Linux

基本概念及操作

求助

man

man 是 manual 的缩写，将指令的具体信息显示出来

man date

代号	类型
1	用户在 shell 环境中可以操作的指令或者可执行文件
2	内核可调用的函数与工具库
3	函数库
4	设备文件说明
5	配置文件
6	游戏
7	协议
8	系统管理员可以使用的管理指令

doc

/usr/share/doc目录下存放了软件的使用说明

关机

who

who # 查看在线的用户

sync

sync # 关机之前需要强制内存中的数据同步到磁盘

shutdown

# shutdown [-krhc] 时间 [信息]
-k ： 不会关机，只是发送警告信息，通知所有在线的用户
-r ： 将系统的服务停掉后就重新启动
-h ： 将系统的服务停掉后就立即关机
-c ： 取消已经在进行的 shutdown

重启

reboot

PATH

环境变量，用来声明可执行文件的路径，路径之间用 : 分隔

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/snap/bin

sudo

允许一般用户执行只有root用户才能执行的命令，只有在/etc/sudoers中配置的用户才能执行

包管理工具

• RPM：Redhat Package Manager，YUM基于RPM
• DPKG：基于 Debian 操作系统的 DEB 软件包管理工具

发行版

Linux发行版指的Linux内核及各种应用软件的集成版本

VIM

三个模式

• 一般指令模式（Command mode）：VIM 的默认模式，可以用于移动游标查看内容
• 编辑模式（Insert mode）：按下 "i" 等按键之后进入，可以对文本进行编辑
• 指令列模式（Bottom-line mode）：按下 ":" 按键之后进入，用于保存退出等操作

GNU

GNU的目标是创建一套完全自由的操作系统，称为 GNU，其内容软件完全以 GPL 方式发布

• 以任何目的运行此程序的自由
• 再复制的自由
• 改进此程序，并公开发布改进的自由

磁盘文件名

在Linux，硬件都被当成一个文件

• IDE 磁盘：/dev/hd[a-d]
• SATA/SCSI/SAS 磁盘：/dev/sd[a-p]

文件系统

文件读取

• Ext2

先根据inode查询出所有block，然后再把block里的文件内容读出来

• FAT

这种文件系统没有inode，每个block就像一个链表，存储着下一个block的编号

磁盘碎片

指一个文件的block过于分散，磁盘读取时磁头移动距离过大

目录

一个目录最少分配一个inode与一个block，block记录了目录下所有文件的inode以及文件名

日志

ext3/ext4 文件系统引入了日志功能，可以利用日志来修复文件系统

挂载

利用目录作为文件系统的进入点

目录配置

Filesystem Hierarchy Standard (FHS) 规定了 Linux 的目录结构：

• /：root，根目录
• /usr：unix software resource，所有系统默认软件都会安装到这个目录
• /var：variable，存放系统或者程序运行过程中的数据文件

文件

文件属性

drwxr-xr-x 4 my   my   4096 Mar  4 12:04 ./

• drwxr-xr-x：文件类型及权限，第一位为文件类型自动，后9位位文件权限自动
  • d：目录
  • -：文件
  • l：链接文件
  • 9 位的文件权限字段中，每 3 个为一组，共 3 组，每一组分别代表对文件拥有者、所属群组以及其它人的文件权限
  • rwx分布表示可读(readable),可写(writeable),可执行(executeable)
• 3：链接数
• my：文件拥有者
• my：所属群组
• 4096：文件大小
• Mar 4 12:04：最后修改时间
  • modification time (mtime)：文件的内容更新就会更新；
  • status time (ctime)：文件的状态（权限、属性）更新就会更新；
  • access time (atime)：读取文件时就会更新。

文件与目录的基本操作

• ls

列出文件或者目录的信息，目录的信息就是其中包含的文件

# ls [-aAdfFhilnrRSt] file|dir
-a ：列出全部的文件
-d ：仅列出目录本身
-l ：以长数据串行列出，包含文件的属性与权限等等数据

• cd

更换当前目录

cd [相对路径或绝对路径，如果不填默认是~]

• mkdir

# mkdir [-mp] 目录名称
-m ：配置目录权限
-p ：递归创建目录

• rmdir

删除空目录

rmdir [-p] 目录名称
-p ：递归删除目录

• touch

更新文件时间或者建立新文件

# touch [-acdmt] filename
-a ： 更新 atime
-c ： 更新 ctime，若该文件不存在则不建立新文件
-m ： 更新 mtime
-d ： 后面可以接更新日期而不使用当前日期，也可以使用 --date="日期或时间"
-t ： 后面可以接更新时间而不使用当前时间，格式为[YYYYMMDDhhmm]

• cp

复制文件

cp [-adfilprsu] source destination
-a ：相当于 -dr --preserve=all
-d ：若来源文件为链接文件，则复制链接文件属性而非文件本身
-i ：若目标文件已经存在时，在覆盖前会先询问
-p ：连同文件的属性一起复制过去
-r ：递归复制
-u ：destination 比 source 旧才更新 destination，或 destination 不存在的情况下才复制
--preserve=all ：除了 -p 的权限相关参数外，还加入 SELinux 的属性, links, xattr 等也复制了

• rm

删除文件

# rm [-fir] 文件或目录
-r ：递归删除
-i: 删除前询问
-f：强制删除

• mv

移动文件

# mv [-fiu] source destination
# mv [options] source1 source2 source3 .... directory
-f ： force 强制的意思，如果目标文件已经存在，不会询问而直接覆盖

修改权限

# chmod [ugoa]  [+-=] [rwx] dirname/filename
- u：拥有者
- g：所属群组
- o：其他人
- a：所有人
- +：添加权限
- -：移除权限
- =：设定权限

# 为所有人添加可执行权限
chmod a+x test.sh

默认权限

文件的默认权限是-rw-rw-rw- ，没有可执行权限

目录的默认权限是drwxrwxrwx

目录权限

文件名不是存储在一个文件的内容中，而是存储在一个文件所在的目录中。因此，拥有文件的 w 权限并不能对文件名进行修改

目录存储文件列表，一个目录的权限也就是对其文件列表的权限。因此，目录的 r 权限表示可以读取文件列表；w 权限表示可以修改文件列表，具体来说，就是添加删除文件，对文件名进行修改；x 权限可以让该目录成为工作目录，x 权限是 r 和 w 权限的基础，如果不能使一个目录成为工作目录，也就没办法读取文件列表以及对文件列表进行修改了

链接

# ln [-sf] source_filename dist_filename
-s ：默认是实体链接，加 -s 为符号链接
-f ：如果目标文件存在时，先删除目标文件

实体链接

实体链接直接链接了源文件的inode

不能跨越文件系统、不能对目录进行链接

ln my.link test.sh

符号链接

符号链接指向的是文件，如果原始文件被删除，符号链接就打不开了

ln -s test.sh symbol.link

获取内容

• cat

取得文件内容

# cat [-AbEnTv] filename
-n ：打印出行号，连同空白行也会有行号，-b 不会

• tac

从最后一行开始打印

• more

可以一页一页查看文件内容

• less

比more多了一个向前翻页的功能

• head

取得文件的前几行

# head [-n number] filename
-n ：后面接数字，代表显示几行的意思

• tail

head的反向操作，取得后几行

• od

以字符或者十六进制的形式显示二进制文件

指令与文件搜索

• which

# which [-a] command
-a ：将所有指令列出，而不是只列第一个

which -a ssh

• whereis

文件搜索，只搜索几个特定的目录

# whereis [-bmsu] dirname/filename

• locate

可以用关键字或者正则表达式进行搜索文件

locate 使用 /var/lib/mlocate/ 这个数据库来进行搜索，它存储在内存中，并且每天更新一次，所以无法用 locate 搜索新建的文件。可以使用 updatedb 来立即更新数据库

# locate [-ir] keyword
-r：正则表达式

• find

可以使用文件的属性和权限进行搜索

# find [basedir] [option]
example: find . -name "shadow*"

与时间有关的选项：

-mtime  n ：列出在 n 天前的那一天修改过内容的文件
-mtime +n ：列出在 n 天之前 (不含 n 天本身) 修改过内容的文件
-mtime -n ：列出在 n 天之内 (含 n 天本身) 修改过内容的文件
-newer file ： 列出比 file 更新的文件

与文件拥有者和所属群组有关的选项：

-uid n
-gid n
-user name
-group name
-nouser ：搜索拥有者不存在 /etc/passwd 的文件
-nogroup：搜索所属群组不存在于 /etc/group 的文件

与文件权限和名称有关的选项：

-name filename
-size [+-]SIZE：搜寻比 SIZE 还要大 (+) 或小 (-) 的文件。这个 SIZE 的规格有：c: 代表 byte，k: 代表 1024bytes。所以，要找比 50KB 还要大的文件，就是 -size +50k
-type TYPE
-perm mode  ：搜索权限等于 mode 的文件
-perm -mode ：搜索权限包含 mode 的文件
-perm /mode ：搜索权限包含任一 mode 的文件

压缩与打包

压缩指令

• gzip

使用 zcat、zmore、zless 来读取压缩文件的内容

$ gzip [-cdtv#] filename
-c ：将压缩的数据输出到屏幕上
-d ：解压缩
-t ：检验压缩文件是否出错
-v ：显示压缩比等信息
-# ： # 为数字的意思，代表压缩等级，数字越大压缩比越高，默认为 6

• bzip2

使用bzcat、bzmore、bzless、bzgrep读取压缩文件的内容

$ bzip2 [-cdkzv#] filename
-k ：保留源文件

• xz

查看命令：xzcat、xzmore、xzless、xzgrep

打包

压缩指令只能对一个文件进行压缩，打包能够将多个文件打包成一个大文件

• tar

-z ：使用 zip；
-j ：使用 bzip2；
-J ：使用 xz；
-c ：新建打包文件；
-t ：查看打包文件里面有哪些文件；
-x ：解打包或解压缩的功能；
-v ：在压缩/解压缩的过程中，显示正在处理的文件名；
-f : filename：要处理的文件；
-C 目录 ： 在特定目录解压缩。

一些范例

使用方式	命令
打包压缩	tar -jcv -f filename.tar.bz2 要被压缩的文件或目录名称
查 看	tar -jtv -f filename.tar.bz2
解压缩	tar -jxv -f filename.tar.bz2 -C 要解压缩的目录

Bash

通过Shell来请求内核提供服务，Bash是Shell的一种

特性

• 命令历史
• 命令文件补全
• 命令别名
• shell脚本
• 通配符

变量操作

# 变量赋值
x=abc
# 输出变量
echo $x # 输出 abc
x="环境变量 = $PATH" # 输出 环境变量 = /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/snap/bin
x='x$PATH' # 单引号内不会进行变量替换 它会输出 x$PATH
version=$(uname -r) # 将指令执行结果赋值给变量

$ declare [-aixr] variable
-a ： 定义为数组类型
-i ： 定义为整数类型
-x ： 定义为环境变量
-r ： 定义为 readonly 类型

指令搜索顺序

• 以绝对或相对路径来执行指令，例如 /bin/ls 或者 ./ls ；
• 由别名找到该指令来执行；
• 由 Bash 内置的指令来执行；
• 按 $PATH 变量指定的搜索路径的顺序找到第一个指令来执行。

数据流重定向

重定向指的是使用文件代替标准输入、标准输出和标准错误输出

有一个箭头的表示以覆盖的方式重定向，而有两个箭头的表示以追加的方式重定向

1	代码	运算符
标准输入 (stdin)	0	< 或 <<
标准输出 (stdout)	1	> 或 >>
标准错误输出 (stderr)	2	2> 或 2>>

ls &> result # 将ls的所有输出都定向到result文件

管道指令

将一个命令的标准输出作为另一个命令的标准输入

ll | cat -n # 将ll的结果作为cat的输入

提取指令

• cut

$ cut
-d ：使用分隔符对每行进行分割
-f ：经过 -d 分隔后，使用 -f n 取出第 n 个区间
-c ：以字符为单位取出区间

last | cut -d ' ' -f 1 # 取出登录的用户

排序指令

• sort

$ sort [-fbMnrtuk] [file or stdin]
-f ：忽略大小写
-b ：忽略最前面的空格
-M ：以月份的名字来排序，例如 JAN，DEC
-n ：使用数字
-r ：反向排序
-u ：相当于 unique，重复的内容只出现一次
-t ：分隔符，默认为 tab
-k ：指定排序的区间

last | cut -d ' ' -f 1 | sort # 对登录用户进行排序

• uniq

去除重复数据

$ uniq [-ic]
-i ：忽略大小写
-c ：进行计数

last | cut -d ' ' -f 1 | sort |uniq -c # 统计用户登录次数

双向输出重定向

• tee

cat my.link  |tee result # 同时将输出输出到屏幕和result文件

字符转换指令

• tr

对字符替换

last | tr '[0-9]' '*' # 把数字替换成*

• col

将tab转换为空格

• expand

将 tab 转换一定数量的空格，默认是 8 个

正则表达式

grep

globally search a regular expression and print，使用正则表示式进行全局查找并打印。

$ grep [-acinv] [--color=auto] 搜寻字符串 filename
-c ： 统计匹配到行的个数
-i ： 忽略大小写
-n ： 输出行号
-v ： 反向选择，也就是显示出没有 搜寻字符串 内容的那一行
--color=auto ：找到的关键字加颜色显示

last |grep 'pts/[0-9]' # 找出pts登录的

printf

printf '%10s \n'  $(last |grep 'pts/[0-9]') # 格式化输出，非管道命令，需要通过$()进行数据传递

awk

awk 每次处理一行，处理的最小单位是字段，每个字段的命名方式为：$n，n 为字段号，从 1 开始，$0 表示一整行

last -n 5 | awk '{print $1 "\t" $3}' # 最近5个登录的用户及ip

进程管理

查看进程

• ps

ps -l # 查看自己的进程
ps aux # 查看系统所有进程

• pstree

pstree -A # 查看所有进程树

• top

top -d 2 # 2秒刷新一次查看进程

进程状态

状态	说明
R	running or runnable (on run queue) 正在执行或者可执行，此时进程位于执行队列中。
D	uninterruptible sleep (usually I/O) 不可中断阻塞，表示进程正在跟硬件交互，并且交互过程不允许被其他进程或中断打断
S	interruptible sleep (waiting for an event to complete) 可中断阻塞，此时进程正在等待某个事件完成。
Z	zombie (terminated but not reaped by its parent) 僵死，进程已经终止但是父进程还没有回收它的资源（比如进程的描述符、PID 等）
T	stopped (either by a job control signal or because it is being traced) 结束，进程既可以被作业控制信号结束，也可能是正在被追踪。
I	idle 空闲状态，用在不可中断睡眠的内核线程上，硬件交互导致的不可中断进程用 D 表示，但对某些内核线程来说，它们有可能实际上并没有任何负载，用 Idle 正是为了区分这种情况

stateDiagram-v2
  D --> R: woken
  R --> Z: exit
  R --> T: signal
  T --> R: signal
  R --> S: interruptible sleep
  S --> R: woken/signal
  R --> D: uninterruptible sleep

如果系统或硬件发生了故障，进程可能会在不可中断状态保持很久，甚至导致系统中出现大量不可中断进程

一旦父进程没有通过 wait 、waitpid 处理子进程的终止，还一直保持运行状态，那么子进程就会一直处于僵尸状态。大量的僵尸进程会用尽 PID 进程号，导致新进程不能创建

SIGCHLD

子进程改变了它的状态时（停止运行，继续运行或者退出），有两件事会发生在父进程中：

• 得到 SIGCHLD 信号；
  • 子进程发送的 SIGCHLD 信号包含了子进程的信息，比如进程 ID、进程状态、进程使用 CPU 的时间等
• waitpid() 或者 wait() 调用会返回
  • 在子进程退出时，它的进程描述符不会立即释放，这是为了让父进程得到子进程信息，父进程通过 wait() 和 waitpid() 来获得一个已经退出的子进程的信息。

wait

父进程调用 wait() 会一直阻塞，直到收到一个子进程退出的 SIGCHLD 信号，之后 wait() 函数会销毁子进程并返回

waitpid

作用和 wait() 完全相同，但是多了两个可由用户控制的参数 pid 和 options。

pid 参数指示一个子进程的 ID，表示只关心这个子进程退出的 SIGCHLD 信号。如果 pid=-1 时，那么和 wait() 作用相同，都是关心所有子进程退出的 SIGCHLD 信号。

options 参数主要有 WNOHANG 和 WUNTRACED 两个选项，WNOHANG 可以使 waitpid() 调用变成非阻塞的，也就是说它会立即返回，父进程可以继续执行其它任务

孤儿进程

父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程将成为孤儿进程

孤儿进程将被 init 进程（进程号为 1）所收养，并由 init 进程对它们完成状态收集工作

僵尸进程

一个子进程的进程描述符在子进程退出时不会释放，只有当父进程通过 wait() 或 waitpid() 获取了子进程信息后才会释放。如果子进程退出，而父进程并没有调用 wait() 或 waitpid()，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中，这种进程称之为僵尸进程

如果产生大量僵尸进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程