運算速度相當的快速，因此其實在網頁瀏覽的時候，時間都是花在『數據的傳輸』上面，而不是 CPU 的運算啦！如此一來，由於壓縮過的數據量降低了，自然傳送的速度就會增快不少！

Linux常見的壓縮命令

命令	壓縮比	后綴名	查看壓縮后的文件內容命令
compress	+	.Z	-
gzip	++	.gz	zcat
bzip2	+++	.bz2	bzcat
強調，compress 已經很少人在使用了，因為這支程序無法解開 .gz 的文件，而 gzip 則可以解開 .Z 的文件。

*.Z compress 程序壓縮的文件；

*.gz gzip 程序壓縮的文件；

*.bz2 bzip2 程序壓縮的文件；

*.tar tar 程序打包的數據，並沒有壓縮過；

*.tar.gz tar 程序打包的文件，其中並且經過 gzip 的壓縮

*.tar.bz2 tar 程序打包的文件，其中並且經過 bzip2 的壓縮

Linux上常見的壓縮命令就是 gzip 與 bzip2 ，至於 compress 已經退流行了。 gzip 是由 GNU計划所開發出來的壓縮命令，該命令已經取代了 compress 。后來 GNU計划又開發出 bzip2 這個壓縮比更好的壓縮命令！不過，這些命令通常僅能針對一個文件來壓縮與解壓縮，如此一來，每次壓縮與解壓縮都要一大堆文件，豈不煩人？此時，打包軟件tar就顯的很重要啦！

這個 tar 可以將很多文件打包成為一個文件！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，即將很多文件整理成為一個文件，事實上，他並沒有提供壓縮的功能，后來，GNU計划中，將整個 tar 與壓縮的功能結合在一起，如此一來提供使用者更方便並且更強大的壓縮與打包功能！底下我們就來談一談這些在 Linux 底下基本的壓縮命令吧！

擴展：什么是GNU,FSF,GPL？

GNU:Gnu's Not Unix 的縮寫, 官網1984年史托曼開始着手GNU計划，這個計划的目的建立一個自由的開放的UNIX．但是寫一個UNIX非常困難，所以史托曼打算先寫運行在UNIX的小程序．但所有的軟件都需要編譯器編譯源代碼，史托曼決定先一個C語言的編譯器(GUN C gcc)。但編譯器也寫得並不順利，於是，他寫了Emacs編輯器．因了Emacs很得非常好，史托曼賺了一點錢，從而開始全力編寫其他軟件．當史托曼在成立自由軟件基金會(Free Software Foundation,FSF)后,他請了請了更多的工程師和志願者在編寫軟件，終於完成GCC的編寫。

FSF：Free Software Foundation的縮寫，官網, 創立於1985年，負責GNU Project的運營。

GPL: General Public License的縮寫。1985年，為了避免GNU所開發的自由軟件被其他人修改而成為版權軟件，史托曼與律師草擬了有名的通用公共許可證(General Public License , GPL)。

gzip命令

選項與參數：

-c ：將壓縮的數據輸出到螢幕上，可透過數據流重導向來處理；將壓縮數據輸出到標准輸出中，並保留源文件。
-d ：解壓縮的參數；
-t ：可以用來檢驗一個壓縮檔的一致性～看看文件有無錯誤；
-v ：可以顯示出原文件/壓縮文件的壓縮比等資訊；
-r : 遞歸壓縮指定目錄下以及子目錄下的所有文件。
-# ：壓縮等級，-1 最快，但是壓縮比最差、-9 最慢，但是壓縮比最好！默認是 -6

bzip2命令

若說 gzip 是為了取代 compress 並提供更好的壓縮比而成立的，那么 bzip2 則是為了取代 gzip 並提供更佳的壓縮比而來的。 bzip2 的用法幾乎與 gzip 相同！
選項與參數：

-c ：將壓縮的過程產生的數據輸出到螢幕上！將壓縮數據輸出到標准輸出中，並保留源文件。
-d ：解壓縮的參數
-k ：保留原始文件，而不會刪除原始的文件喔！
-z ：壓縮的參數
-v ：可以顯示出原文件/壓縮文件的壓縮比等資訊；
-r : 遞歸壓縮指定目錄下以及子目錄下的所有文件。
-# ：與 gzip 同樣的，都是在計算壓縮比的參數， -9 最佳， -1 最快！

gzip壓縮目錄實例：
/home/test目錄建立a.txt,b.txt,c.txt文件，內容如下：

[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt
[root@localhost test]# cat a.txt 
11111111111111111111111111111
11111111111111111111111111111
1111111111111111111111111111
111111111111111111111111111
[root@localhost test]# cat b.txt 
22222222222222222222222222222
222222222222222222222222222
22222222222222222222222222222222222
22222222222222222222222222222
[root@localhost test]# cat c.txt 
3333333333333333333333333333
33333333333333333333333333333
333333333333333333333
[root@localhost test]#

使用gzip直接壓縮test目錄,可以看到是將目錄內的所有文件 "分別" 進行壓縮：

[root@localhost test]# gzip /home/test
gzip: /home/test is a directory -- ignored
[root@localhost test]# gzip -r /home/test
[root@localhost test]# ls
a.txt.gz  b.txt.gz  c.txt.gz
[root@localhost test]#

打包命令tar

前一小節談到的命令大多僅能針對單一文件來進行壓縮，雖然 gzip 與 bzip2 也能夠針對目錄來進行壓縮，不過，這兩個命令對目錄的壓縮指的是將目錄內的所有文件 "分別" 進行壓縮的動作！而不像在 Windows 的系統，可以使用類似 WinRAR 這一類的壓縮軟件來將好多數據打包成一個文件的樣式。
這種將多個文件或目錄包成一個大文件的命令功能，我們可以稱呼他是一種打包命令！那 Linux 這種打包命令就是 tar命令。tar 可以將多個目錄或文件打包成一個大文件，同時還可以通過 gzip/bzip2 的支持將該文件進行壓縮！
選項與參數：

-c ：創建打包文件，可搭配 -v 來察看過程中被打包的文件名(filename)
-t ：查看打包文件的內容含有哪些文件名，重點在查看文件名；
-x ：解打包或解壓縮的功能，可以搭配 -C (大寫) 在特定目錄解開
特別留意的是， -c、-t、-x 不可同時出現在一串命令列中。
-j ：通過 bzip2 的支持進行壓縮/解壓縮：此時文件名最好為 *.tar.bz2
-z ：通過 gzip 的支持進行壓縮/解壓縮：此時文件名最好為 *.tar.gz
-v ：在壓縮/解壓縮的過程中，將正在處理的文件名顯示出來！
-f filename：-f 后面要立刻接要被處理的文件名！建議 -f 單獨寫一個選項！
-C 目錄：改變至目錄 DIR。這個選項用在解壓縮，若要在特定目錄解壓縮，可以使用這個選項。這個用在壓縮，可以指定絕對路徑。
-p ：保留備份數據的原本權限與屬性，常用於備份(-c)重要的配置文件
-P ：保留絕對路徑，亦即允許備份數據中含有根目錄存在之意；
--exclude=FILE：在壓縮的過程中，不要將 FILE 打包！

tar打包不壓縮實例

[root@localhost test]# tar -cv -f test.tar /home/test
tar: Removing leading `/' from member names
/home/test/
/home/test/a.txt
/home/test/b.txt
/home/test/c.txt
tar: /home/test/test.tar: file is the archive; not dumped
[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt  test.tar
[root@localhost test]#

注意：輸出第一句tar: Removing leading `/' from member names是警告,稍后解釋。
可以看到已經將目錄所有文件打包成一個文件test.tar，查看test.tar包內容：

[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt  test.tar
[root@localhost test]# 
[root@localhost test]# tar -tv -f test.tar 
drwxrwxrwx root/root         0 2021-05-23 02:29 home/test/
-rwxrwxrwx root/root       117 2021-05-23 02:11 home/test/a.txt
-rwxrwxrwx root/root       124 2021-05-23 02:11 home/test/b.txt
-rwxrwxrwx root/root        81 2021-05-23 02:11 home/test/c.txt
[root@localhost test]#

從上面的數據可以發現一件很有趣的事情，那就是每個文件名都沒了根目錄 / 了！這也是上面出現的那個警告信息**tar: Removing leading /' from member names**(移除了文件名開頭的 /' )所告知的情況！

那為什么要拿掉根目錄呢？主要是為了安全！我們使用 tar 備份的數據可能會需要解壓縮回來使用，在 tar 所記錄的文件名(就是剛剛使用 tar -tv -f 所查看到的文件名) 那就是解包后的實際文件名。如果拿掉了根目錄，假設你將備份數據在 /tmp 解開，那么解壓縮的文件名就會變成/tmp/home/test/xxx。但如果沒有拿掉根目錄，解壓縮后的文件名就會是絕對路徑，即解壓縮后的數據一定會被放置到 /home/test/xxx 去，如此一來，你的原本的 /home/test/ 底下的數據，就會被備份數據所覆蓋過去了！

擴展：打包時忽略文件的目錄結構

[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt
[root@localhost test]# tar -cvf test.tar -C /home/test *
a.txt
b.txt
c.txt
[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt  test.tar
[root@localhost test]# tar -tvf test.tar 
-rwxrwxrwx root/root       117 2021-05-23 02:11 a.txt
-rwxrwxrwx root/root       124 2021-05-23 02:11 b.txt
-rwxrwxrwx root/root        81 2021-05-23 02:11 c.txt
[root@localhost test]#

[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt
[root@localhost test]# tar -cvf test.tar -C /home/ test/
test/
test/a.txt
test/b.txt
test/c.txt
[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt  test.tar
[root@localhost test]# tar -tvf test.tar 
-rwxrwxrwx root/root       117 2021-05-23 02:11 test/a.txt
-rwxrwxrwx root/root       124 2021-05-23 02:11 test/b.txt
-rwxrwxrwx root/root        81 2021-05-23 02:11 test/c.txt
[root@localhost test]#

tar打包壓縮實例

[root@localhost test]# tar -czvf test.tar.gz *
a.txt
b.txt
c.txt
[root@localhost test]# ls
a.txt  b.txt  c.txt  test.tar.gz
[root@localhost test]# tar -tvf test.tar.gz 
-rwxrwxrwx root/root       117 2021-05-23 02:11 a.txt
-rwxrwxrwx root/root       124 2021-05-23 02:11 b.txt
-rwxrwxrwx root/root        81 2021-05-23 02:11 c.txt
[root@localhost test]#

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