パッケージ管理システム

パッケージ管理システム、またはパッケージマネージャーとは、コンピュータのプログラムを一貫した方法でインストールやアンインストール、ライブラリなどの依存関係を解決する流れをツールによって管理を自動化するシステムである。パッケージ管理システムが定める方式で、ソースまたはバイナリをひとつのパッケージファイルにまとめる大半は[[アーカイブ 。このパッケージにはソフトウェア名、説明、バージョンナンバー、ベンダー、チェックサム、ソフトウェアが正常に動作するよう依存関係のリストなどがまとめられたメタデータを含んでいる。メタデータはパッケージをツールでインストールした際にローカルのデータベースに保存する。ツールはソフトウェアの整合性や前提条件の欠落を防ぐために、依存関係とバージョン情報のデータベースを維持する。

1994年頃にはdpkgのようなパッケージ管理システムが存在していた。1995年に登場したCPANは、リポジトリからパッケージをダウンロードし、依存関係を解決するなどの機能が備わっていた。

1. 主な機能
-------

以下はパッケージ管理システムの典型的な機能である。ただし、必ずしもすべての機能が備わっているとは限らない。

リポジトリの購読 インターネット上のパッケージリポジトリを指定して、必要に応じてローカルのパッケージリストを更新する。また、パッケージ名や説明を検索して必要なパッケージを探すことができる。 ソフトウェアパッケージのインストール・削除 パッケージ名やパッケージファイルを指定してソフトウェアのダウンロードや完全性の検証、インストールをすることができる。ソースコードや設定ファイルをパッケージ化して、インストールすることができる。設定ファイルなどを完全に削除することもできる。 依存関係の解決 あるパッケージに必要なソフトウェアを自動的にインストールしたり更新することができる。また、同時にインストールまたは更新できないソフトウェアパッケージのインストールや更新を回避できる。 設定管理 パッケージの設定スクリプトを使って、自動的に設定を行える。競合する機能をもつソフトウェアで、どちらを優先して使うかを設定できる。

2. パッケージ形式
----------

OSになんらかのソフトウェアを追加インストールする場合には、ソフトウェアに関係するファイル一式をまとめた「パッケージ」が利用される。パッケージの形式は複数あるが、利用される形式はOSによって限定されることが多い。

2.1. 実行形式でないもの
--------------

以下のパッケージには、インストールされるデータ・依存関係のみが含まれており、OSに搭載されているパッケージ管理システムを用いることでインストールできる。

RPM形式パッケージ:Red Hat Linux用に開発されたパッケージ形式。Red Hat Enterprise LinuxのほかTurbolinuxやVine Linux等でも利用される。 deb形式パッケージ:Debian用に開発されたパッケージ形式。dpkgやAPTを用いてインストール・管理される。 FreeBSD Ports形式パッケージ:FreeBSDで利用されるパッケージ形式。 pkg形式パッケージ:Solarisで利用されるパッケージ形式。FreeBSD 10.0でも、以前はpkgngと呼ばれていた形式がpkgとして採用されている。

2.2. 実行形式
---------

ソフトウェアのアーカイブにインストール処理を行う仕組みを追加した形式。Mac OSやWindowsでよく使われ、Linuxディストリビューション向けのソフトウェアでも稀に利用される。依存関係の解決・インストールは、パッケージが独自に行う。

InstallShieldベースのパッケージ:InstallShieldは、Windowsをはじめ、macOSやLinux等のPC-UNIX向けのインストーラーを作成できる。 シェルスクリプトベースのパッケージ:主にBashで書かれ、複数のディストリビューションを対象としたLinux向けのプロプライエタリソフトウェアに用いられる形式。この他、ソフトウェアのソースコードがアーカイブされたパッケージも存在する。LinuxやFreeBSD等を含むUnix系OS等では、おもにtar.gz形式やtar.bz2形式などで配布されている。利用者は対象とするPC環境に合わせて構成やコンパイル等の作業を行った上でインストールする。多くの場合、Autotoolsによって作成された「configure」という名前のシェルスクリプトが付属しており、これを実行することでその環境における依存関係の確認や、コンパイルのためのMakefileの作成が行われる。ソースコードと、コンパイルのために必要なパッケージは、パッケージ管理システムの機能を利用してダウンロードできる場合もある。

3. パッケージを扱うツール
--------------

3.1. Debian系
------------

dpkg:deb形式パッケージを対象としたDebian GNU/Linuxで開発されたツール。 APT:deb形式を対象として開発された、dpkgの高機能フロントエンド。apt-getやapt-cache等の複数のコマンドから成る。配布パッケージの自動入手先として、インターネット、LAN、CD-ROM等をapt-lineとして複数指定することができる。追加インストールのほか、導入済パッケージのアップデート作業も自動処理できる。Debianから派生したディストリビューションでは、それぞれ個別のapt-lineを用意していることが多い。 aptitude:TUI上で動くメニュー形式のツール。内部的にAPTを呼び出す仕組みで、DebianのOSインストール中にも、aptitudeが呼び出されるようになっている。 synaptic:GUI上で動くメニュー形式のツール。内部的にAPTを呼び出し処理する。 apt-watch / update-manager:GUI上で動く、自動更新アプレット。レッドハットのパッケージ管理ツールである RHN と類似した機能を有することが特徴である。内部的に APT を呼び出し処理する。

3.2. Red Hat系
-------------

RPM:rpm形式パッケージを対象とした Red Hat Linux で開発されたツール。単純なインストールのほか、src.rpm形式やnosrc.rpm形式 + ソースアーカイブなどを使って、ソースからのリビルドを行いrpmパッケージを生成する機能もある。以下のパッケージ管理ツールはいずれも RPM を置き換えるものではなく、RPMをバックエンドとして利用し、より高度な機能を提供している。 apt-rpm、aptitude、synaptic:本来deb形式対応のこれらのツールは RPM 対応版が作成され、Fedora や Vine Linux 等で利用されている。 TurboPackage:rpm形式パッケージを対象としたTurbolinuxで開発されたツール。 up2date:rpm 形式パッケージを対象にしたレッドハットのパッケージ管理ツール。同社のRed Hat Enterprise Linux で採用されている。Fedoraの古いバージョンでも採用されていた。 Yum:rpm 形式パッケージを対象としたYellow Dog Linuxで開発されたツール。Red Hat Enterprise LinuxやCentOSなどで標準として採用されている。Fedoraではバージョン21まで標準で採用されていた。 DNF:rpm 形式パッケージを対象としたYumからフォークして開発されたツール。Fedoraではバージョン22より標準として採用された。

3.3. rPath系
-----------

Conary:ConaryはForesight LinuxやrPath Linuxにより採用され、RPM、CVS、Portageなどの優れた点を集め、さらにいくつか優れた機能を追加し、明解なリビジョン・コントロールを行う先進的な次世代パッケージ管理システムである。Conaryはアップデートされる必要があるパッケージにおいて、特定のファイルのみをアップデートするので、RPMやdebなどパッケージ全体がダウンロードされる他のフォーマットよりも効率的である。

3.4. Gentoo Linux
-----------------

Gentoo Linuxでは原則として、ソフトウェアをソースコードからコンパイルしてインストールするようになっている。そのため、最適化された効率的で高速なシステムを構築可能である。しかし、コンパイルするために多くの時間と演算処理を要する。

インストールするソフトウェア自体は公式のものかミラーサイトからダウンロードするため、Gentoo Linuxにおけるパッケージの本体部分は、インストール手順が書かれたBashスクリプトである。

Mozilla FirefoxやLibreOfficeなどはコンパイルに時間がかかるため、バイナリパッケージも用意されている。Adobe FlashやGoogle Chromeなどのプロプライエタリソフトウェアも、公式に配布されているバイナリファイルをダウンロードしてインストールすることが可能なようになっている。

Gentoo Linuxのパッケージ管理システムは当初はPortageのみであったが、現在では規格として標準化されているため、承認されたパッケージ管理システムが複数あり、そのいずれかを使用することになる。

Portage:Gentoo Linuxのデフォルトのパッケージ管理システムである。プログラミング言語にはスクリプト言語であるPythonを採用して書かれている。FreeBSDのportsに着想を得て開発された。Gentoo Linuxの他にも、FreeBSDやmacOSにも移植されている。 [1]:Gentoo Linuxから派生したディストリビューションであるExherbo Linuxのパッケージ管理システムであり、Gentoo Linuxでも使用可能になっている。プログラミング言語には主にC++が用いられている。 [2]:Portageと互換性が高くこれに代替しうる、より効率的なパッケージ管理システムを目指してつくられた。主にPythonで書かれている。

3.5. openSUSE
-------------

YaST:rpm 形式パッケージを対象としたSuSE Linuxで開発されたツール。YaSTは単なるパッケージ管理ツールではなく、統合的なシステム管理ツールである。 ZYpp:充足可能性問題の解決に焦点を当てて開発されたパッケージ管理システム。

3.6. Slackware
--------------

pkgtool:Slackware標準のパッケージ管理ツール。APTやYumと比較して極めてシンプルなツールであり、バージョン管理は行えない。 slackpkg:Slackwareで使用できるパッケージ管理ツール。標準ではインストールされない。Slackware標準パッケージしか扱えないものの、インストールすればAPTやYumのようなバージョン管理をSlackwareで実現することができる。 sbopkg:Slackware用リポジトリ、SlackBuilds.org用のパッケージ管理ツール。上記のとおり、slackpkgではサードパーティーパッケージを扱えないため、独自に提供されている。

3.7. Arch Linux
---------------

pacman:Arch Linux向けに開発されたパッケージ管理ツール。コンパイル済みバイナリとパッケージ情報を含んだ独自の.pkg.tar.zstフォーマットを用いる。プログラミング言語はCが用いられている。

3.8. ディストリビューション非依存
-------------------

nix:Debian、openSUSE、Fedora等多数のディストリビューションに対応した環境非依存型パッケージ管理ツール。既存環境の依存関係に関わりなくサードパーティー製ソフトウェアをインストールできるうえ、旧来のパッケージ管理ツールでは実現できなかった同一ソフトウェアの複数バージョン共存が実現できる。 Snap:カノニカルによる、サンドボックス技術を利用したディストリビューション非依存なパッケージ管理ツールおよびシステム。クラウドやIoTでも利用でき、複数バージョンの共存やAppArmorを使ったアクセス制限も可能。Ubuntuで標準で利用できるが他の多くのディストリビューションで利用できる。 Flatpak:GNOME発の技術で、freedesktop.orgのプロジェクトとして開発されている、サンドボックス技術を利用したディストリビューション非依存なパッケージ管理ツールおよびシステム。上記2種と同様に複数バージョンの共存が可能。Snapと違いデスクトップアプリケーション専用で、主要ディストリビューションで利用可。

3.9. FreeBSD
------------

FreeBSD Ports:原則的にソースをコンパイルしてインストールするようになっている。このため、PCごとに命令レベルで最適化された、処理効率として無駄の少ない環境を構築できる。ただし、インストールに長時間かかる。バイナリで用意されたパッケージをpkgによりインストールすることもできる。ソースをコンパイルしたものとバイナリでインストールしたものとは単一のデータベースで統一管理されるようになっているため、それぞれのパッケージの性格に応じてソースからのコンパイルとバイナリインストールとを選択することが可能である。詳細はFreeBSDおよびFreeBSD Portsを参照。

3.10. NetBSD
------------

pkgsrc:原則的にソースをコンパイルしてインストールするようになっている。このため、PCごとに最適化された、無駄の少ない環境を構築できる。ただし、インストールに長時間かかる。また、OS/CPUには依存せず、NetBSD以外にもLinuxやmacOS、Solarisなどでも使える。

3.11. macOS
-----------

macOSには、MacPorts、Fink、Homebrewなどがある。

3.12. Windows
-------------

PackageManagement:Windows公式のパッケージ管理ツール。PowerShell 5.0に組み込まれており、様々なリポジトリが存在する。 Chocolatey:Windows NT向けのパッケージ管理ツール。.NET Framework向けパッケージ管理システムNuGetのパッケージインフラを利用している。 Windows Package Manager:Windows公式のパッケージ管理ツール。MicrosoftがWindows 10とWindows 11のために設計し、フリーかつオープンソースである。winget の名で知られる。

4. コマンドの比較
----------

ここでは各パッケージ管理システムによるパッケージのインストール、アップデート、アンインストールといった基本コマンドの一例を比較する。



5. プログラミング言語のパッケージ
------------------

プログラミング言語においては、プログラムのソースコードを管理するために、パッケージ管理システムが使われる。その性質からほとんどがソースコード形式で管理・配布されている。

5.1. Rust
---------

Cargo:CargoはRust言語製ソフトウェアプロジェクトのCUIのビルドツールであり、パッケージ管理システムの機能をも持つ。Cargoの依存ライブラリのダウンロード先は[3]である。

5.2. Dart
---------

Pub:PubはDart言語製ソフトウェアプロジェクトのCUIのビルドツールであり、パッケージ管理システムの機能をも持つ。Pubの依存ライブラリのダウンロード先は[4]である。

5.3. Ruby
---------

RubyGems:RubyGemsはRuby言語用のパッケージ管理システムであり、Rubyのプログラムとライブラリの配布用標準フォーマットを提供している。

5.4. Go
-------

GoMod:GoModはGo言語用のパッケージ管理システムであり、Goのプログラムとライブラリの配布用標準フォーマットを提供している。

5.5. Python
-----------

pip:Pythonの標準的なパッケージ管理システム。condaと違いマシン単位で依存パッケージを管理する。 Conda:科学計算のためのPythonプラットフォームAnacondaの一部として提供されているPythonパッケージ管理システム。

5.6. JavaScript/Node.js
-----------------------

npm: "Node Package Manager" 現在ではフロントエンドのパッケージも受け入れが進んでおり、登録されているパッケージ数は非常に多い。

5.7. Fantom
-----------

BuildPod: BuildPodはfantom言語用のパッケージ管理システムであり、fantomのプログラムとライブラリの配布用標準フォーマットを提供している。

5.8. 共通環境の複数言語
--------------

NuGet:.NET Framework CocoaPods:Objective-Cランタイムで動作する、Objective-C、Swift、向けパッケージ管理システムである。RubyGemsに影響を受けている。

5.9. その他の言語
-----------

そのほか、以下のようなものがある。

Composer: PHP CPAN: Perl CRAN: R elm-package: Elm Conan: C/C++ DUB: D Maven: Java

6. 脚注
-----

6.1. 注釈
-------

6.2. 出典
-------

7. 関連項目
-------

DLL地獄
ProGet