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Linux学习笔记

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本文记录了小编在学习Linux的过程中总结的常用知识点

Linux特点

Linux中一切皆文件，好比Java中一切皆对象

  1. 目录树
    Linux存在目录树，存在目录树这样的虚拟结构是为了和磁盘分区解耦，增强代码的可移植性，比如只要有两台linux系统的计算机有相同的目录树结构，就可以执行相同的程序
  2. 和Windows的区别：
    1）Windows通过%%来取变量值，而Linux通过$
    2）Windows通过;来分割PATH路径，而Linux通过:来分割PATH路径
    3）Window是图形界面，而Linux是字符串界面
  3. 文件的后缀名
    在打开文件的时候需要先指定程序再打开文件，所以Linux中文件的后缀名没有意义，但是Windows中的后缀名是有意义的，因为在Windows中打开文件的方式有两种，第一种方式是先指定程序再打开文件，第二种方式是直接双击打开文件，后者的远离原理就是根据文件后缀名先启动相应的程序，然后反过来再打开指定文件
  4. 文件描述符
    文件描述符（file descriptor）是用来描述输入输出流，其中0表示输入，1表示正常输出，2表示错误输出，类似Java中的输入输出流对象

Linux启动

  1. 计算机启动后，其中叫bias的小芯片中的代码导入内存执行，决定从磁盘还是光驱引导操作系统执行
  2. 在磁盘的0磁道上找到引导程序的分区位置之后，将程序放入内存中执行
  3. 接下来install bootloader
  4. 安装的bootloader可以读取不同格式的分区，它将kernel（内核）加到内存，触发cpu将内存一刀切成kernel（内核）空间和user（用户）空间
  5. 将目录挂载到分区，挂载后找到sbin目录
  6. 找到sbin目录下的init程序（inittab文件），将其放入内存中执行（启动用户的第一个程序init），inittab程序的最后一行配置表明操作系统以什么方式启动，其中3表示命令行，5表示图形界面，1表示single方式（使用场景是当所有人都忘记了服务器登陆密码，需要重启服务器，之后就进入了single）
  7. 紧接着调起第二个程序login
  8. 然后切换成bash（shell的实现），它是一种人机交互程序，以命令提示符的方式呈现，其中bash是shell的具体实现，shell是一个进程，分成GUI（Graphical User Interface）和CLI（Command Line Interface）两种类型

bash命令

  • type
    查看命令类型，命令分成内部命令和外部命令，外部命令的样式为命令的路径，内部命令的样式为xxx is a shell builtin，外部命令通过man来学习（可以通过yum install man man-pages安装学习手册），内部命令通过通过help来学习，外部命令的执行过程是首先在bash提供的提示符中输入字符串，然后bash在磁盘中找到相应的程序扔进内存中跑起来变成进程
  • file
    查看文件类型，外部命令的文件类型是 ELF（Executable and Linkable Format）或script（通过先启动一个进程，比如python解释器，然后反过来执行脚本）
  • echo
    打印到标准输出，相当于 Java 中的System.out.println
  • $
    取变量的值，比如查看执行命令所在路径$PATH
  • ps -fe
    进程列表，比如查看docker的进程可以通过ps -ef | grep docker
  • whereis
    定位命令位置

文件系统

根目录下文件内容

  1. /boot：引导系统启动相关的文件
  2. /dev：设备文件，除了cpu外一切IO设备都抽象成文件并放到该目录下
  3. /etc：配置文件，相当于Windows中的控制面板
  4. /libs：第三方扩展程序
  5. /bin：可执行文件
  6. /var：产生的数据文件
  7. /home：普通用户的家目录，每一个用户的家目录通常默认为/home/USERNAME
  8. /root：管理员的家目录
  9. /opt：第三方程序的安装目录
  10. /usr：内部结构和当前结构类似

文件操作命令

  1. df：显示磁盘使用情况
    比如：df -h 查看磁盘信息和挂载信息( df 相当于进入了 window 中“我的电脑”，-h表示以人类可视化的方式)

  2. du：显示文件系统使用情况
    比如：du -sh 统计每个目录所占的总空间信息

  3. ls：显示目录
    比如：ls -hl 以长列表的形式可视化当前目录下的文件名以及带单位的文件大小

    第1列是文件类型+权限

    | 文件类型 | 描述 |
    | ———————— | —————————————————————————————— |
    | - | 文本，mp3，mp4等类型 |
    | d（directory） | 目录 |
    | b（block） | 块设备文件/字节流文件，一般是IO类型设备，比如磁盘 |
    | c（character） | 字符设备文件/字符流文件（在字节流上增加了编码格式，即存在规则控制），一般是IO类型设备，比如屏幕和键盘就是字符流文件，因为屏幕呈现的图像是由取值从0到255的三原色合成的像素构成，三原色需要同时打在屏幕上体现了规则控制，键盘有快捷键绑定也体现了规则控制 |
    | p（pipe） | 命令管道文件 |
    | s（socket） | 套接字类型文件，比如将百度服务器，即文件读入到本地 |

    权限共9位，每3位一组，共3组（User，Group，Other），每一组的权限有rwx(读，写，执行)

    第2列是文件硬链接的次数

    第3列是文件的属主(owner)

    第4列是文件的属组(group)

    第5列是文件大小(size)，单位是字节

    第6列是时间戳(timestamp)：最近一次被修改的时间

    第7列是访问时间（access）

    第8列是文件内容修改的时间（modify）

    第9列是metadata修改时间（change）

  4. cd：切换工作目录
    1）cd/cd ~：进入家目录，这里面涉及到~扩展，比如bash执行~/god会首先将其变成/home/god然后执行
    2）cd ..：进入上一级目录
    3）cd /：进入根目录
    4）cd -：进入上一次目录

  5. pwd：显示当前工作目录

  6. mkdir：创建目录
    1）mkdir -p ./a/b/c：创建多层目录
    2）–mkdir a/{1,2,3}dir：创建多个同级目录(Linux对空白符特别敏感，每条Linux指令的第一部分就是某个程序，因此千万不要夹杂空白符，否则bash会根据空白符号进行分割)

  7. rm：删除

  8. cp：拷贝
    1）cp /etc/{profile,inittab} ./：将profile,inittab文件同时拷贝到当前目录下
    2）cp -r ./a ./new：当前目录下的a文件拷贝一份成new

  9. mv：移动

  10. ln：链接
    1) ln /xxx/xx/xx.txt 硬连接名：硬连接（默认），和原文件的磁盘索引相同，删除了原文件，硬连接的内容还在
    2）ln -s /xxx/xx/xx.txt 软连接名 ：软连接，和原文件文件对应的磁盘索引不同，若删除了原文件，那软连接的内容也不见了，如果创建了和原文件名称一样的新文件，那软连接的内容会更新成新文件的内容

  11. stat：查看元数据，其中Linux中文件的元数据就是windows系统中的属性，可以查看到文件的访问时间（access time），内容修改时间（modify time），元数据修改时间（change time）

  12. touch：创建新文件或将已有文件统一访问时间（access time），内容修改时间（modify time）以及元数据修改时间（change time） ，touch对已有文件作用可以应用于异地备份或者断网

文本操作命令

  1. cat：查看全文并退出，是外部命令，下面指令为类似的查看操作
    1）more：分页形式，最后退出，一般用在没有滚动条的服务器端，可以用空格和B来控制向下和向上翻页
    2）less：分页形式，最后不退出
    3）head -2 xxx.txt：查看开头2行
    4）tail -2 xxx.txt：查看末尾2行
  2. |：管道，将前面的输出不打印而是传到后面的指令，它可以和后面的指令合并
    1）cat b.txt | head -3：将b.txt中的前3行打印出来
    2）head -3 b.txt | tail -1：将b.txt中的第3行打印出来
    3）echo "/" |xargs ls -l：显示根目录下的文件信息，其中不能使用echo "/" |ls -l查询根目录，因为ls读取接受标准输入中的内容，即不能读取文件内容，所以这种管道用法对ls无效，而xargs是可以在标准输入中读取到内容，xargs将自己的参数理解成字符串，然后模仿shell做split，将第一个子字符串理解为命令，然后将分割后的第2个子字符串进行拼接和之前读取的内容进行拼接执行
  3. cut：对文本内容进行切割
    1）-d：自定义分隔符，比如-d' '表示按照空格进行切割
    2）-s：不显示没有分隔符的行
    3）-f：选择显示的列，比如-f1,3表示显示第一列和第三列
  4. sort：对文本内容进行排序，排序分成字典序（默认）和数值序
    1）-n：按照数值排序
    2）-r：倒序排列，比如-nr就是按照数值进行倒序排列
    3）-t：自定义分隔符，比如-t' '是按照空格进行切割
    4）-k：选择排序列，比如-k2是按照第2列进行排序，-k1,3, -k1-3等表示指定多列进行排序，sort -t' ' -k2 -n xxx.txt表示按照空格进行分割，针对第二列按照数值进行排序
    5）-u：合并相同行
    6）-f：忽略大小写
  5. wc：计算文本行数，常用于断点测试，断点测试分成两种，第一种是通过手动监控，可以用wc来判断数据是否完成导入，比如通过cat xxx.txt | wc -l来输出文本的行数，第二种是自动监控，比如监控生成_success数据是否完成导入

VI编辑器

VI是一款全凭的文本编辑器，在Linux系统中用VI文本编辑器编辑的文本保存之后，默认是utif-8格式，其中1个字母要开辟一个字节的内存空间，1个汉字要开辟3个字节的空间。最基础的编码格式是ascii编码，但是由于ascii编码包含的内容少，所有后来又有了扩展字符集。接下来简单介绍一下用VI编辑器编辑的文件模式以及模式之间的相互转换

文件模式

编辑模式

默认打开文件进入编辑模式，常用指令

1）h/j/k/l：分别将光标移到左下上右
2）w/e：将光标移到下一个单词的词首/词尾
3） b：将光标移到当前/前一个单词的词首
4）0/^：将光标移到行首/行首的第一个非空白字符
5）$：将光标移到行尾
6）gg：将光标移动到文章开头
7) G/nG：将光标移动到文章结尾/文章第n行
8）x：删除光标位置字符，比如3x表示删除光标开始的3个字符
9）r：替换光标位置字符
10）dd：删除/剪切光标所在行，比如3dd表示删除/剪切包括光标所在行的下三行
11）yy：复制光标所在行，比如ydd表示复制包括光标所在行的下三行
12) p：粘贴
13）u：撤销

输入模式

可以正常输入按键内容的模式

末行模式

接受用户命令输入

1）:set nu：展示行数
2）:set nonu：不展示行数

模式转换

  1. 编辑模式转输入模式

    1）i: 在当前光标所在字符的前面，转为输入模式
    2）a: 在当前光标所在字符的后面，转为输入模式
    3）o: 在当前光标所在行的下方新建一行，并转为输入模式
    4）O：在当前光标所在行的上方，新建一行，并转为输入模式
    5）I：在当前光标所在行的行首，转换为输入模式
    6）A：在当前光标所在行的行尾，转换为输入模式

  2. 编辑模式/输入模式转末行模式

    ：

  3. 末行模式转编辑模式

    ESC

文件打开

  1. vim /path/xxx.txt：打开path路径下的xxx.txt
  2. vim + xxx.txt：打开xxx.txt，定位至最后一行
  3. vim +n xxx.txt：打开xxx.txt，并定位于第n行
  4. vim +/PATTERN xxx.txt：打开xxx.txt，定位至第一次被PATTERN匹配到的行的行首

文件关闭

  1. :q： 退出，没有动过文件
  2. :wq：保存并退出 ，动过了不后悔
  3. q!：退出不保存，用于动过但后悔了
  4. :w ：保存
  5. :w!：强行保存
  6. shit+ZZ：在编辑模式中直接保存并退出，不需要冒号（末行模式）

字符匹配

在终端我们可以通过通配符进行匹配文件或者文件名，比如*表示任意长的任意字符，?表示任意一个字符。在这一部分主要介绍一下字符匹配，字符匹配分为静态匹配和动态匹配，静态匹配也叫绝对匹配，比如匹配一个具体的字符串，动态匹配也就是用正则表达式进行匹配，其中正则表达式的操作符分为以下两种

匹配操作符

  1. \：转义字符
  2. .：匹配任意单个字符
  3. [0-7],[^5],[a-k],[123kb]：匹配其中的存在一个字符
  4. ^：行首
  5. $：行尾
  6. \<\>：匹配单词的首尾边界，比如\<abc就是匹配单词abc的开头
  7. ｜：连接操作符（基本操作符）
  8. (,)：选择操作符（基本操作符）
  9. \n：反向引用（基本操作符）

重复操作符

  1. *：匹配前面的字符0至多个
  2. ？：匹配前面的字符0至1个（基本操作符）
  3. +：匹配前面的字符1至多个（基本操作符）
  4. {n}：匹配n次（基本操作符）
  5. {n,}：匹配n到多次（基本操作符）
  6. {n,m}：匹配n到m次（基本操作符）

补充

  • .*就是匹配任意长度的任意字符，相当于通配符中的*
  • grep仅支持基本正则表达式以及转义的正则表达式

用户资源与权限

用户，资源（文件，目录或者程序）以及权限之间相互绑定才有意义，单说任意一项都没有意义，接下来通过举例子来简单介绍用户，资源与权限

添加用户

有一台服务器以及两个部门，现在需要添加两个用户hn01和hn02

# 普通用户只能用passwd修改自己的密码，root用户可以用passwd修改别人的密码

# 增加用户hn01(删除用户用userdel)
useradd hn01

# 由于服务器的安全级别高，每个新增用户必须新添加密码
passwd hn01

# 输入密码，密码不能是回文，字符长度不能小于8
xxxxxxxx

# 增加用户hn02
useradd hn02

# 由于服务器的安全级别高，每个新增用户必须新添加密码
passwd hn02

# 输入密码，密码不能是回文，字符长度不能小于8
xxxxxxxx

# 通过id 用户名可以查看用户id（名称） ,初始组id（名称），以及所有的组groups（名称）
id hn01

之后就可以在/home/下看到两个用户名称

用户共享文件夹

将之前新增加的两个用户共享一个文件夹用于工作交流

# 1. 在根目录下创建一个share文件夹
mkdir share
# 创建后可以发现share的属主和属组都是root

# 2. 创建一个虚拟的组hngroup(删除组用groupdel)
groupadd hngroup

# 3. 将share的属组更改成刚创建的hngroup
chown root:hngroup share

# 4. 将两个用户添加到新建的hngroup里面(相当于修改用户的元信息)
usermod -a -G hngroup hn01
usermod -a -G hngroup hn02

######### 2-4 完成了用户与资源的绑定 ##########

# 5. 修改share的属组权限，让hn01和hn02都有读share的权利（也就是可以cd进share），使二者成为当前软件的管理员
# 补充
# 1）管理员有两种：第一种是操作系统管理员，也就是root用户，第二种是某个或某些软件的管理员，也就是普通用户
# 2）修改权限有两种方式：第一种是字符型，比如将属主权限增加rwx，属组权限增加rw，其他人权限去掉rw，那么命令就可以写成chmod u+rwx g+rw o-rw; 第二种是数值型，也就是用二进制表示相应权限是否开启，并将其转成十进制作为指令来修改权限
# 3）如果修改当前用户的权限，在修改完权限之后重新进入该用户来刷新权限
# 4）文件夹权限一般是奇数，比如：755，文件权限一般是偶数，比如：664（相比文件夹权限少了x）
# 5）权限x，针对文件夹是cd，针对文件是执行；权限r表示读取文件夹或者文件的元信息

######### 5 完成了与权限的绑定 ##########

控制不同用户的权限

假设新安装了sql软件，增加了一个sql的管理员用户hnadmin，hnadmin有控制sql的sbin中服务的权限，而之前创建的普通用户hn01和hn02只有执行bin下客户端的权限

# 在opt下创建mysql
mkdir /opt/mysql

# 进入mysql创建bin和sbin
mkdir {bin, sbin}

# 增加一个管理员用户mysqladmin
useradd mysqladmin

# 递归地将mysql以及子目录的属主修改成新增的用户
chown -R mysqladmin:root mysql

# 增加一个虚拟的组mysqlgroup
groupadd mysqlgroup

# 将两个普通用户添加到新建的虚拟组里面
usermod -a -G mysqlgroup hn01
usermod -a -G mysqlgroup hn02

# 重新修改属主和属组信息
chown -R mysqladmin:mysqlgroup mysql

# 修改sbin目录下的权限，只有管理员有修改（w）的权限，其他人没有修改的权限
cd sbin
chmod 744 xxx.txt

# 进入bin目录下，使得普通人有执行的权利
chown mysqladmin:mysqlgroup mysqlcli.sh
chmod 754 myslqcli.sh

软件安装

软件安装一般分成三种类型，编译安装，包安装以及仓库安装。针对编译安装，虚拟机中会经常用到，比如想要嵌入个性化代码的时候会用到编译安装，但是编译过程（比如javac）往往不是很关心；针对包安装，由于不是所有的仓库都包含所有包，比如java分成open java（apache）以及oracle的java（需要license），后者的包就不再任意一个仓库里面，所以包安装（rpm）也比较重要；针对仓库的安装，仓库将依赖的jar包放在一起，比如maven仓库，所以仓库安装（yum）也有存在的必要性。下面就简单描述编译安装的一般流程

编译安装

  1. 用scp将压缩包上传到虚拟机
  2. 用tar xf解压压缩包，然后cd到源码的目录，使用make进行编译安装的前提需要有MakeFile文件，如果没有就读README来定位到安装部分的说明
  3. 查看帮助信息./configure --help | more，发现配置文件未来将安装到--prefix路径，如果没有路径会自动创建路径，执行./configure --prefix=/opt/hn/nginx
  4. 发现缺少c编译器，执行yum install gcc -y，再执行./configure --prefix=/opt/hn/nginx
  5. 发现缺少PCRE，执行yum search PCRE，发现有版本i686（32位）和i86（64位），yum会自动选择匹配操作系统的版本，执行yum install pcre-devel，输入yes，再执行./configure --prefix=/opt/hn/nginx
  6. 发现缺少openssl-devel，通过yum search openssl，执行yum install openss-devel，输入yes（yum会自动安装依赖）
  7. 出现makeFile后执行make，执行流程是首先定位到Makefile中的default，然后到built，然后到objs，最后到真正做事的obj下执行makeFile，这步是真正意义上的安装，即拷贝的过程
  8. 执行make install，执行流是make拿着install打开Makefile，然后定位到install章节，根据内容进入到objs/Makefile，最后找到install进行安装
  9. cd到/opt/hn/nginx，执行./nginx，因为nginx是webserver，因此可以访问192.168.79.31:80（不用加80的端口号也可以），页面是否成功来判断编译+安装+执行是否成功

补充

产生makeFile文件之后，用vi打开它可以看到

default: build
build: obj/makeFile

make是编译和安装的命令， 执行make开始进行编译的时候，如果make后面没有参数，那就默认执行makeFile文件中的default，然后调用built，进而执行obj下面的makeFile进行编译，编译用到的编译器是gcc，其中gcc就是将C语言开源的gnu开源的C语言编译器