玩转Linux操作系统.md

## 玩转Linux操作系统

### 操作系统发展史

只有硬件没有软件的计算机系统被称之为“裸机”，我们很难用“裸机”来完成计算机日常的工作（如存储和运算），所以必须用特定的软件来控制硬件的工作。最靠近计算机硬件的软件是系统软件，其中最为重要的就是“操作系统”。“操作系统”是控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，合理的分配资源和调配任务，为系统用户和其他软件提供接口和环境的程序的集合。

#### 没有操作系统（手工操作）

在计算机诞生之初没有操作系统的年代，人们先把程序纸带（或卡片）装上计算机，然后启动输入机把程序和送入计算机，接着通过控制台开关启动程序运行。当程序执行完毕，打印机输出计算的结果，用户卸下并取走纸带（或卡片）。第二个用户上机，重复同样的步骤。在整个过程中用户独占机器，CPU等待手工操作，资源利用率极低。下图是IBM生产的书写Fortran程序的80栏打孔卡，当然这个已经是比较先进的打孔卡了。

![](./res/ibm-col80-punched-card.png)

#### 批处理系统

首先启动计算机上的一个监督程序，在监督程序的控制下，计算机能够自动的、成批的处理一个或多个用户的作业。完成一批作业后，监督程度又从输入机读取作业存入磁带机。按照上面的步骤重复处理任务。监督程序不停的处理各个作业，实现了作业的自动转接，减少了作业的建立时间和手工操作时间，提高了计算机资源的利用率。 批处理系统又可以分为单道批处理系统、多道批处理系统、联机批处理系统、脱机批处理系统。

#### 分时系统和实时系统

分时系统是把处理器的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。 若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂时中断，把处理机让给另一作业使用，等待下一轮调度时再继续其运行。由于计算机速度很快，作业运行轮转得很快，给每个用户的感觉是他独占了一台计算机。而每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，在充分的人机交互情况下，完成作业的运行。为了解决分时系统不能及时响应用户指令的情况，又出现了能够在在严格的时间范围内完成事件处理，及时响应随机外部事件的实时系统。

#### 通用操作系统

1. 1960s：IBM的System/360系列的机器有了统一的操作系统OS/360。

2. 1965年：AT&T的贝尔实验室加入GE和MIT的合作计划开始开发MULTICS。

3. 1969年：Ken Tompson为了玩“Space Travel”游戏用汇编语言在PDP-7上开发了Unics。

   ![](./res/pdp-7.png)

4. 1970年~1971年：Ken Tompson和Dennis Ritchie用B语言在PDP-11上重写了Unics，并在Brian Kernighan的建议下将其更名为Unix。

   ![](./res/ken-and-dennis-pdp-11.png)

5. 1972年~1973年：Dennis Ritchie发明了C语言来取代可移植性较差的B语言，并开启了用C语言重写Unix的工作。

6. 1974年：Unix推出了里程碑意义的第5版，几乎完全用C语言来实现。

7. 1979年：从Unix第7版开始，AT&T发布新的使用条款，将Unix私有化。

8. 1987年：Andrew S. Tanenbaum教授为了能在课堂上教授学生操作系统运作的细节，决定在不使用任何AT&T的源代码前提下，自行开发与Unix兼容的操作系统，以避免版权上的争议并将其命名为Minix。

9. 1991年：Linus Torvalds就读于芬兰赫尔辛基大学期间，尝试在Minix上做一些开发工作，但因为Minix只是作为教学用途的功能并不强，为了方便在学校的主机的新闻组和邮件系统中读写和下载文件，Linus编写了磁盘驱动程序和文件系统，这些成为了Linux系统内核的雏形。

   ![](./res/Ken-Thompson.png)Ken L. Thompson (ken)

   ![](./res/dennis-ritchie.png)Dennis M. Ritchie (DMR)

   ![](./res/andrew-tanenbaum.png)Andrew S. Tanenbaum (ast)

   ![](./res/linus-torvalds.png)Linus B. Torvalds

下图是Unix操作系统家族的图谱。

![](./res/history-of-unix.png)

### Linux概述

Linux是一个通用操作系统。一个操作系统要负责任务调度、内存分配、处理外围设备I/O等操作。操作系统通常由内核（运行其他程序，管理像磁盘、打印机等硬件设备的核心程序）和系统程序（设备驱动、底层库、shell、服务程序等）两部分组成。

Linux内核是芬兰人Linus Torvalds开发的，于1991年9月发布。而Linux操作系统作为Internet时代的产物，它是由全世界许多开发者共同合作开发的，是一个自由的操作系统（注意自由和免费并不是同一个概念，想了解二者的差别可以[点击这里](https://www.debian.org/intro/free)）。

### Linux系统优点

1. 通用操作系统，不跟特定的硬件绑定。
2. 用C语言编写，有可移植性，有内核编程接口。
3. 支持多用户和多任务，支持安全的分层文件系统。
4. 大量的实用程序，完善的网络功能以及强大的支持文档。
5. 可靠的安全性和良好的稳定性，对开发者更友好。

### Linux系统发行版本

1. [Redhat](https://www.redhat.com/en)
2. [Ubuntu](https://www.ubuntu.com/)
3. [CentOS](https://www.centos.org/)
4. [Fedora](https://getfedora.org/)
5. [Debian](https://www.debian.org/)
6. [openSUSE](https://www.opensuse.org/)

### 基础命令

Linux系统的命令通常都是如下所示的格式：

```Shell

命令名称 [命名参数] [命令对象]
```

1. 获取登录信息 - **w** / **who** / **last**。

   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# w
    23:31:16 up 12:16,  2 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
   USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
   root     pts/0    182.139.66.250   23:03    4.00s  0.02s  0.00s w
   jackfrue pts/1    182.139.66.250   23:26    3:56   0.00s  0.00s -bash
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# who
   root     pts/0        2018-04-12 23:03 (182.139.66.250)
   jackfrued pts/1        2018-04-12 23:26 (182.139.66.250)
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# who am i
   root     pts/0        2018-04-12 23:03 (182.139.66.250)
   ```

2. 查看自己使用的Shell - **ps**。

   Shell也被称为“壳”，它是用户与内核交流的翻译官，简单的说就是人与计算机交互的接口。目前很多Linux系统默认的Shell都是bash（<u>B</u>ourne <u>A</u>gain <u>SH</u>ell），因为它可以使用Tab键进行命令补全、可以保存历史命令、可以方便的配置环境变量以及执行批处理操作等。

   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ps
     PID TTY          TIME CMD
    3531 pts/0    00:00:00 bash
    3553 pts/0    00:00:00 ps
   ```

3. 查看命令的说明 - **whatis**。

   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whatis ps
   ps (1)        - report a snapshot of the current processes.
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whatis python
   python (1)    - an interpreted, interactive, object-oriented programming language
   ```

4. 查看命令的位置 - **which** / **whereis**。

   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whereis ps
   ps: /usr/bin/ps /usr/share/man/man1/ps.1.gz
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whereis python
   python: /usr/bin/python /usr/bin/python2.7 /usr/lib/python2.7 /usr/lib64/python2.7 /etc/python /usr/include/python2.7 /usr/share/man/man1/python.1.gz
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# which ps
   /usr/bin/ps
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# which python
   /usr/bin/python
   ```

5. 查看帮助文档 - **man** / **info** / **apropos**。
   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ps --help
   Usage:
    ps [options]
    Try 'ps --help <simple|list|output|threads|misc|all>'
     or 'ps --help <s|l|o|t|m|a>'
    for additional help text.
   For more details see ps(1).
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# man ps
   PS(1)                                User Commands                                PS(1)
   NAME
          ps - report a snapshot of the current processes.
   SYNOPSIS
          ps [options]
   DESCRIPTION
   ...
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# info ps
   ...
   ```

6. 切换用户 - **su**。

   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# su hellokitty
   [hellokitty@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z root]$
   ```

7. 以管理员身份执行命令 - **sudo**。

   ```Shell
   
   [jackfrued@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ ls /root
   ls: cannot open directory /root: Permission denied
   [jackfrued@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ sudo ls /root
   [sudo] password for jackfrued:
   calendar.py  code  error.txt  hehe  hello.c  index.html  myconf  result.txt
   ```

   > **说明**：如果希望用户能够以管理员身份执行命令，用户必须被添加到sudoers名单中，该文件在 `/etc`目录下。

8. 登入登出相关 - **logout** / **exit** / **adduser** / **userdel** / **passwd** / **ssh**。

   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# adduser hellokitty
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# passwd hellokitty
   Changing password for user jackfrued.
   New password:
   Retype new password:
   passwd: all authentication tokens updated successfully.
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ssh hellokitty@1.2.3.4
   hellokitty@1.2.3.4's password:
   Last login: Thu Apr 12 23:05:32 2018 from 10.12.14.16
   [hellokitty@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ logout
   Connection to 1.2.3.4 closed.
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]#
   ```

9. 查看系统和主机名 - **uname** / **hostname**。

   ```Shell
   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# uname
   Linux
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# hostname
   izwz97tbgo9lkabnat2lo8z
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat /etc/centos-release
   CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) 
   ```

10. 重启和关机 - **reboot** / **init 6** / **shutdown** / **init 0**。

11. 查看历史命令 - **history**。

    ```Shell
    
    [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# history
    ...
    452  ls
    453  cd Python-3.6.5/
    454  clear
    455  history
    [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# !454
    ```

    > 说明：查看到历史命令之后，可以用`!历史命令编号`来重新执行该命令；通过`history -c`可以清除历史命令。

### 实用程序

#### 文件和文件夹操作

1. 创建/删除目录 - **mkdir** / **rmdir**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# mkdir abc
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# mkdir -p xyz/abc
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# rmdir abc
   ```

2. 创建/删除文件 - **touch** / **rm**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# touch readme.txt
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# touch error.txt
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# rm error.txt
   rm: remove regular empty file ‘error.txt’? y
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# rm -rf xyz
   ```

   - touch命令用于创建空白文件或修改文件时间。在Linux系统中一个文件有三种时间：
     - 更改内容的时间 - mtime。
     - 更改权限的时间 - ctime。
     - 最后访问时间 - atime。
   - rm的几个重要参数：
     - -i：交互式删除，每个删除项都会进行询问。
     - -r：删除目录并递归的删除目录中的文件和目录。
     - -f：强制删除，忽略不存在的文件，没有任何提示。

3. 切换和查看当前工作目录 - **cd** / **pwd**。

   > 说明：`cd`命令后面可以跟相对路径（以当前路径作为参照）或绝对路径（以`/`开头）来切换到指定的目录，也可以用`cd ..`来返回上一级目录。

4. 查看目录内容 - **ls**。

   - -l：以长格式查看文件和目录。
   - -a：显示以点开头的文件和目录（隐藏文件）。
   - -R：遇到目录要进行递归展开（继续列出目录下面的文件和目录）。
   - -d：只列出目录，不列出其他内容。
   - -S/-t：按大小/时间排序。

5. 查看文件内容 - **cat** / **head** / **tail** / **more** / **less**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wget http://www.sohu.com/ -O sohu.html
   --2018-06-20 18:42:34--  http://www.sohu.com/
   Resolving www.sohu.com (www.sohu.com)... 14.18.240.6
   Connecting to www.sohu.com (www.sohu.com)|14.18.240.6|:80... connected.
   HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
   Length: 212527 (208K) [text/html]
   Saving to: ‘sohu.html’
   100%[==================================================>] 212,527     --.-K/s   in 0.03s
   2018-06-20 18:42:34 (7.48 MB/s) - ‘sohu.html’ saved [212527/212527]
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat sohu.html
   ...
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# head -10 sohu.html
   <!DOCTYPE html>
   <html>
   <head>
   <title>搜狐</title>
   <meta name="Keywords" content="搜狐,门户网站,新媒体,网络媒体,新闻,财经,体育,娱乐,时尚,汽车,房产,科技,图片,论坛,微博,博客,视频,电影,电视剧"/>
   <meta name="Description" content="搜狐网为用户提供24小时不间断的最新资讯，及搜索、邮件等网络服务。内容包括全球热点事件、突发新闻、时事评论、热播影视剧、体育赛事、行业动态、生活服务信息，以及论坛、博客、微博、我的搜狐等互动空间。" />
   <meta name="shenma-site-verification" content="1237e4d02a3d8d73e96cbd97b699e9c3_1504254750">
   <meta charset="utf-8"/>
   <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=Edge,chrome=1"/>
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# tail -2 sohu.html
   </body>
   </html>
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# less sohu.html
   ...
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat -n sohu.html | more
   ...
   ```

6. 拷贝/移动文件 - **cp** / **mv**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# mkdir backup
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cp sohu.html backup/
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cd backup
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z backup]# ls
   sohu.html
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z backup]# mv sohu.html sohu_index.html
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z backup]# ls
   sohu_index.html
   ```

7. 查找文件和查找内容 - **find** / **grep**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# find / -name "*.html"
   /root/sohu.html
   /root/backup/sohu_index.html
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -atime 7 -type f -print
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -type f -size +2k
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -type f -name "*.swp" -delete
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# grep "<script>" sohu.html -n
   20:<script>
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# grep -E \<\/?script.*\> sohu.html -n
   20:<script>
   22:</script>
   24:<script src="//statics.itc.cn/web/v3/static/js/es5-shim-08e41cfc3e.min.js"></script>
   25:<script src="//statics.itc.cn/web/v3/static/js/es5-sham-1d5fa1124b.min.js"></script>
   26:<script src="//statics.itc.cn/web/v3/static/js/html5shiv-21fc8c2ba6.js"></script>
   29:<script type="text/javascript">
   52:</script>
   ...
   ```
   > 说明：`grep`在搜索字符串时可以使用正则表达式，如果需要使用正则表达式可以用`grep -E`或者直接使用`egrep`。

8. 链接 - **ln**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l sohu.html
   -rw-r--r-- 1 root root 212131 Jun 20 19:15 sohu.html
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ln /root/sohu.html /root/backup/sohu_backup
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l sohu.html
   -rw-r--r-- 2 root root 212131 Jun 20 19:15 sohu.html
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ln /root/sohu.html /root/backup/sohu_backup2
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l sohu.html
   -rw-r--r-- 3 root root 212131 Jun 20 19:15 sohu.html
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ln -s /etc/centos-release sysinfo
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l sysinfo
   lrwxrwxrwx 1 root root 19 Jun 20 19:21 sysinfo -> /etc/centos-release
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat sysinfo
   CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat /etc/centos-release
   CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
   ```

   > 说明：链接可以分为硬链接和软链接（符号链接）。硬链接可以认为是一个指向文件数据的指针，就像Python中对象的引用计数，每添加一个硬链接，文件的对应链接数就增加1，只有当文件的链接数为0时，文件所对应的存储空间才有可能被其他文件覆盖。我们平常删除文件时其实并没有删除硬盘上的数据，我们删除的只是一个指针，或者说是数据的一条使用记录，所以类似于“文件粉碎机”之类的软件在“粉碎”文件时除了删除文件指针，还会在文件对应的存储区域填入数据来保证文件无法再恢复。软链接类似于Windows系统下的快捷方式，当软链接链接的文件被删除时，软链接也就失效了。

9. 压缩/解压缩和归档/解归档 - **gzip** / **gunzip** / **xz** / **tar**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.10.tar.gz
   --2018-06-20 19:29:59--  http://download.redis.io/releases/redis-4.0.10.tar.gz
   Resolving download.redis.io (download.redis.io)... 109.74.203.151
   Connecting to download.redis.io (download.redis.io)|109.74.203.151|:80... connected.
   HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
   Length: 1738465 (1.7M) [application/x-gzip]
   Saving to: ‘redis-4.0.10.tar.gz’
   100%[==================================================>] 1,738,465   70.1KB/s   in 74s
   2018-06-20 19:31:14 (22.9 KB/s) - ‘redis-4.0.10.tar.gz’ saved [1738465/1738465]
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls redis*
   redis-4.0.10.tar.gz
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# gunzip redis-4.0.10.tar.gz
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls redis*
   redis-4.0.10.tar
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# tar -xvf redis-4.0.10.tar
   redis-4.0.10/
   redis-4.0.10/.gitignore
   redis-4.0.10/00-RELEASENOTES
   redis-4.0.10/BUGS
   redis-4.0.10/CONTRIBUTING
   redis-4.0.10/COPYING
   redis-4.0.10/INSTALL
   redis-4.0.10/MANIFESTO
   redis-4.0.10/Makefile
   redis-4.0.10/README.md
   redis-4.0.10/deps/
   redis-4.0.10/deps/Makefile
   redis-4.0.10/deps/README.md
   ...
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls redis*
   redis-4.0.10.tar
   redis-4.0.10:
   00-RELEASENOTES  COPYING  Makefile   redis.conf       runtest-sentinel  tests
   BUGS             deps     MANIFESTO  runtest          sentinel.conf     utils
   CONTRIBUTING     INSTALL  README.md  runtest-cluster  src
   ```

10. 其他工具 - **sort** / **uniq** / **diff** / **tr** / **cut** / **paste** / **file** / **wc**。

  ```Shell
  
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat 1.txt
  grape
  apple
  pitaya
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat 2.txt
  100
  200
  300
  400
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# paste 1.txt 2.txt
  grape   100
  apple   200
  pitaya  300
          400
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# paste 1.txt 2.txt > 3.txt
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cut -b 4-8 3.txt
  pe      10
  le      20
  aya     3
  0
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat 3.txt | tr '\t' ','
  grape,100
  apple,200
  pitaya,300
  ,400
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wget https://www.baidu.com/img/bd_logo1.png
  --2018-06-20 18:46:53--  https://www.baidu.com/img/bd_logo1.png
  Resolving www.baidu.com (www.baidu.com)... 220.181.111.188, 220.181.112.244
  Connecting to www.baidu.com (www.baidu.com)|220.181.111.188|:443... connected.
  HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
  Length: 7877 (7.7K) [image/png]
  Saving to: ‘bd_logo1.png’
  100%[==================================================>] 7,877       --.-K/s   in 0s
  2018-06-20 18:46:53 (118 MB/s) - ‘bd_logo1.png’ saved [7877/7877][root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# file bd_logo1.png
  bd_logo1.png: PNG image data, 540 x 258, 8-bit colormap, non-interlaced
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wc sohu.html
    2979   6355 212527 sohu.html
  [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wc -l sohu.html
  2979 sohu.html
  ```

#### 管道和重定向

1. 管道的使用 - **\|**。

   例子：查找当前目录下文件个数。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# find ./ | wc -l
   6152
   ```

   例子：列出当前路径下的文件和文件夹，给每一项加一个编号。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls | cat -n
        1  dump.rdb
        2  mongodb-3.6.5
        3  Python-3.6.5
        4  redis-3.2.11
        5  redis.conf
   ```

   例子：查找record.log中包含AAA，但不包含BBB的记录的总数

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat record.log | grep AAA | grep -v BBB | wc -l
   ```

2. 输出重定向和错误重定向 - **\>** / **>>** / **2\>**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat readme.txt
   banana
   apple
   grape
   apple
   grape
   watermelon
   pear
   pitaya
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat readme.txt | sort | uniq > result.txt
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat result.txt
   apple
   banana
   grape
   pear
   pitaya
   watermelon
   ```

3. 输入重定向 - **\<**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# echo 'hello, world!' > hello.txt
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wall < hello.txt
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]#
   Broadcast message from root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z (Wed Jun 20 19:43:05 2018):
   hello, world!
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# echo 'I will show you some code.' >> hello.txt
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wall < hello.txt
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]#
   Broadcast message from root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z (Wed Jun 20 19:43:55 2018):
   hello, world!
   I will show you some code.
   ```

#### 别名

1. **alias**

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# alias ll='ls -l'
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# alias frm='rm -rf'
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ll
   ...
   drwxr-xr-x  2 root       root   4096 Jun 20 12:52 abc
   ...
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# frm abc
   ```

2. **unalias**

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# unalias frm
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# frm sohu.html
   -bash: frm: command not found
   ```

#### 其他程序

1. 时间和日期 - **date** / **cal**。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# date
   Wed Jun 20 12:53:19 CST 2018
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cal
         June 2018
   Su Mo Tu We Th Fr Sa
                   1  2
    3  4  5  6  7  8  9
   10 11 12 13 14 15 16
   17 18 19 20 21 22 23
   24 25 26 27 28 29 30
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cal 5 2017
         May 2017
   Su Mo Tu We Th Fr Sa
       1  2  3  4  5  6
    7  8  9 10 11 12 13
   14 15 16 17 18 19 20
   21 22 23 24 25 26 27
   28 29 30 31
   ```

2. 录制操作脚本 - **script**。

3. 给用户发送消息 - **mesg** / **write** / **wall** / **mail**。


### 文件系统

#### 文件和路径

1. 命名规则：文件名的最大长度与文件系统类型有关，一般情况下，文件名不应该超过255个字符，虽然绝大多数的字符都可以用于文件名，但是最好使用英文大小写字母、数字、下划线、点这样的符号。文件名中虽然可以使用空格，但应该尽可能避免使用空格，否则在输入文件名时需要用将文件名放在双引号中或者通过`\`对空格进行转义。
2. 扩展名：在Linux系统下文件的扩展名是可选的，但是使用扩展名有助于对文件内容的理解。有些应用程序要通过扩展名来识别文件，但是更多的应用程序并不依赖文件的扩展名，就像`file`命令在识别文件时并不是依据扩展名来判定文件的类型。
3. 隐藏文件：以点开头的文件在Linux系统中是隐藏文件（不可见文件）。

#### 目录结构

1. /bin - 基本命令的二进制文件。
2. /boot - 引导加载程序的静态文件。
3. /dev - 设备文件。
4. **/etc** - 配置文件。
5. /home - 普通用户主目录的父目录。
6. /lib - 共享库文件。
7. /lib64 - 共享64位库文件。
8. /lost+found - 存放未链接文件。
9. /media - 自动识别设备的挂载目录。
10. /mnt - 临时挂载文件系统的挂载点。
11. /opt - 可选插件软件包安装位置。
12. /proc -  内核和进程信息。
13. **/root** - 超级管理员用户主目录。
14. /run - 存放系统运行时需要的东西。
15. /sbin - 超级用户的二进制文件。
16. /sys - 设备的伪文件系统。
17. /tmp - 临时文件夹。
18. **/usr** - 用户应用目录。
19. /var - 变量数据目录。

#### 访问权限

1. **chmod** - 改变文件模式比特。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l
   ...
   -rw-r--r--  1 root       root 211878 Jun 19 16:06 sohu.html
   ...
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# chmod g+w,o+w sohu.html
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l
   ...
   -rw-rw-rw-  1 root       root 211878 Jun 19 16:06 sohu.html
   ...
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# chmod 644 sohu.html
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l
   ...
   -rw-r--r--  1 root       root 211878 Jun 19 16:06 sohu.html
   ...
   ```
   > 说明：通过上面的例子可以看出，用`chmod`改变文件模式比特有两种方式：一种是字符设定法，另一种是数字设定法。除了`chmod`之外，可以通过`umask`来设定哪些权限将在新文件的默认权限中被删除。

   长格式查看目录或文件时显示结果及其对应权限的数值如下表所示。

   ![](./res/file-mode.png)

2. **chown** - 改变文件所有者。

    ```Shell
       
    [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l
    ...
    -rw-r--r--  1 root root     54 Jun 20 10:06 readme.txt
    ...
    [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# chown hellokitty readme.txt
    [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls -l
    ...
    -rw-r--r--  1 hellokitty root     54 Jun 20 10:06 readme.txt
    ...
    ```

#### 磁盘管理

1. 列出文件系统的磁盘使用状况 - **df**。
2. 磁盘分区表操作 - **fdisk**。
3. 格式化文件系统 - **mkfs**。
4. 文件系统检查 - **fsck**。
5. 挂载/卸载 - **mount** / **umount**。

### 编辑器vim

1. 启动vim。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# vim guess.py
   ```

2. 命令模式、编辑模式和末行模式：启动vim进入的是命令模式，在命令模式下输入英文字母`i`会进入编辑模式，屏幕下方出现`-- INSERT --`提示；在编辑模式下按下`Esc`会回到命令模式，此时如果输入英文`:`会进入末行模式，在末行模式下输入`q!`可以在不保存当前工作的情况下强行退出vim，如果希望执行保存退出，则应该在末行模式下输入`wq`。

3. 退出vim：在命令模式下输入`:` 进入末行模式，输入wq可以实现保存退出；如果想放弃编辑的内容输入`q!`强行退出，这一点刚才已经提到过了；在命令模式下也可以直接输入`ZZ`实现保存退出。

4. 光标操作。

   - 在命令模式下可以通过`h`、`j`、`k`、`l`来控制光标向左、下、上、右的方向移动，可以在字母前输入数字来表示移动的距离，例如：`10h`表示向左移动10个字符。
   - 在命令模式下可以通过`Ctrl+y`和`Ctrl+e`来实现向上、向下滚动一行文本的操作，可以通过`Ctrl+f`和`Ctrl+b`来实现向前和向后翻页的操作。
   - 在命令模式下可以通过输入英文字母`G`将光标移到文件的末尾，可以通过`gg`将光标移到文件的开始，也可以通过在`G`前输入数字来将光标移动到指定的行。

5. 文本操作。

   - 删除：在命令模式下可以用`dd`来删除整行；可以在`dd`前加数字来指定删除的行数；可以用`d$`来实现删除从光标处删到行尾的操作，也可以通过`d0`来实现从光标处删到行首的操作；如果想删除一个单词，可以使用`dw`；如果要删除全文，可以在输入`:%d`（其中`:`用来从命令模式进入末行模式）。
   - 复制和粘贴：在命令模式下可以用`yy`来复制整行；可以在`yy`前加数字来指定复制的行数；可以通过`p`将复制的内容粘贴到光标所在的地方。
   - 撤销和恢复：在命令模式下输入`u`可以撤销之前的操作；通过`Ctrl+r`可以恢复被撤销的操作。
   - 对内容进行排序：在命令模式下输入`%!sort`。

6. 查找和替换。

   - 查找操作需要输入`/`进入末行模式并提供正则表达式来匹配与之对应的内容，例如：`/doc.*\.`，输入`n`来向前搜索，也可以输入`N`来向后搜索。
   - 替换操作需要输入`:`进入末行模式并指定搜索的范围、正则表达式以及替换后的内容和匹配选项，例如：`:1,$s/doc.*/hello/gice`，其中：
     - `g` - global：全局匹配。
     - `i` - ignore case：忽略大小写匹配。
     - `c` - confirm：替换时需要确认。
     - `e` - error：忽略错误。

7. 参数设定：在输入`:`进入末行模式后可以对vim进行设定。

   - 设置Tab键的空格数：`set ts=4`

   - 设置显示/不显示行号：`set nu` / `set nonu`

   - 设置启用/关闭高亮语法：`syntax on` / `syntax off`

   - 设置显示标尺（光标所在的行和列）： `set ruler`

   - 设置启用/关闭搜索结果高亮：`set hls` / `set nohls`

     > 说明：如果希望上面的这些设定在每次启动vim时都能生效，需要将这些设定写到用户主目录下的.vimrc文件中。

8. 高级技巧

   - 比较多个文件。

     ```Shell
     
     [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# vim -d 1.txt 2.txt 3.txt
     ```

   - 打开多个文件。

     ```Shell
     
     [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# vim 1.txt 2.txt 3.txt
     ```

     启动vim后只有一个窗口显示的是1.txt，可以在末行模式中输入`ls`查看到打开的三个文件，也可以在末行模式中输入`b <num>`来显示另一个文件，例如可以用`:b 2`来显示2.txt。

   - 拆分和切换窗口。

     可以在末行模式中输入`sp`或`vs`来实现对窗口的水平或垂直拆分，这样我们就可以同时打开多个编辑窗口，通过按两次`Ctrl+w`就可以实现编辑窗口的切换，在一个窗口中执行退出操作只会关闭对应的窗口，其他的窗口继续保留。

     ![](./res/vim-multi-window.png)

   - 映射快捷键：在vim下可以将一些常用操作映射为快捷键来提升工作效率。
     - 例子1：在命令模式下输入`F4`执行从第一行开始删除10000行代码的操作。

       `:map <F4> gg10000dd`。

       例子2：在编辑模式下输入`__main`直接补全为`if __name__ == '__main__':`。

       `:inoremap __main if __name__ == '__main__':`

     > 说明：如果希望映射的快捷键每次启动vim时都能生效，需要将映射写到用户主目录下的.vimrc文件中。

   - 录制宏。

     - 在命令模式下输入`qa`开始录制宏（其中`a`是寄存器的名字，也可以是其他英文字母或0-9的数字）。

     - 执行你的操作（光标操作、编辑操作等），这些操作都会被录制下来。

     - 如果录制的操作已经完成了，按`q`结束录制。

     - 通过`@a`（`a`是刚才使用的寄存器的名字）播放宏，如果要多次执行宏可以在前面加数字，例如`100@a`表示将宏播放100次。

     - 可以试一试下面的例子来体验录制宏的操作，该例子来源于[Harttle Land网站](https://harttle.land/tags.html#Vim)，该网站上提供了很多关于vim的使用技巧，有兴趣的可以去了解一下。

       ![](./res/vim-macro.png)

### 环境变量

1. HOME
2. SHELL
3. HISTSIZE
4. RANDOM
5. PATH

### 软件安装和配置

#### 使用包管理工具

1. yum - Yellowdog Updater Modified。
   - `yum search`：搜索软件包，例如`yum search nginx`。
   - `yum list installed`：列出已经安装的软件包，例如`yum list installed | grep zlib`。
   - `yum install`：安装软件包，例如`yum install nginx`。
   - `yum remove`：删除软件包，例如`yum remove nginx`。
   - `yum update`：更新软件包，例如`yum update`可以更新所有软件包，而`yum update tar只会更新tar。
   - `yum check-update`：检查有哪些可以更新的软件包。
   - `yum info`：显示软件包的相关信息，例如`yum info nginx`。
2. rpm - Redhat Package Manager。
   - 安装软件包：`rpm -ivh <packagename>.rpm`。
   - 移除软件包：`rpm -e <packagename>`。
   - 查询软件包：`rpm -qa`，例如可以用`rpm -qa | grep mysql`来检查是否安装了MySQL相关的软件包。

下面以Nginx为例，演示如何使用yum安装软件。

```Shell

[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# yum -y install nginx
...
Installed:
  nginx.x86_64 1:1.12.2-2.el7
Dependency Installed:
  nginx-all-modules.noarch 1:1.12.2-2.el7
  nginx-mod-http-geoip.x86_64 1:1.12.2-2.el7
  nginx-mod-http-image-filter.x86_64 1:1.12.2-2.el7
  nginx-mod-http-perl.x86_64 1:1.12.2-2.el7
  nginx-mod-http-xslt-filter.x86_64 1:1.12.2-2.el7
  nginx-mod-mail.x86_64 1:1.12.2-2.el7
  nginx-mod-stream.x86_64 1:1.12.2-2.el7
Complete!
[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# nginx -v
nginx version: nginx/1.12.2
```

下面以MySQL为例，演示如何使用rpm安装软件。

```Shell


```

#### 下载解压配置环境变量

下面以安装MongoDB为例，演示这类软件应该如何安装。

```Shell

[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5.tgz
--2018-06-21 18:32:53--  https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5.tgz
Resolving fastdl.mongodb.org (fastdl.mongodb.org)... 52.85.83.16, 52.85.83.228, 52.85.83.186, ...
Connecting to fastdl.mongodb.org (fastdl.mongodb.org)|52.85.83.16|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 100564462 (96M) [application/x-gzip]
Saving to: ‘mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5.tgz’
100%[==================================================>] 100,564,462  630KB/s   in 2m 9s
2018-06-21 18:35:04 (760 KB/s) - ‘mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5.tgz’ saved [100564462/100564462]
[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# gunzip mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5.tgz
[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# tar -xvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5.tar
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/README
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/THIRD-PARTY-NOTICES
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/MPL-2
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/GNU-AGPL-3.0
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongodump
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongorestore
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongoexport
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongoimport
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongostat
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongotop
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/bsondump
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongofiles
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongoreplay
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongoperf
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongod
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongos
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/mongo
mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin/install_compass
[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# vim .bash_profile
...
PATH=$PATH:$HOME/bin:$HOME/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5/bin
export PATH
...
[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# source .bash_profile
[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# mongod --version
db version v3.6.5
git version: a20ecd3e3a174162052ff99913bc2ca9a839d618
OpenSSL version: OpenSSL 1.0.1e-fips 11 Feb 2013
allocator: tcmalloc
modules: none
build environment:
    distmod: rhel70
    distarch: x86_64
    target_arch: x86_64
```

> 说明：当然也可以通过yum来安装MongoDB，具体可以参照[官方网站](https://docs.mongodb.com/master/administration/install-on-linux/)上给出的说明。

#### 源代码构建安装

1. 安装Python 3.6。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# yum install gcc
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.5/Python-3.6.5.tgz
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# gunzip Python-3.6.5.tgz
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ar -xvf Python-3.6.5.tar
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cd Python-3.6.5
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ./configure --prefix=/usr/local/python36 --enable-optimizations
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# yum -y install zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# make && make install
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ln -s /usr/local/python36/bin/python3.6 /usr/bin/python3
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# python3 --version
   Python 3.6.5
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# python3 -m pip install -U pip
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# pip3 --version
   ```

2. 安装Redis-3.2.12。

   ```Shell
   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.12.tar.gz
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# gunzip redis-3.2.12.tar.gz
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# tar -xvf redis-3.2.12.tar
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cd redis-3.2.12
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# make && make install
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# redis-server --version
   Redis server v=3.2.12 sha=00000000:0 malloc=jemalloc-4.0.3 bits=64 build=5bc5cd3c03d6ceb6
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# redis-cli --version
   redis-cli 3.2.12
   ```

### 进程和性能

1. pmap
2. sar
3. free
4. iostat
5. gprof

### 配置服务

1. 启动服务。
2. 终止服务。
3. 重启服务。
4. 查看服务。
5. 设置是否开机自启。

### 计划任务

1. **crontab**命令。
2. crontab相关文件。

### 网络访问和管理

1. 通过网络获取资源 - **wget**。
   - -b 后台下载模式
   - -O 下载到指定的目录
   - -r 递归下载

2. 显示/操作网络配置（旧） - **ifconfig**。

   ```Shell
   
   
   ```

3. 显示/操作网络配置（新） - **ip**。

   ```Shell
   
   
   ```

4. 网络可达性检查 - **ping**。

   ```Shell
   
   
   ```

5. 查看网络服务和端口 - **netstat**。

   ```Shell
   
   
   ```

6. 安全文件拷贝 - **scp**。

   ```Shell
   
   
   ```

7. 安全文件传输 - **sftp**。

   ```Shell
   
   
   ```

### Shell和Shell编程

1. 通配符。
2. 后台运行。

### 其他内容

1. awk
2. sed
3. xargs