第十九章 Linux

19.1 Linux简介

• Linux 是一套免费使用、开源的类 Unix 操作系统。 Linux 存在着许多不同的发行版本，但它们都使用了 Linux 内核 。

• 严格来讲，Linux 这个词本身只表示 Linux 内核，在 GNU/Linux 系统中，Linux 实际就是 Linux 内核，而该系统的其余部分主要是由 GNU 工程编写和提供的程序组成。单独的 Linux 内核并不能成为一个可以正常工作的操作系统。

• 操作系统的内核

  • 内核（英语：Kernel，又称核心）在计算机科学中是一个用来管理软件发出的数据 I/O（输入与输出）要求的电脑程序，将这些要求转译为数据处理的指令并交由中央处理器（CPU）及电脑中其他电子组件进行处理，是现代操作系统中最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并由内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。 直接对硬件操作是非常复杂的。所以内核通常提供一种硬件抽象的方法，来完成这些操作。有了这个，通过进程间通信机制及系统调用，应用进程可间接控制所需的硬件资源（特别是处理器及 IO 设备）

• 常见的Linux发行版本

  • Linus Torvalds 开源的只是 Linux 内核，我们上面也提到了操作系统内核的作用。一些组织或厂商将 Linux 内核与各种软件和文档包装起来，并提供系统安装界面和系统配置、设定与管理工具，就构成了 Linux 的发行版本。
  • Linux 的发行版本可以大体分为两类：
    • 商业公司维护的发行版本，以著名的 Red Hat 为代表，比较典型的有 CentOS 。
    • 社区组织维护的发行版本，以 Debian 为代表，比较典型的有 Ubuntu、Debian。

19.2 Linux文件系统概览

• 在Linux操作系统中，所有被操作系统管理的资源，例如网络接口卡，磁盘驱动器，打印机，输入输出设备，普通文件或是目录都被看作是一个文件，也就是说在Linux系统中有一个重要的概念：一切都是文件。
• 其实这是 UNIX 哲学的一个体现，在 UNIX 系统中，把一切资源都看作是文件，Linux 的文件系统也是借鉴 UNIX 文件系统而来。

19.3 inode介绍

• inode 是 linux/unix 文件系统的基础。那么，inode 是什么?有什么作用呢?
• 硬盘的最小存储单位是扇区(Sector)，**块(block)**由多个扇区组成。文件数据存储在块中。块的最常见的大小是 4kb，约为 8 个连续的扇区组成（每个扇区存储 512 字节）。一个文件可能会占用多个 block，但是一个块只能存放一个文件。
• 虽然，我们将文件存储在了**块(block)**中，但是我们还需要一个空间来存储文件的元信息。 metadata ：如某个文件被分成几块、每一块在的地址、文件拥有者，创建时间，权限，大小等。这种 存储文件元信息的区域就叫 inode，译为索引节点：i（index）+node。 每个文件都有一个 inode，存储文件的元信息。
• 可以使用 stat 命令可以查看文件的 inode 信息。每个 inode 都有一个号码，Linux/Unix 操作系统不使用文件名来区分文件，而是使用 inode 号码区分不同的文件
• 总结：
  • inode ：记录文件的属性信息，可以使用 stat 命令查看 inode 信息。
  • block ：实际文件的内容，如果一个文件大于一个块时候，那么将占用多个 block，但是一个块只能存放一个文件。（因为数据是由 inode 指向的，如果有两个文件的数据存放在同一个块中，就会乱套了）

19.4 Linux文件类型

• Linux 支持很多文件类型，其中非常重要的文件类型有: 普通文件，目录文件，链接文件，设备文件，管道文件，Socket 套接字文件等。
  • 普通文件（-） ： 用于存储信息和数据， Linux 用户可以根据访问权限对普通文件进行查看、更改和删除。比如：图片、声音、PDF、text、视频、源代码等等。
  • 目录文件（d，directory file） ：目录也是文件的一种，用于表示和管理系统中的文件，目录文件中包含一些文件名和子目录名。打开目录事实上就是打开目录文件。
  • 符号链接文件（l，symbolic link） ：保留了指向文件的地址而不是文件本身。
  • 字符设备（c，char） ：用来访问字符设备比如键盘。
  • 设备文件（b，block） ： 用来访问块设备比如硬盘、软盘
  • 管道文件(p,pipe) : 一种特殊类型的文件，用于进程之间的通信
  • 套接字(s,socket) ：用于进程间的网络通信，也可以用于本机之间的非网络通信。

19.5 Linux目录树

• 所有可操作的计算机资源都存在于目录树这个结构中，对计算资源的访问，可以看做是对这棵目录树的访问。
• Linux的目录结构如下：

• 常见目录说明：
  • /bin： 存放二进制可执行文件(ls、cat、mkdir 等)，常用命令一般都在这里；
  • /etc： 存放系统管理和配置文件；
  • /home： 存放所有用户文件的根目录，是用户主目录的基点，比如用户 user 的主目录就是/home/user，可以用~user 表示；
  • /usr ： 用于存放系统应用程序；
  • /opt： 额外安装的可选应用程序包所放置的位置。一般情况下，我们可以把 tomcat 等都安装到这里；
  • /proc： 虚拟文件系统目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息；
  • /root： 超级用户（系统管理员）的主目录（特权阶级^o）；
  • /sbin: 存放二进制可执行文件，只有 root 才能访问。这里存放的是系统管理员使用的系统级别的管理命令和程序。如 ifconfig 等；
  • /dev： 用于存放设备文件；
  • /mnt： 系统管理员安装临时文件系统的安装点，系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统；
  • /boot： 存放用于系统引导时使用的各种文件；
  • /lib ： 存放着和系统运行相关的库文件 ；
  • /tmp： 用于存放各种临时文件，是公用的临时文件存储点；
  • /var： 用于存放运行时需要改变数据的文件，也是某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件（系统启动日志等。）等；
  • /lost+found： 这个目录平时是空的，系统非正常关机而留下“无家可归”的文件（windows 下叫什么.chk）就在这里

19.6 Linux常用命令

19.6.1 目录切换命令

• cd usr： 切换到该目录下 usr 目录
• cd …（或cd…/）： 切换到上一层目录
• cd /： 切换到系统根目录
• cd ~： 切换到用户主目录
• cd -： 切换到上一个操作所在目录

19.6.2 目录的操作命令(增删改查)

• mkdir 目录名称： 增加目录
• ls/ll（ll 是 ls -l 的别名，ll 命令可以看到该目录下的所有目录和文件的详细信息）：查看目录信息。
• find 目录 参数： 寻找目录（查）。示例：① 列出当前目录及子目录下所有文件和文件夹: find .；② 在/home目录下查找以.txt 结尾的文件名:find /home -name “.txt" ,忽略大小写: find /home -iname ".txt” ；③ 当前目录及子目录下查找所有以.txt 和.pdf 结尾的文件:find . ( -name “.txt" -o -name ".pdf” )或find . -name “.txt" -o -name ".pdf”。
• mv 目录名称 新目录名称： 修改目录的名称（改）。注意：mv 的语法不仅可以对目录进行重命名而且也可以对各种文件，压缩包等进行 重命名的操作。mv 命令用来对文件或目录重新命名，或者将文件从一个目录移到另一个目录中。后面会介绍到 mv 命令的另一个用法。
• mv 目录名称 目录的新位置： 移动目录的位置—剪切（改）。注意：mv 语法不仅可以对目录进行剪切操作，对文件和压缩包等都可执行剪切操作。另外 mv 与 cp 的结果不同，mv 好像文件“搬家”，文件个数并未增加。而 cp 对文件进行复制，文件个数增加了。
• cp -r 目录名称 目录拷贝的目标位置： 拷贝目录（改），-r 代表递归拷贝 。注意：cp 命令不仅可以拷贝目录还可以拷贝文件，压缩包等，拷贝文件和压缩包时不 用写-r 递归。
• rm [-rf] 目录 : 删除目录（删）。注意：rm 不仅可以删除目录，也可以删除其他文件或压缩包，为了增强大家的记忆， 无论删除任何目录或文件，都直接使用rm -rf 目录/文件/压缩包。

19.6.3 文件的操作命令(增删改查)

• touch 文件名称: 文件的创建（增）。

• cat/more/less/tail 文件名称 ：文件的查看（查） 。命令 tail -f 文件 可以对某个文件进行动态监控，例如 tomcat 的日志文件， 会随着程序的运行，日志会变化，可以使用 tail -f catalina-2016-11-11.log 监控 文 件的变化 。

  • more [选项] 文件 :功能类似 cat ，cat 命令是将整个文件的内容从上到下显示在屏幕上。 more 命令会一页一页的显示，方便使用者逐页阅读，而最基本的指令就是按空白键（space）往下一页显示，按 b 键就会往回（back）一页显示，而且还有搜寻字串的功能
  • less [选项] 文件: less 工具也是对文件或其它输出进行分页显示的工具，应该说是 linux 正统查看文件内容的工具，功能极其强大。
  • tail [选项] 文件: tail 命令主要用于显示指定文件末尾内容。常用查看日志文件
  • head [选项] 文件: head 命令就像它的名字一样浅显易懂，主要是用来显示档案的开头至标准输出中，默认 head 命令打印其相应文件的开头 10 行。
  • 使用 tail 命令的-f 选项可以即时输出文件变化后追加的内容，tail -f filename 会把 filename 里最尾部的内容显示在屏幕上，并且不但刷新，使你看到最新的文件内容。

• vim 文件： 修改文件的内容（改）。vim 编辑器是 Linux 中的强大组件，是 vi 编辑器的加强版，vim 编辑器的命令和快捷方式有很多，但此处不一一阐述，大家也无需研究的很透彻，使用 vim 编辑修改文件的方式基本会使用就可以了。在实际开发中，使用 vim 编辑器主要作用就是修改配置文件，下面是一般步骤： vim 文件------>进入文件----->命令模式------>按i进入编辑模式----->编辑文件 ------->按Esc进入底行模式----->输入：wq/q! （输入 wq 代表写入内容并退出，即保存；输入 q!代表强制退出不保存）。

• rm -rf: 删除文件

19.6.4 压缩文件的操作命令

• 打包并压缩文件

  • Linux 中的打包文件一般是以.tar 结尾的，压缩的命令一般是以.gz 结尾的。而一般情况下打包和压缩是一起进行的，打包并压缩后的文件的后缀名一般.tar.gz。 命令：tar -zcvf 打包压缩后的文件名 要打包压缩的文件 ，其中：
    • z：调用 gzip 压缩命令进行压缩
    • c：打包文件
    • v：显示运行过程
    • f：指定文件名
  • 比如：假如 test 目录下有三个文件分别是：aaa.txt bbb.txt ccc.txt，如果我们要打包 test 目录并指定压缩后的压缩包名称为 test.tar.gz 可以使用命令：tar -zcvf test.tar.gz aaa.txt bbb.txt ccc.txt 或 tar -zcvf test.tar.gz /test/

• 解压压缩包：

  • 命令：tar [-xvf] 压缩文件
    其中，x:代表解压

  • 示例：

    • 将 /test 下的 test.tar.gz 解压到当前目录下可以使用命令：tar -xvf test.tar.gz
    • 将 /test 下的 test.tar.gz 解压到根目录/usr 下:tar -xvf test.tar.gz -C /usr（- C 代表指定解压的位置）

19.6.5 Linux的权限命令

• 操作系统中每个文件都拥有特定的权限、所属用户和所属组。权限是操作系统用来限制资源访问的机制，在 Linux 中权限一般分为读(readable)、写(writable)和执行(excutable)，分为三组。分别对应文件的属主(owner)，属组(group)和其他用户(other)，通过这样的机制来限制哪些用户、哪些组可以对特定的文件进行什么样的操作。
  

• 文件类型：

  • d:代表目录
  • -：代表文件
  • l:代表软链接(可以认为是window中的快捷方式)

• Linux 中权限分为以下几种：

  • r：代表权限是可读，r 也可以用数字 4 表示
  • w：代表权限是可写，w 也可以用数字 2 表示
  • x：代表权限是可执行，x 也可以用数字 1 表示

• 文件和目录权限的区别

  • 对文件和目录而言，读写执行表示不同的意义。
  • 对于文件：
    
  • 对于目录：
    

• 需要注意的是： 超级用户可以无视普通用户的权限，即使文件目录权限是 000，依旧可以访问。

• 在 linux 中的每个用户必须属于一个组，不能独立于组外。在 linux 中每个文件有所有者、所在组、其它组的概念。

  • 所有者(u) ：一般为文件的创建者，谁创建了该文件，就天然的成为该文件的所有者，用 ls ‐ahl 命令可以看到文件的所有者 也可以使用 chown 用户名 文件名来修改文件的所有者 。
  • 文件所在组(g) ：当某个用户创建了一个文件后，这个文件的所在组就是该用户所在的组用 ls ‐ahl命令可以看到文件的所有组也可以使用 chgrp 组名 文件名来修改文件所在的组。
  • 其它组(o) ：除开文件的所有者和所在组的用户外，系统的其它用户都是文件的其它组。

• 修改文件/目录的权限的命令：chmod

  • 修改/test 下的 aaa.txt 的权限为文件所有者有全部权限，文件所有者所在的组有读写权限，其他用户只有读的权限
  • chmod u=rwx,g=rw,o=r aaa.txt 或者 chmod 764 aaa.txt

19.6.6 Linux用户管理

• Linux 系统是一个多用户多任务的分时操作系统，任何一个要使用系统资源的用户，都必须首先向系统管理员申请一个账号，然后以这个账号的身份进入系统。

• 用户的账号一方面可以帮助系统管理员对使用系统的用户进行跟踪，并控制他们对系统资源的访问；另一方面也可以帮助用户组织文件，并为用户提供安全性保护。

• Linux用户管理相关命令：

  • useradd 选项 用户名:添加用户账号
  • userdel 选项 用户名:删除用户帐号
  • usermod 选项 用户名:修改帐号
  • passwd 用户名:更改或创建用户的密码
  • passwd -S 用户名 :显示用户账号密码信息
  • passwd -d 用户名: 清除用户密码

• useradd 命令用于 Linux 中创建的新的系统用户。useradd可用来建立用户帐号。帐号建好之后，再用passwd设定帐号的密码．而可用userdel删除帐号。使用useradd指令所建立的帐号，实际上是保存在 /etc/passwd文本文件中。

• passwd命令用于设置用户的认证信息，包括用户密码、密码过期时间等。系统管理者则能用它管理系统用户的密码。只有管理者可以指定用户名称，一般用户只能变更自己的密码。

19.6.7 Linux系统用户组的管理

• 每个用户都有一个用户组，系统可以对一个用户组中的所有用户进行集中管理。不同 Linux 系统对用户组的规定有所不同，如 Linux 下的用户属于与它同名的用户组，这个用户组在创建用户时同时创建。
• 用户组的管理涉及用户组的添加、删除和修改。组的增加、删除和修改实际上就是对/etc/group文件的更新。
• Linux 系统用户组的管理相关命令:
  • groupadd 选项 用户组 :增加一个新的用户组
  • groupdel 用户组:要删除一个已有的用户组
  • groupmod 选项 用户组 : 修改用户组的属性

19.6.8 其他常用命令

• pwd： 显示当前所在位置

• sudo + 其他命令：以系统管理者的身份执行指令，也就是说，经由 sudo 所执行的指令就好像是 root 亲自执行。

• grep 要搜索的字符串 要搜索的文件 --color： 搜索命令，–color 代表高亮显示

• ps -ef/ps -aux： 这两个命令都是查看当前系统正在运行进程，两者的区别是展示格式不同。如果想要查看特定的进程可以使用这样的格式：ps aux|grep redis （查看包括 redis 字符串的进程），也可使用 pgrep redis -a
  注意： 如果直接用 ps（（Process Status））命令，会显示所有进程的状态，通常结合 grep 命令查看某进程的状态。

• kill -9 进程的pid： 杀死进程（-9 表示强制终止。）

  • 先用 ps 查找进程，然后用 kill 杀掉

• 网络通信命令

  • 查看当前系统的网卡信息：ifconfig
  • 查看与某台机器的连接情况
  • 查看当前系统的端口调用：netstat -an

• net-tools 和 iproute2 ： net-tools起源于 BSD 的 TCP/IP 工具箱，后来成为老版本 Linux 中配置网络功能的工具。但自 2001 年起，Linux 社区已经对其停止维护。同时，一些 Linux 发行版比如 Arch Linux 和 CentOS/RHEL 7 则已经完全抛弃了 net-tools，只支持iproute2。linux ip 命令类似于 ifconfig，但功能更强大，旨在替代它。更多详情请阅读如何在 Linux 中使用 IP 命令和示例。

• shutdown: shutdown -h now:指定现在立即关机；shutdown +5 “System will shutdown after 5 minutes”：指定五分钟后关机，同时送出警告信息给登入用户。

• rebot:rebot：重开机。reboot -w： 做个重开机的模拟（只有纪录并不会真的重开机）