Linux（1）基础知识-linux.md
title: Linux（1）基础知识date: 2021-05-06 14:28:16.76
updated: 2021-06-02 21:36:00.284
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categories: Linux
tags: Linux
Linux常用快捷键介绍
- Tab 【补齐】
- Ctrl + A 【光标最前面】
- Ctrl + E 【光标最后面】
- Ctrl + U 【光标清除】
- 上、下【切换之前输入的命令】
命令自动补全功能
Shell（Bash）提供了一种称为“命令行自动补全”的功能，即在输入文件名的时候，只需要输入该文件名的前几个字符，然后按 Tab 键，Shell 就可以自动将文件名补全。
1.
按一次 Tab 键：自动填充当前目录下的文件名或目录名。
2.
连续按两下 Tab 键：表的形式显示相似的文件名或目录名。
3.
使用 Shell 通配符及其作用：
| 符号 | 作用 |
|---|---|
| * | 匹配任意数量的字符。 |
| ? | 匹配任意一个字符。 |
| [] | 匹配括号内的任意一个字符，甚至 [] 中还可以包含用 -（短横线）连接的字符或数字，表示一定范围内的字符或数字。 |
在此基础上，继续执行如下命令：
1 | [root@localhost test]# ls a* <--匹配所有以 a 字符开头的文件名 |
结合以上实例，因为 * 可以匹配任何数量的字符，因此可以一一实现实例中标注的功能。
接下来，列举一下使用 ? 匹配文件名的示例：
1 | [root@localhost test]# ls ????e |
因为 1 个 ? 只能匹配 1 个任意字符，因此该示例中第一个例子表示的是匹配任意包含 5 个字符但以 e 结尾的文件（apple 和 grape），第二例子表示匹配任何以 g 开头且第 5 个字符为 e 的文件（grape 和 grapefruit）。
最后，列举一些使用括号 [] 匹配文件名的示例：
1 | [root@localhost test]# ls [abw]* |
此示例中，第一个例子表示匹配任何以 a、b 或 w 开头的文件；第二个例子中表示匹配任何以 a、g、w 开头，以 n 或 e 结尾的文件名。
不仅如此，[] 中还可以通过 -（短横线）表示一定范围内的任意字符（或数字），例如：
1 | [root@localhost test]# ls [a-g]* |
其中，[a-g]* 表示匹配以字母 a 到 g 之间任何一个字母开头的文件名。
Linux文件目录结构一览表
Linux 基金会发布了 FHS 标准，用于避免诸多使用者对 Linux 系统目录结构天马行空。多数 Linux 发行版系统都遵循这一标准。
FHS（Filesystem Hierarchy Standard），文件系统层次化标准，该标准规定了 Linux 系统中所有一级目录以及部分二级目录（/usr 和 /var）的用途。发布此标准的主要目的就是为了让用户清楚地了解每个目录应该存放什么类型的文件。
根目录（/）
FHS 认为，Linux 系统的根目录（/）最为重要（没有之一），其原因有以下 2 点：
- 所有目录都是由根目录衍生出来的；
- 根目录与系统的开机、修复、还原密切相关；
因此，根目录必须包含开机软件、核心文件、开机所需程序、函数库、修复系统程序等文件，如表 1 所示。
【表 1 Linux一级目录及其作用】
| 一级目录 | 功能（作用） |
|---|---|
| /bin/ | 存放系统命令，普通用户和 root 都可以执行。放在 /bin 下的命令在单用户模式下也可以执行 |
| /boot/ | 系统启动目录，保存与系统启动相关的文件，如内核文件和启动引导程序（grub）文件等 |
| /dev/ | 设备文件保存位置 |
| /etc/ | 配置文件保存位置。系统内所有采用默认安装方式（rpm 安装）的服务配置文件全部保存在此目录中，如用户信息、服务的启动脚本、常用服务的配置文件等 |
| /home/ | 普通用户的主目录（也称为家目录）。在创建用户时，每个用户要有一个默认登录和保存自己数据的位置，就是用户的主目录，所有普通用户的主目录是在 /home/ 下建立一个和用户名相同的目录。如用户 liming 的主目录就是 /home/liming |
| /lib/ | 系统调用的函数库保存位置 |
| /media/ | 挂载目录。系统建议用来挂载媒体设备，如软盘和光盘 |
| /mnt/ | 挂载目录。早期 Linux 中只有这一个挂载目录，并没有细分。系统建议这个目录用来挂载额外的设备，如 U 盘、移动硬盘和其他操作系统的分区 |
| /misc/ | 挂载目录。系统建议用来挂载 NFS 服务的共享目录。虽然系统准备了三个默认挂载目录 /media/、/mnt/、/misc/，但是到底在哪个目录中挂载什么设备可以由管理员自己决定。例如，笔者在接触 Linux 的时候，默认挂载目录只有 /mnt/，所以养成了在 /mnt/ 下建立不同目录挂载不同设备的习惯，如 /mnt/cdrom/ 挂载光盘、/mnt/usb/ 挂载 U 盘，都是可以的 |
| /opt/ | 第三方安装的软件保存位置。这个目录是放置和安装其他软件的位置，手工安装的源码包软件都可以安装到这个目录中。不过笔者还是习惯把软件放到 /usr/local/ 目录中，也就是说，/usr/local/ 目录也可以用来安装软件 |
| /root/ | root 的主目录。普通用户主目录在 /home/ 下，root 主目录直接在“/”下 |
| /sbin/ | 保存与系统环境设置相关的命令，只有 root 可以使用这些命令进行系统环境设置，但也有些命令可以允许普通用户查看 （s是super，即超级管理员root） |
| /srv/ | 服务数据目录。一些系统服务启动之后，可以在这个目录中保存所需要的数据 |
| /tmp/ | 临时目录。系统存放临时文件的目录，在该目录下，所有用户都可以访问和写入。建议此目录中不能保存重要数据，最好每次开机都把该目录清空 |
FHS 针对根目录中包含的子目录仅限于表 1，但除此之外，Linux 系统根目录下通常还包含表 2 中的几个一级目录。
【表 2 其他一级目录及功能】
| 一级目录 | 功能（作用） |
|---|---|
| /lost+found/ | 当系统意外崩溃或意外关机时，产生的一些文件碎片会存放在这里。在系统启动的过程中，fsck 工具会检查这里，并修复已经损坏的文件系统。这个目录只在每个分区中出现，例如，/lost+found 就是根分区的备份恢复目录，/boot/lost+found 就是 /boot 分区的备份恢复目录 |
| /proc/ | 虚拟文件系统。该目录中的数据并不保存在硬盘上，而是保存到内存中。主要保存系统的内核、进程、外部设备状态和网络状态等。如 /proc/cpuinfo 是保存 CPU 信息的，/proc/devices 是保存设备驱动的列表的，/proc/filesystems 是保存文件系统列表的，/proc/net 是保存网络协议信息的…… |
| /sys/ | 虚拟文件系统。和 /proc/ 目录相似，该目录中的数据都保存在内存中，主要保存与内核相关的信息 |
/usr目录
/usr以前是user的意思，后来含义变成了Unix Software Resource，此目录用于存储系统软件资源。
FHS 建议所有开发者，应把软件产品的数据合理的放置在 /usr 目录下的各子目录中，而不是为他们的产品创建单独的目录。
Linux 系统中，所有系统默认的软件都存储在 /usr 目录下，/usr 目录类似 Windows 系统中 C:\Windows\ + C:\Program files\ 两个目录的综合体。
FHS 建议，/usr 目录应具备表 3 所示的子目录。
【表 3 /usr 子目录及其功能】
| 子目录 | 功能（作用） |
|---|---|
| /usr/bin/ | 存放系统命令，普通用户和超级用户都可以执行。这些命令和系统启动无关，在单用户模式下不能执行 |
| /usr/sbin/ | 存放根文件系统不必要的系统管理命令，如多数服务程序，只有 root 可以使用。（s是super，即超级管理员root） |
| /usr/lib/ | 应用程序调用的函数库保存位置 |
| /usr/XllR6/ | 图形界面系统保存位置 |
| /usr/local/ | 手工安装的软件保存位置。我们一般建议源码包软件安装在这个位置 |
| /usr/share/ | 应用程序的资源文件保存位置，如帮助文档、说明文档和字体目录 |
| /usr/src/ | 源码包保存位置。我们手工下载的源码包和内核源码包都可以保存到这里。不过笔者更习惯把手工下载的源码包保存到 /usr/local/src/ 目录中，把内核源码保存到 /usr/src/linux/ 目录中 |
| /usr/include | C/C++ 等编程语言头文件的放置目录 |
/var 目录
var全称variable（我猜的）。
/var 目录用于存储动态数据，例如缓存、日志文件、软件运行过程中产生的文件等。通常，此目录下建议包含如表 4 所示的这些子目录。
【表 4 /var子目录及其功能】
| /var子目录 | 功能（作用） |
|---|---|
| /var/lib/ | 程序运行中需要调用或改变的数据保存位置。如 MySQL 的数据库保存在 /var/lib/mysql/ 目录中 |
| /var/log/ | 登陆文件放置的目录，其中所包含比较重要的文件如 /var/log/messages, /var/log/wtmp 等。 |
| /var/run/ | 一些服务和程序运行后，它们的 PID（进程 ID）保存位置 |
| /var/spool/ | 里面主要都是一些临时存放，随时会被用户所调用的数据，例如 /var/spool/mail/ 存放新收到的邮件，/var/spool/cron/ 存放系统定时任务。 |
| /var/www/ | RPM 包安装的 Apache 的网页主目录 |
| /var/nis和/var/yp | NIS 服务机制所使用的目录，nis 主要记录所有网络中每一个 client 的连接信息；yp 是 linux 的 nis 服务的日志文件存放的目录 |
| /var/tmp | 一些应用程序在安装或执行时，需要在重启后使用的某些文件，此目录能将该类文件暂时存放起来，完成后再行删除 |
Linux一切皆文件
Linux 中所有内容都是以文件的形式保存和管理的，即一切皆文件。普通文件是文件，目录（Windows 下称为文件夹）是文件，硬件设备（键盘、监视器、硬盘、打印机）是文件，就连套接字（socket）、网络通信等资源也都是文件。
Linux系统中，文件具体可分为以下几种类型：
1.
普通文件
类似 mp4、pdf、html 这样，可直接拿来使用的文件都属于普通文件，Linux 用户根据访问权限的不同可以对这些文件进行查看、删除以及更改操作。
2.
目录文件
对于用惯 Windows 系统的用户来说，目录是文件可能不太好理解。
Linux 系统中，目录文件包含了此目录中各个文件的文件名以及指向这些文件的指针，打开目录等同于打开目录文件，只要你有权限，可以随意访问目录中的任何文件。
注意，目录文件的访问权限，同普通文件的执行权限，是一个意思。
3.
字符设备文件和块设备文件
这些文件通常隐藏在 /dev/ 目录下，当进行设备读取或外设交互时才会被使用。
例如，磁盘光驱属于块设备文件，串口设备则属于字符设备文件。
Linux 系统中的所有设备，要么是块设备文件，要么是字符设备文件。
4.
套接字文件（socket）
套接字文件一般隐藏在 /var/run/ 目录下，用于进程间的网络通信。
5.
符号链接文件（symbolic link）
类似与 Windows 中的快捷方式，是指向另一文件的简介指针（也就是软链接）。
6.
管道文件（pipe）
主要用于进程间通信。例如，使用 mkfifo 命令创建一个 FIFO 文件，与此同时，启用进程 A 从 FIFO文件读数据，启用进程 B 从 FIFO文件中写数据，随写随读。
“一切皆文件”的利弊:
和 Windows 系统不同，Linux 系统没有 C 盘、D 盘、E 盘那么多的盘符，只有一个根目录（/），所有的文件（资源）都存储在以根目录（/）为树根的树形目录结构中。
这样做最明显的好处是，开发者仅需要使用一套 API 和开发工具即可调取 Linux 系统中绝大部分的资源。举个简单的例子，Linux 中几乎所有读（读文件，读系统状态，读 socket，读 PIPE）的操作都可以用 read 函数来进行；几乎所有更改（更改文件，更改系统参数，写 socket，写 PIPE）的操作都可以用 write 函数来进行。
不利之处在于，使用任何硬件设备都必须与根目录下某一目录执行挂载操作，否则无法使用。我们知道，本身 Linux 具有一个以根目录为树根的文件目录结构，每个设备也同样如此，它们是相互独立的。如果我们想通过 Linux 上的根目录找到设备文件的目录结构，就必须将这两个文件系统目录合二为一，这就是挂载的真正含义。
Linux挂载
什么是挂载？
挂载，指的就是将设备文件中的顶级目录连接到 Linux 根目录下的某一目录（最好是空目录），访问此目录就等同于访问设备文件。
如果不挂载，通过Linux系统中的图形界面系统可以查看找到硬件设备，但命令行方式无法找到。
并不是根目录下任何一个目录都可以作为挂载点，由于挂载操作会使得原有目录中文件被隐藏，因此根目录以及系统原有目录都不要作为挂载点，会造成系统异常甚至崩溃，挂载点最好是新建的空目录。
举个例子，我们想通过命令行访问某个 U 盘中的数据，图 1 所示为 U 盘文件目录结构和 Linux 系统中的文件目录结构。
图 1 中可以看到，目前 U 盘和 Linux 系统文件分属两个文件系统，还无法使用命令行找到 U 盘文件，需要将两个文件系统进行挂载。
接下来，我们在根目录下新建一个目录 /sdb-u，通过挂载命令将 U 盘文件系统挂载到此目录，挂载效果如图 2 所示。
可以看到，U 盘文件系统已经成为 Linux 文件系统目录的一部分，此时访问 /sdb-u/ 就等同于访问 U 盘。
根目录下的 /dev/ 目录文件负责所有的硬件设备文件，事实上，当 U 盘插入 Linux 后，系统也确实会给 U 盘分配一个目录文件（比如 sdb1），就位于 /dev/ 目录下（/dev/sdb1），但无法通过 /dev/sdb1/ 直接访问 U 盘数据，访问此目录只会提供给你此设备的一些基本信息（比如容量）。
总之，Linux 系统使用任何硬件设备，都必须将设备文件与已有目录文件进行挂载。
挂载以及卸载指令
Linux命令的执行过程
在 Linux 系统中“一切皆文件”，Linux 命令也不例外。那么，当编辑完成 Linux 命令并回车后，系统底层到底发生了什么事情呢？
简单来说，Linux 命令的执行过程分为如下 4 个步骤。
- 判断路径
判断用户是否以绝对路径或相对路径的方式输入命令（如 /bin/ls），如果是的话直接执行。
2.
检查别名
Linux 系统会检查用户输入的命令是否为“别名命令”。要知道，通过 alias 命令是可以给现有命令自定义别名的，即用一个自定义的命令名称来替换原本的命令名称。
例如，我们经常使用的 rm 命令，其实就是 rm -i 这个整体的别名：
1 | [root@localhost ~]# alias rm |
这使得当使用 rm 命令删除指定文件时，Linux 系统会要求我们再次确认是否执行删除操作。例如：
1 | [root@localhost ~]# rm a.txt <-- 假定当前目录中已经存在 a.txt 文件 |
这里可以使用 unalias 命令，将 Linux 系统设置的 rm 别名删除掉，执行命令如下：
1 | [root@localhost ~]# alias rm |
注意，这里仅是为了演示 unalisa 的用法，建议读者删除 rm 别名之后，再手动添加到系统中，执行如下命令即可再次成功添加：
1 | [root@localhost ~]# alias rm='rm -i' |
3.
判断是内部命令还是外部命令
Linux命令行解释器（又称为 Shell）会判断用户输入的命令是内部命令还是外部命令。其中，内部命令指的是解释器内部的命令，会被直接执行；而用户通常输入的命令都是外部命令，这些命令交给步骤四继续处理。
内部命令由 Shell 自带，会随着系统启动，可以直接从内存中读取；而外部命令仅是在系统中有对应的可执行文件，执行时需要读取该文件。
判断一个命令属于内部命令还是外部命令，可以使用 type 命令实现。例如：
1 | lautung@PC:~$ type pwd |
4.
查找外部命令对应的可执行文件
当用户执行的是外部命令时，系统会在指定的多个路径中查找该命令的可执行文件，而定义这些路径的变量，就称为 PATH 环境变量，其作用就是告诉 Shell 待执行命令的可执行文件可能存放的位置，也就是说，Shell 会在 PATH 变量包含的多个路径中逐个查找，直到找到为止（如果找不到，Shell 会提供用户“找不到此命令”）。
Linux环境变量
变量是计算机系统用于保存可变值的数据类型，我们可以直接通过变量名称来提取到对应的变量值。在 Linux 系统中，环境变量是用来定义系统运行环境的一些参数，比如每个用户不同的家目录（HOME）、邮件存放位置（MAIL）等。
使用env查看系统的环境变量：
1 | SHELL=/bin/bash |
Linux 系统能够正常运行并且为用户提供服务，需要数百个环境变量来协同工作，但是，我们没有必要逐一学习每个变量，这里给大家列举了 10 个非常重要的环境变量，如表所示。
【Linux系统中重要的10个环境变量】
| 环境变量名称 | 作用 |
|---|---|
| HOME | 用户的主目录（也称家目录） |
| SHELL | 用户使用的 Shell 解释器名称 |
| PATH | 定义命令行解释器搜索用户执行命令的路径 |
| EDITOR | 用户默认的文本解释器 |
| RANDOM | 生成一个随机数字 |
| LANG | 系统语言、语系名称 |
| HISTSIZE | 输出的历史命令记录条数 |
| HISTFILESIZE | 保存的历史命令记录条数 |
| PS1 | Bash解释器的提示符 |
| 邮件保存路径 |
Linux 作为一个多用户多任务的操作系统，能够为每个用户提供独立的、合适的工作运行环境，因此，一个相同的环境变量会因为用户身份的不同而具有不同的值。
使用echo查看环境变量的值：
1 | lautung@PC:~$ echo $HOME |
其实，环境变量是由固定的变量名与用户或系统设置的变量值两部分组成的，我们完全可以自行创建环境变量来满足工作需求。例如，设置一个名称为 WORKDIR 的环境变量，方便用户更轻松地进入一个层次较深的目录，执行命令如下：
1 | lautung@PC:/$ TEST="hello world " |
但是，这样的环境变量不具有全局性，作用范围也有限，默认情况下不能被其他用户使用。如果工作需要，可以使用 export 命令将其提升为全局环境变量，这样其他用户就可以使用它了：
PATH环境变量
通过使用 which 命令，可以查找各个外部命令（和 Shell 内置命令相对）所在的绝对路径。
查看PATH环境变量：
1 | lautung@PC:~$ echo $PATH |
PATH 环境变量的内容是由一堆目录组成的，各目录之间用冒号“:”隔开。当执行某个命令时，Linux 会依照 PATH 中包含的目录依次搜寻该命令的可执行文件，一旦找到，即正常执行；反之，则提示无法找到该命令。
如果在 PATH 包含的目录中，有多个目录都包含某命令的可执行文件，那么会执行先搜索到的可执行文件。
参考
- 腾讯课堂
- c.biancheng.net