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linux基礎（一）— linux基礎知識

2020-08-14 11:06:38

linux基礎

linux 概述

什麼是linux系統

Linux是一套免費使用和自由傳播的類UNIX操作系統，是一個基於POSIX和Unix的多使用者、多工、支援多執行緒和多CPU的操作系統。它能執行主要的Unix工具軟體、應用程式和網路協定。它支援32位元和64位元硬體。Linux繼承了Unix以網路爲核心的設計思想，是一個效能穩定的多使用者網路操作系統。

linux的優勢所在

  • 安全效能高，並且開源
  • 操作方式主流爲命令列模式，但也支援圖形化介面+事件的模式（不常用）
  • 具有跨平臺效能，對硬體要求相較其他操作系統低很多
  • 應用場景爲主流的伺服器

linux是類Unix系統

什麼是開源

開源，即開放原始碼；使用者可以免費的使用它並且可以獲得它的原始碼，更爲重要的是可以根據自己的需要對它進行必要的修改，無償使用，無約束地繼續傳播。開源是一種「共用的」、「免費的」、「可革新」的軟體模式。

linux 基本結構

如圖所示：Linux 系統可以簡單的抽象分爲 Linux 操作系統（linux內核）、 Shell 層（命令解釋執行層）和應用層。

在这里插入图片描述

  1. 內核層
    內核層是 Linux 系統的核心和基礎，它直接附着在硬體平臺之上，控制和管理系統內各種資源（硬體資源和軟體資源），有效地組織進程的執行，從而擴充套件硬體的功能，提高資源的利用效率，爲使用者提供方便、高效、安全、可靠的應用環境。

  2. Shell層
    Shell 層是與使用者直接互動的介面,同時也是和linux系統內核相連線。使用者可以在提示符下輸入命令列，由 Shell 解釋執行並輸出相應結果或者有關資訊，所以我們也把 Shell 稱作命令直譯器，利用系統提供的豐富命令可以快捷而簡便地完成許多工作。事實上，Shell本質上就是應用程式，但是它和系統內核直接相互動，而其他使用者程式則和Shell指令碼互動，是一種內核和使用者程式之間的紐帶。

  3. 應用層
    應用層提供基於 X Window 協定的圖形環境。X Window 協定定義了一個系統所必須具備的功能（就如同 TCP/IP 是一個協定，定義軟體所應具備的功能），可系統能滿足此協定及符合 X 協會其他的規範，便可稱爲 X Window。值得注意的是，絕大部分linux使用者都不選擇安裝X Window影象介面，佔記憶體，功能低，是linux作爲伺服器來說吃力不討好的那種情況。

Linux 開機啓動過程

  1. 主機加電自檢，載入 BIOS 硬體資訊。
  2. 讀取 MBR 的引導檔案(GRUB、LILO)。
  3. 引導 Linux 內核。
  4. 執行第一個進程 init (進程號永遠爲 1 )。
  5. 進入相應的執行級別。
  6. 執行終端，輸入使用者名稱和密碼。
  • 備註：
    1）LILO是Linux的引導載入程式。它主要用於將Linux操作系統載入到主記憶體中，以便它可以開始執行。
    2）CUI即命令列介面，通常不支援滑鼠，使用者通過鍵盤輸入指令，計算機接收到指令後，予以執行。
    3）GUI，即圖形用戶介面，是指允許使用者使用滑鼠等輸入裝置操縱螢幕上的圖示或選單選項，以選擇命令、呼叫檔案、啓動程式或執行其它一些日常任務，也就是採用圖形方式顯示的計算機操作用戶介面。

磁碟、目錄、檔案

linux 一切皆檔案

在 Linux 操作系統中，所有被操作系統管理的資源，例如網路介面卡、磁碟驅動器、印表機、輸入輸出裝置、普通檔案或是目錄都被看作是一個檔案。

也就是說在 Linux 系統中有一個重要的概念**：一切都是檔案**。其實這是 Linux 繼承 Unix 哲學的一個體現，在 Unix 系統中，把一切資源都看作是檔案，包括硬體裝置。Unix 系統把每個硬體都看成是一個檔案，通常稱爲裝置檔案，這樣使用者就可以用讀寫檔案的方式實現對硬體的存取。

linux 基本檔案型別分類如下圖所示
在这里插入图片描述

linux 的目錄結構是什麼樣的？

linux 目錄結構層次分明，如圖所示
常見目錄說明：
/bin： 存放二進制可執行檔案(ls,cat,mkdir等)，常用命令一般都在這裏；
/etc： 存放系統管理和組態檔；
/home： 存放所有使用者檔案的根目錄，是使用者主目錄的基點，比如使用者user的主目錄就是/home/user，可以用~user表示；
**/usr **： 用於存放系統應用程式；
/opt： 額外安裝的可選應用程式包所放置的位置。一般情況下，我們可以把jdk、tomcat等都安裝到這裏；
/proc： 虛擬檔案系統目錄，是系統記憶體的對映。可直接存取這個目錄來獲取系統資訊；
/root： 超級使用者（系統管理員）的主目錄（特權階級o）；
/sbin: 存放二進制可執行檔案，只有root才能 纔能存取。這裏存放的是系統管理員使用的系統級別的管理命令和程式。如ifconfig等；
/dev： 用於存放裝置檔案；
/mnt： 系統管理員安裝臨時檔案系統的安裝點，系統提供這個目錄是讓使用者臨時掛載其他的檔案系統；
/boot： 存放用於系統引導時使用的各種檔案；
**/lib **： 存放着和系統執行相關的庫檔案 ；
/tmp： 用於存放各種臨時檔案，是公用的臨時檔案儲存點；
/var： 用於存放執行時需要改變數據的檔案，也是某些大檔案的溢位區，比方說各種服務的日誌檔案（系統啓動日誌等。）等；
/lost+found： 這個目錄平時是空的，系統非正常關機而留下「無家可歸」的檔案（windows下叫什麼.chk）就在這裏。

block和inode

block，簡單來說，就是linux系統讀取硬碟的記憶體中快取區域的一塊區域，值得注意的是，block，是linux系統規定記憶體每次讀取最小的記憶體單位，大小爲4KB；它是由8個linux硬碟規定的每次儲存最小單元「磁區」（ sector）這麼大，也就是說每個磁區儲存512位元組，其實這兩個是非常重要的概念，貫穿整個硬體和記憶體。
inode是索引節點。是linux檔案或目錄物理儲存位置的體現，它具備基本索引所有的特點，包括檢索快、相同檔案唯一性等特點。

硬鏈接和軟鏈接

首先，先不談硬鏈接和軟鏈接是什麼，我們按照以下程式碼去建立：

#建立原檔案
touch test check

#建立硬鏈接
ln /root/test /tmp/a-hard

#建立軟鏈接
ln -s /root/check /tmp/check-soft

硬鏈接的原理如下圖所示，硬鏈接和原檔案讀寫的是相同的block塊，俺就說明讀寫硬鏈接事實上就是讀取原檔案；**硬鏈接相當於一個原檔案的備用可替換檔案，**只要兩者存在一個，就能夠實現原檔案的功能。對其增刪改查，事實上就是操作原檔案，但是值得注意的是刪除原檔案，硬鏈接的內容還是可以讀取的，這是因爲inode還是存在的，這是容易忽略的。
在这里插入图片描述

軟鏈接的原理如下圖所示，軟鏈接和原檔案的讀寫本質上都是相同的inode，但是記憶體快取區的塊不一樣，但是軟鏈接的塊是讀取原檔案的，可以這樣理解軟鏈接的塊是原檔案塊的硬鏈接。軟鏈接相當於一個快捷方式，對其增改查，事實上就是操作原檔案，但是刪除，卻不是刪除原檔案，而是刪除自己；軟鏈接直接依賴原檔案的存在而存在。
在这里插入图片描述
硬鏈接不會建立自己的 inode 索引和 block（數據塊），而是直接指向原始檔的 inode 資訊和 block，所以硬鏈接和原檔案的 inode 號是一致的；而軟鏈接會真正建立自己的 inode 索引和 block，所以軟鏈接和原始檔的 inode 號是不一致的。硬鏈接不可以跨分割區，軟體鏈可以跨分割區。刪除硬鏈接檔案，不會刪除原檔案，刪除軟鏈接檔案，會把原檔案刪除。

Shell

BASH和DOS之間的基本區別是什麼？

BASH命令區分大小寫，而DOS命令則不區分;
在BASH下，/是目錄分隔符，\作爲跳脫字元。在DOS下，/用作命令參數分隔符，\是目錄分隔符
DOS遵循命名檔案中的約定，即8個字元的檔名後跟一個點，擴充套件名爲3個字元。BASH沒有遵循這樣的慣例。

Shell 簡介

Shell 是一個應用程式，它連線了使用者和 Linux 內核，讓使用者能夠更加高效、安全、低成本地使用 Linux 內核，這就是 Shell 的本質。
Shell 指令碼是一門邊解釋邊執行的弱語言機制 機製的程式語言，因其簡單、易用、高效，所以說它是大多數linux命令列命令的首選語言。

執行shell指令碼的方式

#方法一:shell指令碼的第一行必須宣告：#!/bin/bash
#建立shell 指令碼
touch text.sh
chmod u+x text.sh
#執行shell指令碼(當前目錄下)
./text.sh

#方法二：使用/bin/bash的直譯器執行
#執行shell指令碼
bash text.sh

# 方法三：當前進程執行shell指令碼(可以忽略指令碼的許可權，可以不是可執行檔案)
#執行shell指令碼
source text.sh

Shell 變數

Shell 中變數的值都是以字串的形式進行儲存的，shell變數和其他弱語言機制 機製一樣無需宣告，直接使用；過程中無型別限制。
shell變數賦值的時候「=「」兩側不能有空格。原因是shell中一切皆字串的原因，空格也會被當做爲字串的一部分。

分類

在这里插入图片描述

單引號‘’、雙引號「」和反引號``的區別

單引號‘’：字串常數；任何字元都會原樣輸出，在其中使用變數包括跳脫符都是無效的。

雙引號「」:模板字串；變數會被解析，跳脫符會生效。

反引號``：命令表達式，只能放linux命令。相當於$（…）

字串和陣列常用方法（瞭解）

事實上shell指令碼主要是用來執行linux命令的，而其也提供了一些字串和陣列的方法，但這些方法對於使用命令來說，基本上不用。

字串 str=」…」
1.	獲取字串的長度 ${#str}
2.	字串拼接
	a)	$str1$str2		中間不能有空格
	b)	「$str1 $str2」 	中間有空格
	c)	$str1」-」$str2	中間可以有其他字串
	d)	str4="$name: $url" #這樣寫也可以
	e)	str5="${name}Script: ${url}index.html" #這個時候需要給變數名加上大括號
3.	字串擷取：${string: start [:length]}	從0開始，包括start，擷取長度爲length
4.	反向擷取字串：${string: 0-start [:length]}	從1開始，包括start
5.	從指定字串開始擷取（左邊開始）
	a)	${string#[*]chars}：*爲萬用字元，chars不包括，第一次出現開始擷取
	b)	${string##*chars}：*爲萬用字元，chars不包括，最後一次出現開始擷取
6.	從指定字串開始反向擷取（右邊開始）
	a)	${string%chars*}
	b)	${string%%chars*}


陣列		
1.	宣告：
	a)	array_name=(ele1  ele2  ele3 ... elen)		#陣列型別可以不相同
	b)	array_name=([3]=24 [5]=19 [10]=12)		#指定陣列下標宣告
2.	array_name[n]=…		賦值
3.	獲取陣列元素	
	a)	${nums[*]}或者${nums[@]}		#獲取陣列所有元素
	b)	${array_name[index]}		#index從0開始
4.	陣列長度		${#array_name[@]}或者${#array_name[*]}	#元素的個數，和下標無關
5.	刪除陣列元素：unset array_name[index]		
6.	刪除陣列：unset array_name 
7.	陣列的拼接		
array_new=(${array1[@]}  ${array2[@]})
array_new=(${array1[*]}  ${array2[*]})


備註：[]代表可選操作

Shell 表達式

算術表達式

  1. $((EXP))： 使用變數時不用加前綴，(())會自動解析變量名。字首，(( )) 會自動解析變數名。爲 獲取表達式的值 ，當表達式有多個結果時以最後一個表達式的結果作爲整個(())命令的執行結果。

  2. $[EXP]： EXP爲表達式。

  3. expr EXP ：分佈計算。注意:*表示乘法,其他相同，運算子前後必須加空格
    例如：S=expr 2 \* 3

  4. let簡單表達式

條件表達式

Shell 條件表達式的結果是0（true）和1(false)，這一點和其他語言不一樣。
關於條件表達式shell有三種表達式，但是最常用的就是[ condition ]（兩邊均有空格），其他不常用，不做介紹。值得注意的是條件表達式中的算術運算子要被「-eq -ne -gt -lt -ge -le」它們所替代，邏輯運算子「&& || !」被「-a -o !」取代。有的時候也可以用(())來取代，它支援所有的以上運算子。

輸出輸入重定向

之前看到的3張表，我覺得很詳細，於是先借用它們來說：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
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上述三張表已經非常清晰的解釋了shell 程式設計的輸入和輸出重定向了。我主要說一下linux中最常用的三種輸出重定向。

  1. nohup bash xxx.sh [PARAMS] >file 2>&1 & 所有資訊輸出到file
  2. nohup bash xxx.sh [PARAMS] >file1 2>file2 & 正常file1 異常file2
  3. nohup bash xxx.sh [PARAMS] >/dev/null 2>&1 & 所有資訊不輸出（遠端）

這三種是我們最常用的輸出重定向，主要用於我們使用shell指令碼去啓動我們的應用程式，比如說elasticsearch，我們並不想在控制檯去看他的正常和提示資訊，因爲提示資訊太長，這時候我們就需要將輸出的這些資訊記錄在日誌檔案中，方便我們去檢視資訊。此外，下面 下麪也是我們常用的結束後臺執行的命令：

  • Ctrl+z 暫停掛在後臺 ctl+d（EOF，退出shell指令碼） ctl+c（中斷進程退出）
  • fg命令重新啓動前臺被中斷的任務（可以繼續掛起）,bg命令把被中斷的任務放在後台執行（不能再掛起）
  • jobs 顯示當前所有後台執行命令
  • jobs -l 顯示所有後台執行命令狀態：PID,STATE(running,stopped,terminated)，被kill的後臺命令將被從jobs 列表中剔除。

回圈跳轉語句

  1. continue[n]：n表示跳出第幾層的本次回圈，預設爲當前回圈
  2. break[n]：n表示跳出到第幾層回圈，預設爲當前回圈
  3. return n：n表示方法執行的狀態
  4. exit n：n程式結束的狀態：0表示支援結束

範例：Shell jdk & tomcat 發佈

#!/bin/bash

INSTALL=/opt/install/java/
JDK=jdk-8u111-linux-x64.tar.gz
TOMCAT=apache-tomcat-8.5.57.tar.gz
BIGDATA=/opt/bigdata/java/
CMD=''

show(){
 msg=''
 for p in $*
 do 
  msg=$msg' '$p
 done
}

err(){
 show $*
 if [ $? -ne 0 ]
 then
  echo '異常：'$msg
  exit 1
 else
  echo '成功：'$msg
 fi
}

if [ -e $BIGDATA ]
then
 echo "${BIGDATA} exist"
else
 CMD="mkdir -p ${BIGDATA}"
 $CMD
 err "建立目錄 ${BIGDATA}"
fi

CMD="cd ${INSTALL}"
$CMD
err "${CMD}"

CMD="tar -zxf ${JDK} -C ${BIGDATA}"
$CMD
err "${CMD}"
 
CMD="tar -zxf ${TOMCAT} -C ${BIGDATA}"
$CMD
err "${CMD}"

CMD="mv ${BIGDATA}apache-tomcat-8.5.57/ ${BIGDATA}tomcat85/"
$CMD
err "${CMD}"

CMD="mv ${BIGDATA}jdk1.8.0_111/ ${BIGDATA}jdk180/"
$CMD
err "${CMD}"

CMD=`sed -i "/unset i/i\export JAVA_HOME=${BIGDATA}jdk180" /etc/profile`
$CMD
err "create environment variable JAVA_HOME"

CMD=`sed -i "/unset i/i\export TOMCAT_HOME=${BIGDATA}tomcat85" /etc/profile`
$CMD
err "create environment variable TOMCAT_HOME"

CMD=`sed -i '/unset i/i\export PATH=$JAVA_HOME/bin:$TOMCAT_HOME/bin:$PATH' /etc/profile`
$CMD
err "create environment variable PATH"

CMD=`sed -i '/unset i/i\export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar' /etc/profile`
$CMD
err "create environment variable CLASSPATH"

CMD="source /etc/profile"
$CMD
err "${CMD}" 

echo "發佈 jdk && tomact 成功"

結果：

[root@vm03 ~]# ./deployloyjt.sh 
成功： 建立目錄 /opt/bigdata/java/
成功： cd /opt/install/java/
成功： tar -zxf jdk-8u111-linux-x64.tar.gz -C /opt/bigdata/java/
成功： tar -zxf apache-tomcat-8.5.57.tar.gz -C /opt/bigdata/java/
成功： mv /opt/bigdata/java/apache-tomcat-8.5.57/ /opt/bigdata/java/tomcat85/
成功： mv /opt/bigdata/java/jdk1.8.0_111/ /opt/bigdata/java/jdk180/
成功： create environment variable JAVA_HOME
成功： create environment variable TOMCAT_HOME
成功： create environment variable PATH
成功： create environment variable CLASSPATH
成功： source /etc/profile
發佈 jdk && tomact 成功
[root@vm03 ~]# cat /etc/profile | tail -8


export JAVA_HOME=/opt/bigdata/java/jdk180
export TOMCAT_HOME=/opt/bigdata/java/tomcat85
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$TOMCAT_HOME/bin:$PATH
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
unset i
unset -f pathmunge
[root@vm03 ~]#