Linux入门指南：从命令行到文件系统

1 初始Linux

1.1 什么是Linux   

        Linux 是一套免费、开源、多用户、多任务的操作系统内核，基于它搭配软件组成完整操作系统,类比:windows，macOS等，这些都是操作系统

1.2 操作系统的定义，定位以及操作方式

1 定义

        操作系统（Operating System，简称 OS）是管理计算机硬件与软件资源、为用户和应用程序提供服务的系统软件，是电脑硬件和上层软件之间的中间桥梁。

2 定位

3 操作方式

        操作系统的操作方式有三种:

        1 图形化GUI（普通人最常用）例如:windows，macOS等
        2 命令行 CLI（程序员 / 运维核心操作方式）
        3 批处理 / 脚本自动化操作（高级批量方式）

        虽然Linux随着时代发展已经有图形化界面的产生，但是我们程序员还是使用命令行是更为常见的所以之后的开发也是围绕着在Linux上用命令行做开发

1.3 命令行和命令

1 命令行

    命令行是一种操作界面，和 Windows 桌面这种图形界面对应。

• 图形界面：鼠标点图标操作（GUI）
• 命令行：纯文字黑框，键盘打字输入指令操作系统（CLI）
  

2 命令
        命令就是你输入的一条条指令，让系统做具体事情，是真正干活的工具。实际上命令也是一种文件是一种可执行的文件。

Linux 命令基础规则
        命令 [选项] [文件/目录路径]-----注意空格的分割

1.4 初识Linux的shell命令以及运行原理

1 引入

        Linux严格意义上称为操作系统，我们称之为"核心(kernel)"，但是我们用户一般不能直接使用kernel。而是通过kernel的"外壳程序"。也就是所谓的shell，来与kernel沟通。这是我们就会产生疑问为什么不能直接使用kernel呢?shell又是什么?

2 shell是什么

        shell简单来说就是命令行解释器(command interpreter)。

3 shell的功能

        主要功能:

        1 将使用者的命令翻译给核心(kernel)处理

        2 将kernel运行的结果翻译给使用者

上面这张图就很好的解释了shell，kernell，使用者直接的关系。

        小王就是使用者不擅长和女孩子(男孩子)打交道，既使用者不擅长和kernel打交道因为他的底层都是一些任务管理，子进程创建之类的复杂用c语言和汇编混合编写所以使用者会展现出"不擅长"。

        王婆就是shell了她擅长和别人"打交道"可以帮助传递命令

2 初识Linux结构和文件系统对象

        我们想要彻底的理解Linux们首先要先明确 目录，路径，文件的概念以及它的结构

2.1 目录

        目录==文件夹
        目录（Directory，俗称文件夹）是操作系统用于分类、组织、管理文件与子目录的容器结构。目录就是一种清单，记录当前路径里有哪些文件

        在Linux中，目录是类型为 d 的特殊文件，遵循 Linux「一切皆文件」思想，它本身占用独立 结点，但和普通文件存储内容完全不同： 普通文件存用户数据（文本、二进制）； 目录内部只存储一张映射表:文件名——对应结点的编号。 目录的作用是把系统里所有文件分层收纳，构建一棵以 / 为起点的树形文件系统。

2.2 路径

1 定义

        路径是定位文件 / 目录位置的一串字符，用来告诉系统这个文件在文件系统树的哪一层。

通常 . 来表示当前目录 .. 来表示上级目录
        在Linux中，所有文件以 / 根目录起点形成唯一树形结构，路径就是树上从起点到目标节点的路线。

2 路径分类

        绝对路径:一般从/开始，不依赖其他目录的定位文件的方式。绝对路径⼀般不会随着用户的路径变化而丧失唯⼀性，⼀般在特定服务的配置文件中经常被使用
        相对路径:相对于当前用户所在的目录，来定位文件的方式。相对路径因为它的便捷性，⼀般在命令行中使用较多

3 路径存在的意义
        树状组织方式，都是为了保证快速定位查找到指定的文件，而定位文件就
需要具有唯一性的方案来进行定位文件。其中任何一个节点，都只有一个父节点，所以，从根目
录开始，定位指定文件，路径具有唯一性
 

2.3 文件

1 文件的定义

一、通用计算机定义（广义）

        文件是存储在存储设备上、拥有独立名称、由一串二进制数据构成的有序数据集合，系统会记录它的大小、访问权限、修改时间等元信息，供程序读写。
注意:如果在磁盘上创建一个空文件也是会占用内存空间的

文件==内容+属性

二、Linux 内核专属定义（核心：一切皆文件）

Linux 对文件的定义范围极大，不局限于磁盘上存数据的文档：

凡是可以通过 open/read/write/close 这一套系统调用进行读写操作的对象，都称之为文件。

2 Linux下文件的分类

标识	类型	说明	示例
-	普通文件	存储数据：文本、二进制程序、压缩包	a.txt、nginx
d	目录文件	文件夹，存放文件名与对应 inode 映射	/home、/etc
l	软链接	快捷方式，指向另一个文件路径	ln -s 创建
b	块设备	硬盘、U 盘，按块读写，带缓存	/dev/sda
c	字符设备	键盘、串口，逐字节流式读写	/dev/tty
p	管道文件	进程间单向通信	mkfifo 创建
s	套接字 socket	本地进程双向通信（服务本地通讯）	/var/run/mysql.sock

3 Linux下对文件的理解--Everything is a file 一切皆文件

        在Linux系统中，在 Linux 内核视角里，所有软硬件资源都统一抽象成文件，操作方式完全一致：读、写、打开、关闭，比如:键盘，显示器，目录(文件夹)，还有用户，其实在Linux都是一个一个的文件的形式存在的。其实不仅仅是Linux在windows下也是这样定义的

例如在Windows上，我们日常看到的桌面其实也是一个文件也可以对它进行读、写、打开、关闭只是windows做了图形化界面的处理而已

2.4 Linux的结构      

         Linux 文件系统是一棵以 /（根目录）为起点的树，任何文件、目录都有唯一路径
注意:

        1 非叶子结点:一定是一个非空目录
        2 叶子结点:一定是一个文件/空目录

3 初始Linux基本指令     

ls指令

语法：

        ls [选项] [目录/文件]

功能:

        对于目录，列出当前目录下的子目录和文件。对于文件，将来列出文件名以及信息

常见选项：
        • -a 列出目录下的所有文件，包括以 . 开头的隐含⽂件。
        • -d 将目录像文件一样显示，而不是显示其下的文件件。如：ls ‒d 指定目录
        • -k 以 k 字节的形式表示文件的大小。ls ‒alk 指定文件
        • -l 列出文件的详细信息
        • -r 对目录反向排序
        • -t 以时间排序

例:

隐藏文件

一、定义

        在 Linux 系统中：文件名以英文小数点 . 作为第一个字符的文件或文件夹，就是隐藏文件

一般用ls命令看不到只有加上-a选项才可以看到

例：

二、设计初衷

1. 存放程序配置、缓存、密钥、用户环境设置等不常手动修改的文件；
2. 日常执行 ls 时默认不展示，让目录界面更整洁，避免大量配置文件干扰正常操作

clear指令

语法：

        clear

功能:

        清屏

常见选项：
        无

例:

clear之前

clear之后

pwd指令

语法：

        pwd 

功能:

        显示用户所在的目录

常见选项:

        无

例:

cd指令

语法:

        cd 目录名

功能:

        改变工作目录，从一个目录进入到另一个目录中

常见选项:

        无

例：

touch指令

语法:

        touch [选项] 文件名/文件路径

功能:

        touch命令参数可更改文档或目录的日期时间，包括存取时间和更改时间，或者新建⼀个不存在的文件

常见选项:

        • -a 仅更新访问时间 atime，不改动 修改时间mtime   

        • -c 文件不存在时不创建新文件，只修改已有文件时间

例：

adduser指令

语法:

        adduser [选项] 用户名

功能:

        新建系统用户，创建账号，创建用户家目录

常见选项:

        无

例：

deluser指令

语法:

        deluser [选项] 用户名

功能:      

        删除用户账号，默认不会删除用户家目录、邮件文件

常见选项:

         • --remove-home    删除用户 + 一并删除家目录 /home/xxx

例：     

passwd指令

语法:

        passwd [选项] 用户名

功能:      

        修改用户密码、管理密码相关属性，普通用户只能改自己密码，root 可改所有人

常见选项:

         •-d delete：删除用户密码，免密登录（高危）

例：

mkdir指令

语法:

        mkdir [选项] 目录名 [-p 路径地址]

功能:      

        在当前目录下创建一个自定义名字的子目录目录

常见选项:

         •-p/--parents: 可以是一个路径名称。此时若路径中的某些目录尚不存在,加上此选项后,系统将自动建立好那些尚不存在的目录,即⼀次可以建立多个目录

例：     

rmdir指令 

语法:

       rmdir [-p] [目录名]

适用对象：

        具有当前目录操作权限的所有使用者

功能:      

        删除空目录

常见选项:

         •-p当子目录被删除后如果父目录也变成空目录的话，就连带父目录录⼀起删除。

例：   

rm指令

语法:

       rm [-f -i -r ] [目录名/文件]

适用对象：

        所有使用者

功能:      

        删除文件和目录

常见选项:

        • -f 即使文件属性为只读(即写保护)，亦直接删除
        • -i 删除前逐⼀询问确认
        • -r 删除目录及其下所有文件(递归删除)

例： 

man指令

语法:

       man [选项] 命令

适用对象：

        所有使用者

功能:      

        查看指令的使用手册

常见选项:

        • -k 根据关键字搜索联机帮助
        • num 只在第num章节查找
        • -a 将所有章节的都显示出来，比如man printf 它缺省从第一章开始搜索，知道就停止，用a选项，当按下q退出，他会继续往后⾯搜索，直到所有章节都搜索完毕

注：

        man手册分为9章(不同系统可能会有差别)
        • 1是普通的命令
        • 2是系统调用,如open,write之类的(通过这个，至少可以很方便的查到调用这个函数，需要加什么头文件)
        • 3是库函数,如printf,fread4是特殊文件,也就是/dev下的各种设备文件
        • 4略
        • 5是指文件的格式,比如passwd,就会说明这个⽂件中各个字段的含义
        • 6是给游戏留的,由各个游戏⾃⼰定义
        • 7是附件还有⼀些变量,⽐如像environ这种全局变量在这⾥就有说明
        • 8是系统管理⽤的命令,这些命令只能由root使⽤,如ifconfig
        • 9略

例： 

cp指令

语法:
       cp [选项] 源文件/源目录 目标文件/目标目录
功能:      
        复制文件或目录

说明:
        • cp指令用于复制文件或目录
        • 如同时指定两个以上的文件或目录，且最后的目的地是⼀个已经存在的目录，则它会把前面指定的所有文件或目录复制到此目录中

常见选项:
        • -f 或--force强行复制文件或目录，不论目的文件或目录是否已经存在
        • -i 或--interactive覆盖文件之前先询问用户
        • -r 递归处理，将指定目录下的文件与子目录一并处理。若源文件或目录的形态，不属于目录或符号链接，则一律视为普通文件处理

例:

echo指令

语法:

        echo [选项] [文件]

功能:      

        在终端输出文本、变量、字符串，打印内容到标准输出。

常见选项:
        • -n 不输出末尾换行(echo末尾默认换行，-n取消换行)

例： 

但是echo只能输出到终端吗?
        其实echo还能输出到文件中这里就要提出一个新的概念----重定向

重定向

概念:
程序运行有三种标准流：
        标准输入 stdin：文件描述符 0，默认键盘输入
        标准输出 stdout：文件描述符 1，默认屏幕输出（正常打印信息）
        标准错误 stderr：文件描述符 2，默认屏幕输出（报错信息）
        重定向 = 改变输入 / 输出的目标，不打印到屏幕，写入文件或传给其他程序。

符号	作用
>	标准输出覆盖写入文件
>>	标准输出追加写入文件
2>	错误输出覆盖
2>>	错误输出追加
&>	标准 + 错误全部覆盖
&>>	标准 + 错误全部追加
<	从文件读取输入
<<标记	多行文本输入
&>/dev/null	屏蔽所有输出
`	`	管道，输出传给下一条命令

例:

cat指令

语法:

        cat [选项] [文件]

功能:      

        查看文件的内容

常见选项:

        • -b 对非空输出行编号，空行不做编号
        • -n 对输出的所有行编号
        • -s 不输出多行空行

例： 

mv指令

mv命令是move的缩写，可以用来移动文件或者将文件改名（move (rename) files,经常用来备份文件或者目录

语法:

       mv [选项] [源目录/源文件] [目标目录/目标文件]

功能:      

        1. 视mv命令中第二个参数类型的不同（是目标文件还是目标目录），mv命令将文件重命名或将其移至⼀个新的目录中。
        2. 当第二个参数类型是文件时，mv命令完成文件重命名，此时，源文件只能有文个（也可以是源文录名），它将所给的源文件或目录重命名为给定的目标文件名。
        3. 当第二个参数是已存在目录名称时，源文件或目录参数可以有多个，mv命令将各参数指定的源文件均移至目标目录中。

常见选项:

        • -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
        • -i ：若目标文件(destination)已经存在时，就会询问是否覆盖！

例： 

mv指令重命名:

more指令

语法:

        more [选项] 文件

功能:      

        more命令，功能类似cat，区别在于more可以浏览非常长的数据而且还可以翻页，多用于查看日志

常见选项:

        • -n 指定输出行数
        • q 退出more

例:

less指令

        •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
        • less 的用比起 more 更加的有弹性，在 more 的时候，我们并没有办法向前面翻，只能往后面看
        • 但若使用了 less 时，就可以使用 [pageup] [pagedown] 等按键的功能来往前往后翻看文件，更容易用来查看一个文件的内容
        • 除此之外，在 less 里头可以拥有更多的搜索功能，不止可以向下搜，也可以向上搜。

语法:

        less [参数] 文件

功能:      

        less与more类似，但使用less可以随意浏览文件，而 more 仅能向前移动，却不能向后移动，而且less在查看之前不会加载整个文件。

常见选项:

        • -i 忽略搜索时的大小写
        • -N 显示每行的行号
        • / 字符串：向下搜索“字符串”的功能
        • ? 字符串：向上搜索“字符串”的功能
        • n：重复前⼀个搜索（与 / 或 ? 有关）
        • N：反向重复前⼀个搜索（与 / 或 ? 有关）
        • q:quit

例:

head指令

        head 与 tail 就像它的名字⼀样的浅显易懂，它是用来显示开头或结尾某个数量的文字区块，head 用来显示档案的开头至标准输出中，而 tail 想当然尔就是看档案的结尾。

语法:

        head [参数] 文件

功能:      

       head 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。

常见选项:
        • n<行数> 显示的行数

例:

tail指令

语法:

        tail [参数] 文件

功能:      

       用于显示指定文件末尾内容，不指定文件时，作为输⼊信息进行处理。常用查看日志文件。

常见选项:
        • n<行数> 显示的行数

         • -f 循环读取

例:

但是如果我们想要读取5~10行的数据那我们又要怎么读呢?由此引出了管道的定义

管道

定义:

        管道是 Linux Shell 中一种进程间通信（IPC） 机制，语法符号为竖线 | 。

作用:

        把前一条命令的标准输出（stdout，文件描述符 1），直接作为后一条命令的标准输入（stdin，文件描述符 0），数据在内存中流转，不生成临时文件。

例:

date指令

语法:

        date [选项] +[格式字符串]

功能:      

       查看系统当前时间,自定义格式化输出时间

常见功能:

1. 在显示方面，使用者可以设定想要显示的格式，格式设定为⼀个加号后接数个标记，其中常用的标记列表如下
        • %H : 小时(00..23)
        • %M : 分钟(00..59)
        • %S : 秒(00..61)
        • %X : 相当于 %H:%M:%S
        • %d : 日 (01..31)
        • %m : 月份 (01..12)
        • %Y : 完整年份 (0000..9999)
        • %F : 相当于 %Y-%m-%d
2. 在设定时间方面
        • date -s //设置当前时间，只有root权限才能设置，其他只能查看。 
        • date -s 20080523 //设置成20080523，这样会把具体时间设置成空00:00:00 
        • date -s 01:01:01 //设置具体时间，不会对日期做更改 
        • date -s “01:01:01 2008-05-23″ //这样可以设置全部时间 
        • date -s “01:01:01 20080523″ //这样可以设置全部时间
        • date -s “2008-05-23 01:01:01″ //这样可以设置全部时间
        • date -s “20080523 01:01:01″ //这样可以设置全部时间
3. 时间戳
        • 时间->时间戳：date +%s 
        • 时间戳->时间：date -d@1508749502 
        • Unix时间戳（英文为Unix epoch, Unix time, POSIX time 或 Unix timestamp）是从1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）开始所经过的秒数，不考虑闰秒

例:

cal指令

        cal命令可以用来显示公历（阳历）日历。公历是现在国际通用的历法，又称格列历，通称阳历。“阳历”又名“太阳历”，系以地球绕行太阳一周为一年，为西方各国所通用，故又名“西历”。

语法:

        cal [选项] [月份] [年份]

功能:      

       用于查看日历等时间信息，如只有一个参数，则表示年份(1-9999)，如有两个参数，则表示月份和年份

常见选项:

        • -3 显示系统前一个当前月，当前月，下一个月的月历
        • -j 显示在当年中的第几天（一年日期按天算，从1月1号算起，默认显示当前月在一年中的天数）
        • -y 显示当前年份的日历

例:

find指令

• Linux下find命令在目录结构中搜索文件，并执行指定的操作。
• 即使系统中含有网络文件系统(NFS)，find命令在该文件系统中同样有效，只要你具有相应的权
限。
• 在运行一个非常消耗资源的find命令时，很多人都倾向于把它放在后台执行，因为遍历一个大的
文件系统可能会花费很长的时间(这里是指30G字节以上的文件系统)。

语法:

        find [查找路径] [匹配条件] [执行动作]

注:find比较特殊会将路径放在指令后而不是放在命令最后

功能:      

       用于在文件树中查找文件，并作出相应的处理（可能访问磁盘）

常见选项:

        • -name 按照文件名查找文件
        • 其他选项需要的时候在查，这个命令其实比较复杂

例:

通配符

核心定义

        * 是 Shell 元字符（通配符），匹配任意长度任意字符（包含 0 个字符），仅作用于文件名匹配，不会匹配目录分隔符 /。
注意：仅在命令行参数、glob 匹配生效，放到引号内会失去通配功能。

例:

如图，’code*‘中*就是通配符的应用可以匹配当前目录下的所有有code的文件
注意事项:

        1. 引号控制 * 是否被 Shell 提前解析，例如上图中就要加上' '防止*被shell提前解析

        2. * 不会匹配隐藏文件（.开头文件） 

which指令

语法:

        which 指令

功能:      

       搜索系统指定的命令

常见选项:

        无

例:

whereis指令

语法:

        whereis 目录/文件

功能:      

       用于找到程序的源、二进制文件或手册

常见选项:

        无

例:

whoami指令

语法:

        whoami

功能:      

       用于查找当前正在登录操作终端的用户名

常见选项:

        无

例:

alias指令

语法:

       alias 新名字='原始指令 [参数]'

功能:      

       重命名指令

常见选项:

        无

例:

grep指令

语法:

       grep [选项] 搜寻字符串 文件

功能:      

       在文件中搜索字符串，将找到的行打印出来

常见选项:

        • -i ：忽略大小写的不同，所以大小写视为相同
        • -n ：顺便输出行号
        • -v ：反向选择，亦即显示出没有 '搜寻字符串' 内容的那一行

例:

bc指令

语法:

       bc [选项] [文件]

功能:      

       Linux 终端高精度计算器

常见选项:

        无

例：

uname指令

语法:

       uname [选项] 

功能:      

      uname用来获取电脑和操作系统的相关信息

常见选项:

         • -r 只打印当前系统内核发行版本号

例：

zip指令

语法:

       zip [选项] [路径]压缩文件.zip 目录/文件 

功能:      

      将目录或文件压缩成zip格式

常见选项:

         • -r 递归处理，将指定目录下的所有文件和子目录一并处理

例：

sz指令

语法:

       sz [路径]压缩文件.zip 

功能:      

      将zip格式的压缩文件发给Windows主机

常见选项:

        无

例：

unzip指令

语法:

      unzip [选项] 压缩包.zip [-d 目标目录] 

功能:      

      将zip格式的压缩包解压成目录/文件

常见选项:

         • -d 指定文件解压到哪个目录

例：

rz指令

语法:

      rz [参数] 

功能:      

      读取Windows上的压缩包

常见选项:

         无

例：

tar指令

语法:

      tar [主操作参数] [辅助选项] -f 压缩包名.tgz 源文件/目录 

功能:      

      压缩打包文件和解压压缩包

常见选项:

        • -c ：建立⼀个压缩文件的参数指令(create的意思)；
        • -x ：解开⼀个压缩文件的参数指令
        • -t ：查看 tarfile 的文件！
        • -z：是否同时具有 gzip 的属性？亦即是否需要用 gzip 压缩？
        • -j ：是否同时具有 bzip2 的属性？亦即是否需要用 bzip2 压缩？
        • -v ：压缩的过程中显示文件！这个常用，但不建议用在背景执行过程！
        • -f ：使用档名，请留意，在 f 之后要立即接档名喔！不要再加参数！
        • -C ：解压到指定目录

例：

注意：以上的这些命令和选项只是常用的部分其他不常用的命令可以在开发的时候现查