linux系统入门与基本指令

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-10-10 12:58 160阅读 0赞

技术人员的基础东西：  
网络 linux系统 数据结构与算法 编译原理 相关课程已经收藏，看完继续学习。  
趣谈网络协议  
趣谈linux系统

1 为什么学习linux操作系统  
编程世界中，linux是主流，很多技术，例如云计算、虚拟化、容器等都是基于linux技术  
linux中很多东西数数据结构和设计模式的落地实践  
很多技术都是先适配linux，学习新技术更快

Linux 的学习过程中，要爬的坡有六个，分别是：熟练使用 Linux 命令行、使用 Linux 进行程序设计、了解 Linux 内核机制、阅读 Linux 内核代码、实验定制 Linux 组件，以及最后落到生产实践上

第一个坡：抛弃旧的思维习惯，熟练使用 Linux 命令行  
找到合适的命令可能会很痛苦，慢慢你就会发现，大部分命令的行为模式都很像，你几乎不需要搜索就能完成大部分操作了。  
可以阅读 鸟哥的linux私房菜

第二个坡：通过系统调用或者 glibc，学会自己进行程序设计  
这里面需要掌握很多 Linux 操作系统的原理，否则你会无法理解为什么应该这样调用。  
如果要进一步学习 Linux 程序设计，推荐你阅读《UNIX 环境高级编程》 rocedu极友推荐的《Unix/Linux编程实践教程》

第三个坡：了解 Linux 内核机制，反复研习重点突破  
进一步了解内核的原理，有助于你更好地使用命令行和进行程序设计，能让你的运维和开发水平上升一个层次。  
最好的办法是，先了解一下 Linux 内核机制，知道基本的原理和流程就可以了。  
《深入理解 LINUX 内核》内核版本老点 《庖丁解牛Linux内核分析》跟着

第四个坡：阅读 Linux 内核代码，聚焦核心逻辑和场景  
理论的描述和提炼虽然能够让你更容易看清全貌，但是容易让你忽略细节。  
《LINUX 内核源代码情景分析》。这本书最大的优点是结合场景进行分析，看得见、摸得着，非常直观，唯一的缺点还是内核版本比较老  
《linux 驱动开发》

第五个坡：实验定制化 Linux 组件，已经没人能阻挡你成为内核开发工程师了  
从只看内核代码，到上手修改内核代码

最后一个坡：面向真实场景的开发，实践没有终点

03 把linux内核当成一家外包公司的老板  
电脑组装：cpu 网卡 显卡 硬盘 主板 线 鼠标 键盘 显示器

从双击鼠标打开聊天软件来重新认识操作系统

屏幕，也就是显示器，是计算机的输出设备。  
鼠标和键盘是计算机的输入设备。  
显示器上面显示的东西是由显卡控制的。  
这个时候客户发送的需求就被称为中断事件。  
有时候新插上一个鼠标的时候，会弹出一个通知你安装驱动，即输入设备驱动.  
文件系统需要一个系统进行统一管理，称为文件管理子系统.  
QQ 的二进制文件是静态的，称为程序（Program）  
而运行起来的 QQ，是不断进行的，称为进程.  
打印机的直接操作是放在操作系统内核里面的，进程不能随便操作。但是操作系统也提供一个办事大厅，也就是系统调用.  
同样，任何一个程序要想运行起来，就需要调用系统调用，创建进程。

在操作系统中，进程的执行也需要分配 CPU 进行执行，也就是按照程序里面的二进制代码一行一行地执行。  
于是，为了管理进程，我们还需要一个进程管理子系统（Process Management Subsystem）。  
如果运行的进程很多，则一个 CPU 会并发运行多个进程，也就需要 CPU 的调度能力了。

在操作系统中，不同的进程有不同的内存空间，但是整个电脑内存就这么点儿，所以需要统一的管理和分配，这就需要内存管理子系统.

回车一下，QQ 会将用户的输入发送到网络上。QQ 进程是不能直接发送网络包的，需要调用系统调用，内核使用网卡驱动程序进行发送。

linux安装软件  
可以下载 rpm 或者 deb。这个就是 Linux 下面的安装包。  
为什么有两种呢？因为 Linux 现在常用的有两大体系，一个是 CentOS 体系，一个是 Ubuntu 体系，前者使用 rpm，后者使用 deb。

获取当前系统体系的方式：  
cat /etc/os-release  
如果结果中包含centos，那系统就是centos。

centos  
第一种：rpm安装命令  
rpm -i  jdk-XXX\_linux-x64\_bin.rpm  
rpm -qa 查看安装的软件列表  
rpm -qa | grep jdk  
rpm -qa | more 或 rpm -qa less \#分页展示安装软件的列表  
rpm -e

二:软件管家yum管理  
yum centos中的软件管家，可以搜索、安装、卸载、更新软件  
yum search jdk 获取可以安装的jdk版本  
yum install java-11-openjdk.x86\_64  
yum erase java-11-openjdk.x86\_64 卸载  
/etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo 里面可以配置从哪里下载这些软件的，地点就在配置文件里面。

其实无论是先下载再安装，还是通过软件管家进行安装，都是下载一些文件，然后将这些文件放在某个路径下，然后在相应的配置文件中配置一下。  
 Linux 里面会放的更散一点。例如，主执行文件会放在 /usr/bin 或者 /usr/sbin 下面，其他的库文件会放在 /var 下面，配置文件会放在 etc 下面。所以还有第三中方式。

第三种方式 文件解压缩与手动配置  
文件下载 wget，后面加上链接，就能从网上下载了。  
如果是zip格式：  
yum install zip.x86\_64 unzip.x86\_64  
apt-get install zip unzip  
如果是tar.g格式：  
tar xvzf jdk-XXX\_linux-x64\_bin.tar.gz 就可以解压缩了。  
可以通过 export 命令来配置JAVA\_HOME 和 PATH，如  
export JAVA\_HOME=/root/jdk-XXX\_linux-x64  
export PATH=$JAVA\_HOME/bin:$PATH  
export 命令仅在当前命令行的会话中管用，一旦退出重新登录进来，就不管用了.永久方案如下：  
在当前用户的默认工作目录，例如 /root 或者 /home/cliu8 下面，有一个.bashrc 文件，以点开头的，文件默认看不到，需要 ls -la 才能看到，a 就是 all。每次登录的时候，这个文件都会运行，因而把它放在这里。这样登录进来就会自动执行。当然也可以通过 source .bashrc 手动执行。

环境变量path查看：echo $PATH ;注意：环境变量名称大小写敏感  
获取所有环境变量 env

ubuntu  
dpkg -i jdk-XXX\_linux-x64\_bin.deb  
dpkg -l 查看安装的软件列表  
dpkg -r

apt-get ubuntu中的软件管家，可以搜索、安装、卸载、更新软件  
apt-cache search jdk  
apt-get install openjdk-9-jdk  
apt-get purge openjdk-9-jdk 卸载  
Ubuntu 来讲，从哪里下载软件的配置文件是/etc/apt/sources.list。

ubuntu 中现在都用apt了，apt = apt-get、apt-cache 和 apt-config 中最常用命令选项的集合。

运行程序  
Linux 不是根据后缀名来执行的。它的执行条件是这样的：只要文件有 x 执行权限，都能到文件所在的目录下，通过./filename运行这个程序。当然，如果放在 PATH 里设置的路径下面，就不用./ 了，直接输入文件名就可以运行了，Linux 会帮你找。

Linux 执行程序最常用的一种方式，通过shell在交互命令行里面运行。  
缺点：一旦当前的交互命令行退出，程序就停止运行了。

后台方式运行程序  
即交互命令行退出的时候，程序还在。  
程序不能霸占交互命令行，而是应该在后台运行。最后加一个 &，就表示后台运行。  
另外一个要处理的就是输出，原来什么都打印在交互命令行里，现在在后台运行了，输出到文件  
最终命令的形式为：  
nohup command >out.file 2>&1 &  
说明：“1”表示文件描述符 1，表示标准输出；“2”表示文件描述符 2，意思是标准错误输出；  
“2>&1”表示标准输出和错误输出合并了。合并到哪里去呢？到 out.file 里。

停止后台运行的程序  
假设启动的程序包含某个关键字，那就可以使用下面的命令：  
ps -ef |grep 关键字  |awk '\{print $2\}'|xargs kill -9  
awk '\{print $2\}'是指第二列的内容，是运行的程序 ID。我们可以通过 xargs 传递给 kill -9

以服务的方式运行程序  
如 apt-get install mysql-server 安装Mysql  
然后通过命令systemctl start mysql启动 MySQL，通过systemctl enable mysql设置开机启动。  
之所以成为服务并且能够开机启动，是因为在 /lib/systemd/system 目录下会创建一个 XXX.service 的配置文件，里面定义了如何启动、如何关闭。

shutdown -h now是现在就关机，  
reboot就是重启。

问题：  
linux 为什么会有两种系统体系呢？  
Ubuntu CentOS 都是GNU Linux的发行版，Linux只是操作系统的内核。  
Ubuntu 和CentOS的区别主要是软件包的管理方式不同:前者的包管理工具用apt(apt-get)，后者用yum。  
另外，二者理念差别很大:  
Ubuntu 对于软件包的选择比较激进，好处是可以用上最新版本的软件，坏处是，较新的版本的软件彼此协调可能不畅，导致系统可能不太稳定(所以推荐选择LTS版本)。  
CentOS 则相反，这款脱胎自大名鼎鼎的redhat的发行版，号称服务器最佳选择（没用过，不知道）。只用过桌面版的，桌面漂亮，运行流畅。

.bash\_profile和.bashrc  
.bash\_profile是系统配置信息存储文件，写在里面的系统变量是所有用户共用的，而.bashrc是个人的配置信息存储文件，只是单用户有效。

vi 和 vim 有什么区别？  
vim是vi的升级，支持多级撤销 语法加亮 可视化操作等。

/etc/bashrc 和 ~/.bashrc区别  
/etc/bashrc针对所有用户； ~/.bashrc仅仅针对当前用户

~/.bash\_profile 和 /etc/profile  
/etc/profile针对所有用户； ~/.bash\_profile仅仅针对当前用户

/etc/bashrc 和 /etc/profile  
/etc/profile:  profile为所有的用户设置系统范围的环境变量和启动顺序，当用户登录时读取该文件，这个文件对每个shell都有效。  
/etc/bashrc：为每一个运行bash shell的用户执行此文件，当bash shell被打开时,该文件被读取。也就是说，当用户shell执行了bash时，运行这个文件。  
总结如下：  
/etc/profile 作用域大于/etc/bashrc。  
/etc/profile 是所有用户登录时加载配置环境，/etc/bashrc 是所有用户在执行bash shell 时，加载配置环境。

你知道/etc/profile和.bashrc的区别吗 ？  
/etc/profile 中设定的变量(全局)的可以作用于任何用户  
~/.bashrc 中设定的变量(局部)只能继承/etc/profile中的变量  
他们是“父子”关系。

~/.bash\_profile 是交互式、login 方式进入 bash 运行的  
~/.bashrc 是交互式 non-login 方式进入 bash 运行的  
通常二者设置大致相同，所以通常前者会调用后者。

设置生效：  
可以重启生效，也可以使用命令：source /etc/profile或.bash\_profile或。。。

05 学会几个系统调用  
进程的产生  
1）操作系统启动的时候会想创建一个所有用户进程的“祖宗进程”；  
2）之后要创建一个新的进程，需要一个老的进程调用fork来实现，老的叫做父进程，新的是子进程

fork的本质:子进程将各个子系统为父进程创建的数据结构也全部拷贝了一份，甚至连程序代码也是拷贝过来的。

那父和子进程执行的时候如何区分呢？  
fork完成后，父子进程都不知道自己是父还在子了，但是内核能区分，所以fork系统调用的返回值，如果当前进程是子进程，就返回0；如果当前进程是父进程，就返回子进程的进程号。然后通过 if-else 语句判断，如果是父进程，还接着做原来应该做的事情；如果是子进程，需要请求另一个系统调用execve来执行另一个程序.

父进程要关心子进程的运行情况，有个系统调用waitpid，父进程可以调用它，将子进程的进程号作为参数传给它，这样父进程就知道子进程运行完了没有，成功与否。

内存管理  
每个进程都有自己的内存，互相之间不干扰，有独立的进程内存空间。主要存储：  
1）代码段：因为程序代码要不断的看，所以会将程序存放到内存  
2）数据段：进程运行中产生的数据，包括：  
栈：局部变量的部分，在当前函数执行的时候起作用，当进入另一个函数时，这个变量就释放了；  
堆：也有动态分配的，会较长时间保存，指明才销毁的，这部分称为堆

进程内存空间的分配：  
需要的时候再分配，即只有真的写入数据的时候，发现没有对应物理内存，才会触发一个中断，现分配物理内存。  
两个在堆里面分配内存的系统调用，brk和mmap:  
分配的内存数量比较小的时候，使用 brk,会和原来的堆的数据连在一起.  
当分配的内存数量比较大的时候，使用mmap，会重新划分一块区域，也就是说，当办公空间需要太多的时候，索性来个一整块。

文件管理：  
文件的操作的六个系统调用：  
对于已经有的文件，可以使用open打开这个文件，close关闭这个文件；  
对于没有的文件，可以使用creat创建文件；  
打开文件以后，可以使用lseek跳到文件的某个位置；  
可以对文件的内容进行读写，读的系统调用是read，写是write。

一切皆文件的理解：  
1）程序文件，这是一个二进制文件  
2）启动的时候，要加载一些配置文件；启动之后会打印一些日志，如果写到硬盘上，也是文本文件。  
3）日志打印到交互控制台上，是标准输出 stdout 文件。  
4）进程的输出可以作为另一个进程的输入，这种方式称为管道，管道也是一个文件。  
5）通信，建立的 Socket，也是一个文件。  
6）进程需要访问外部设备，设备也是一个文件。  
每个文件，Linux 都会分配一个文件描述符（File Descriptor），这是一个整数。有了这个文件描述符，我们就可以使用系统调用，查看或者干预进程运行的方方面面。  
文件操作是贯穿始终的，这也是“一切皆文件”的优势，就是统一了操作的入口，提供了极大的便利。

异常信号处理  
如:  
在键盘输入“CTRL+C”，这就是中断的信号，正在执行的命令就会中止退出；  
用户进程通过kill函数，将一个用户信号发送给另一个进程

每种信号都定义了默认的动作，例如硬件故障，默认终止；也可以提供信号处理函数，可以通过sigaction系统调用，注册一个信号处理函数。

进程间通信  
1)发个消息，不需要一段很长的数据，这种方式称为消息队列;  
这个消息队列是在内核里的，我们可以通过msgget创建一个新的队列，msgsnd将消息发送到消息队列，而消息接收方可以使用msgrcv从队列中取消息。  
2)共享内存：需要交互的信息比较大的时候，可以使用共享内存的方式，也即两个项目组共享一个会议室（这样数据就不需要拷贝来拷贝去；可以通过shmget创建一个共享内存块，通过shmat将共享内存映射到自己的内存空间，然后就可以读写了。

网络通信  
不同机器的通过网络相互通信，要遵循相同的网络协议，也即 TCP/IP 网络协议栈。Linux 内核里有对于网络协议栈的实现。  
网络服务是通过套接字 Socket 来提供服务的：socket可以理解成一根网线，一头插在客户端，一头插在服务端，然后进行通信。因此，在通信之前，双方都要建立一个 Socket。

Glibc  
Glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 C 库，它是 GNU 发布的 libc 库。Glibc 为程序员提供丰富的 API，除了例如字符串处理、数学运算等用户态服务之外，最重要的是封装了操作系统提供的系统服务，即系统调用的封装。

总结  
如图：  
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