管理文件：压缩、归档与同步

假设你的电脑里塞满了各种文件——文档、照片、代码项目，就像一个堆满杂物的房间。为了让这个“房间”变得井井有条，或者当你需要“搬家”（比如把文件转移到另一台电脑或服务器）时，你会怎么做？ 这个过程，在Linux世界里，可以优雅地通过几个命令完成。我们会先学习如何压缩文件，就像用真空袋抽走衣物里的空气以节省空间； 接着是归档，这相当于把一大堆零散的东西“装”进一个大包里，方便管理和移动；最后是同步，它能确保你在两地的文件保持一致，就像一本可以自动更新的魔法笔记。

文件压缩

文件压缩的核心思想是减少文件占用的存储空间，这对于加快网络传输速度、节省硬盘空间至关重要。压缩技术主要分为两大类。 我们主要使用的是无损压缩，它像把一件羽绒服放进真空压缩袋，虽然体积变小了，但衣服本身完好无损，随时可以恢复原样 。这种方式适合处理文档、代码等绝不容许信息丢失的文件。与之相对的是有损压缩，它会有选择地丢掉一些不太重要的信息来换取更高的压缩率，比如我们常见的 JPEG 图片和 MP3 音乐。我们今天讨论的工具都属于无损压缩。

gzip：最常用的压缩工具

gzip 是 Linux 系统中最流行的文件压缩命令。当你用它压缩一个文件时，它会生成一个以 .gz 结尾的压缩文件，并替换掉原文件。 举个例子，我们先创建一个文件：

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$ ls -l /etc > my_file.txt
$ ls -l my_file.txt
-rw-r--r-- 1 user user 15738 2023-10-26 10:30 my_file.txt

现在，我们来压缩它：

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$ gzip my_file.txt
$ ls -l my_file.*
-rw-r--r-- 1 user user 3230 2023-10-26 10:30 my_file.txt.gz

my_file.txt 已经被一个体积小得多的 my_file.txt.gz 替换了。想解压它，用 gunzip 命令就行，文件又会恢复原状。

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$ gunzip my_file.txt.gz
$ ls -l my_file.*
-rw-r--r-- 1 user user 15738 2023-10-26 10:30 my_file.txt

bzip2：追求极致压缩率的选择

bzip2 是另一个压缩工具，它和 gzip 很像，但通常能提供更高的压缩率，代价是压缩和解压的速度会慢一些。 它生成的压缩文件以 .bz2 结尾。使用方法几乎和 gzip 一样，压缩用 bzip2，解压缩则使用 bunzip2。 你可以把 gzip 比作一个手动的快速真空泵，而 bzip2 则像一个电动的强力真空泵——效果更好，但准备和工作时间更长。

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$ bzip2 my_file.txt
$ ls -l my_file.txt.bz2
-rw-r--r-- 1 user user 2792 2023-10-26 10:35 my_file.txt.bz2

文件归档

归档就是把多个文件或目录“捆”在一起，形成一个单独的大文件。这在备份系统或者迁移大量数据时非常有用。

tar：经典的打包工具

tar（Tape Archive，磁带归档）是 Unix-like 系统下的经典归档工具。它的名字透露了其古老的历史——最初是为磁带备份设计的。今天，tar 依然是打包文件的首选。 想象一下，你创建了一个项目，里面有很多文件和子目录。现在，我们用 tar 把整个 my_project 目录打包成一个文件 my_project.tar。

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$ mkdir -p my_project/src my_project/docs
$ touch my_project/src/main.c my_project/docs/readme.md
$ tar -cvf my_project.tar my_project

在这个命令中，我们使用 -c 来表示创建一个新的归档文件，-v 来显示详细的打包过程，以及 -f 来指定归档文件的名称。 现在，你就有了一个 my_project.tar 文件。想要查看里面有什么内容，可以使用 -t (list) 选项。如果需要解包，则使用 -x (extract) 选项。

tar 与压缩的完美结合

tar 本身只负责打包，不负责压缩。但在实际使用中，我们常常希望打包和压缩一步到位。tar 命令非常贴心地内置了对 gzip 和 bzip2 的支持。 要打包并用 gzip 压缩，只需在 tar 命令中加入 -z 选项，生成的文件通常以 .tar.gz 或 .tgz 结尾。如果想获得更高的压缩率， 可以使用 -j 选项来调用 bzip2，生成的文件则以 .tar.bz2 或 .tbz 结尾。这种“先打包，再压缩”的模式是 Linux 世界里分发软件、备份文件的标准做法。

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# 打包并用 gzip 压缩
$ tar -czvf my_project.tar.gz my_project
 
# 解压解包
$ tar -xzvf my_project.tar.gz

zip：跨平台的打包选择

zip 是一个同时具备归档和压缩功能的工具，它创建的 .zip 文件在 Windows 系统中非常流行。 如果你需要和使用 Windows 的朋友交换文件，zip 是个不错的选择。使用 zip -r my_project.zip my_project 即可创建一个压缩包，而 unzip my_project.zip 则可以解压它。

文件同步

文件同步是指让两个不同位置的目录内容保持一致。比如，你可能想把本地的网站开发目录同步到远程服务器上。

rsync：智能的同步利器

rsync (Remote Sync) 是一个功能强大且高效的文件同步工具。它之所以智能，是因为它使用了一种特殊的算法，只传输源和目标之间有差异的部分，而不是每次都完整地复制所有文件。这使得它在同步大量文件或通过慢速网络同步时速度飞快。

我们可以使用 rsync -av my_project/ backup/my_project 命令来备份目录。这里的 -a (archive) 模式是一个常用选项，它可以递归同步并保持文件的各种属性，而 -v (verbose) 则会显示同步过程。 第一次运行时 rsync 会复制所有文件，但再次运行时，它会发现没有任何变化，于是几乎什么也不做，瞬间完成。如果你修改了源目录中的某个文件，rsync 将只更新那个被修改过的文件，非常高效。

远程同步

rsync 真正的威力体现在网络同步上。你可以轻松地把本地目录同步到远程服务器，只需在目标地址前加上 user@remote_host: 即可。在命令中增加 -z 选项还可以在传输过程中对数据进行压缩，进一步提升网络传输效率。

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$ rsync -avz my_project/ user@remote_host:/path/to/backup

让我们总结一下Linux 中管理文件的三大法宝。