Linux系统理论知识

Java与开发基础

发布日期: 2022-09-06

更新日期: 2023-04-29

文章字数: 12.5k

阅读时长: 48 分

原理篇

一、Linux进程管理

1.1 进程控制块与进程的创建

OS的单体结构与Linux微内核结构：

OS的单体结构与Linux微内核结构示意图

操作系统相关概念

Linux中的进程实体：PCB——进程存在和运行的唯一标志。

Linux中对应结构叫做task_struct：

struct task_struct {
	...
	...
};

进程控制块的信息有：

状态信息－描述进程动态的变化
链接信息－描述进程的父／子关系
各种标识符－用简单数字对进程进行标识
进程间通信信息－描述多个进程在同一任务上协作工作
时间和定时器信息－描述进程在生存周期内使用CPU时间的统计、计费等信息
调度信息－描述进程优先级、调度策略等信息
文件系统信息－对进程使用文件情况进行记录
虚拟内存信息－描述每个进程拥有的地址空间
处理器环境信息－描述进程的执行环境(处理器的寄存器及堆栈等)

进程相关的系统调用：

Fork()－父亲克隆一个儿子。执行fork()之后，兵分两路，两个进程并发执行。
Exec()－新进程脱胎换骨，离家独立，开始了独立工作的职业生涯。
Wait()－等待不仅仅是阻塞自己，还准备对僵死的子进程进行善后处理。
Exit()－终止进程，把进程的状态置为“僵死”，并把其所有的子进程都托付给init进程，最后调用schedule()函数，选择一个新的进程运行。

1.2 进程的组织方式

1.2.1 进程链表

struct task_struct {
	...
	struct list_head tasks;
	char comm[TASK_COMM_LEN];/*可执行程序的名字
    ...
};

进程链表

1.2.2 哈希表

#define pid_hashfn(x) ((((x) >> 8) ^ (x)) & (PIDHASH_SZ - 1))

哈希表

1.2.3 可运行队列

把可运行状态的进程组成一个双向循环链表，也叫可运行队列(runqueue)，其中init_task起链表头的作用。

struct task_struct{
    ...
    struct list_head run_list;
    ...
};

在调度程序运行过程中，允许队列中加入新出现的可运行态进程，新出现的可运行态进程插入到队尾

1.2.4 等待队列

等待队列表示一组睡眠的进程，func域指向唤醒函数，用于把等待队列中的进程唤醒。

struct __wait_queue {
	unsigned int flags;
    #define WQ_FLAG_EXCLUSIVE	0x01
	void *private;
	wait_queue_func_t func;
	struct list_head task_list;/*最主要的域*/
};
typedef struct _ _wait_queue wait_queue_t;

1.3 进程调度算法

时间片轮转调度算法
- 系统使每个进程依次地按时间片轮流地执行
优先权调度算法
- 非抢占式优先权算法
- 抢占式优先权调度算法
多级反馈队列调度
- 优先权高的进程先运行给定的时间片，相同优先权的进程轮流运行给定的时间片
实时调度
- 一般采用抢占式调度方式

与调度相关的系统调用：

系统调用	描述
nice()	改变一个普通进程的优先级
getpriority()	取得一组普通进程的最大优先级
setpriority()	设置一组普通进程的优先级
sched_getscheduler()	取得一个进程的调度策略
sched_setscheduler()	设置一个进程的调度策略和优先级
sched_getparam()	取得一个进程的调度优先级
sched_setparam()	设置一个进程的优先级
sched_yield()	不阻塞的情况下自愿放弃处理机
sched_get_ priority_min()	取得某种策略的最小优先级
sched_get_ priority_max()	取得某种策略的最大优先级

1.4 Linux内核线程

Linux把线程和进程一视同仁，不过线程本身拥有的资源少，共享进程的资源，如地址空间。

几个特殊身份的内核线程：

没事闲逛的0号进程－从无到有诞生的第一个线程，执行cpu_idle()函数（省电又少热）。
既是内核线程也是1号用户进程的init。Init进程诞生后就不愿意死亡了，它创建和监控操作系统外层所有进程的活动。

还有另外四个线程：

kflushd (即bdflush)线程：刷新“脏”缓冲区中的内容到磁盘以归还内存。
Kupdate线程：刷新旧的“脏”缓冲区中的内容到磁盘以减少文件系统不一致的风险。
Kpiod线程：把属于共享内存映射的页面交换
Kswapd线程：执行内存回收功能。

工程篇

一、Linux概述

1.1 网络连接的三种模式

桥接模式：虚拟系统可以和外部系统相互通讯，但容易造成IP冲突；
NAT模式：网络地址转换模式，虚拟系统可以和外部系统相互通讯，不造成IP冲突(生成虚拟网卡)；
主机模式：独立的系统，不和外部发生联系。

1.2 虚拟机快照

回到原先的某一个状态。

1.3 Linux目录结构

采用级层式树状目录结构，在此结构中的最上层是根目录“/”，然后再此目录下再创建其他的目录。

在Linux世界里，一切皆文件。

/bin 是Binary的缩写，此目录存放最常使用的命令

/sbin s是Super User的意思，存放的是系统管理员使用的系统管理程序

/home 存放普通用户的主目录

/root 系统管理员（超级权限者）的用户主目录

/lib 系统开机所需要最基本的动态连接共享库（类似于Windows中的DLL文件）

/etc 系统管理所需配置文件和子目录，如安装mysql数据库（my.conf）

/usr 用户的应用程序和文件均放在本目录下（类似于Windows下的program files目录）

/boot 存放的启动Linux时使用的一些核心文件，包括一些连接文件以及镜像文件

/proc [不能动]是一个虚拟的目录，是系统内存的映射，访问这个目录来获取系统信息

/srv [不能动]service的缩写，该目录存放一些服务启动之后需要提取的数据

/sys [不能动]安装2.6内核中新出现的一个文件系统

/tmp 存放临时文件

/dev 类似于windows的设备管理器，把所有的硬件用文件的形式存储

/media linux系统会自动识别一些设备（如U盘、光驱等），识别后会把识别的设备挂载到这个目录下

/mnt 让用户临时挂载到别的文件系统，可以将外部的存储挂载（mount）到/mnt/上，然后进入该目录可查看里面的内容

/opt 给主机额外安装软件所存放的目录（如安装oracle数据库可放到该目录下，默认为空）

/usr/local 作用同上，一般是通过编译源码方式安装的程序

/selinux 安全子系统，它能控制程序只能访问特定文件

1.4 远程登陆

查看IP地址：ifconfig

利用Xshell7、XFtp7，实现Linux公网与用户的远程连接与传输文件。

1.5 Vim

以vim打开一个档案就直接进入一般模式；按下i,I,o,O等任何一个字符会进入编辑模式。

编辑完需要进入命令行模式。输入esc，再输入“:”可进入命令行模式。

:wq表示write+quit（退出），:q!表示强制退出（不保存）。

快捷键使用：

拷贝当前行yy，拷贝当前行向下的5行 5yy，粘贴（输入p）,删除用dd，删除当前行向下的5行用5dd。

查找：进入命令行模式（/），然后编辑需要查找的单词，即/hello。

设置文件的行号/取消文件的行号（命令行下set nu和set nonu）

定位：在一般模式下，到文件最末行用[G]（大写），最首行用[gg]（小写）

撤销输入：u

一般登录使用普通用户登录，登录后再用“su - 用户名”命令来切换成系统管理员身份。

logout可以注销用户，但只有在允许级别3下才有效（不能在图形界面使用该指令）

1.6 GDB调试

GDB是基于命令行的程序调试工具，调试可执行文件：gdb file。(如gdb ./pwn1)

run(r)：运行程序，当遇到断点时，程序会在断点处停止程序，等待用户输入下一步的命令。

continue(c)：继续执行，到下一个断点处（或运行结束）

next(n)：单步跟踪程序，不会进入到函数体内。

step(s)：单步调用如果有函数调用，则进入函数。

disas main反汇编

b *addr对地址addr处设置一个断点

查看：

x/nfu <addr> 查找内存
n表示要显示的内存单元的个数
f表示显示方式：可取x(十六进制)、d(十进制)、u(十进制无符号整型)等
u表示一个地址单元的长度，b表示单字节，h表示双字节，w表示四字节
info functions 查看函数

二、Linux相关指令

2.1 关机和重启

shutdown -h now：立刻关机
shutdown -h 1：一分钟后关机
shutdown -r now：重启计算机
halt：关机
reboot：重启计算机
sync：把内存的数据同步到磁盘

注：

[1]不管是重启系统还是关闭系统，首先要运行sync命令，把内存中的数据写到磁盘中；

[2]使用su - root切换成root权限；

[3]在提示符下输入logout即可注销用户，该命令在图形运行级别无效，在运行级别3下有效。

2.2 用户管理

2.2.1 用户管理操作

添加用户：useadd 用户名，默认该用户的家目录在/home/...中。也可以通过useradd -d 指定目录新的目录名，给新创建的用户指定家目录。

删除用户：userdel 用户名(切换成root用户才可以，保留家目录)；userdel -r 用户名(同时删除家目录)。一般情况下需保留家目录。

设置密码：passwd 用户名

注：

pwd显示当前用户所在的目录。

查询用户信息：id 用户名

切换用户：su - 切换用户名

注：

权限高的用户切换到权限低的用户，不需要输入密码，反之需要；当需要返回到原来的用户时，使用exit/logout指令。

查看当前用户/登录用户：whoami / who am I，显示第一次登录用户的信息

2.2.2 用户组

类似于角色，系统可以对有共性的多个用户进行统一的管理。

新增组：groupadd 组名
删除组：groupdel 组名
增加用户到组：要使增加用户时直接加入组，可用[useradd -g 用户组用户名]，如增加一个用户zwj，直接将他指定到wudang，可以执行如下指令：

groupadd wudang
useradd -g wudang zwj

注：

若不指定组，会将用户直接放在与其同名的组中。

修改用户的组：usermod -g 用户组用户名

2.2.3 用户和组相关文件

/etc/passwd文件：

用户(user)的配置文件，记录用户的各种信息

每行的含义：用户名:口令:用户标识号:组标识号:注释性描述:主目录:登录Shell(相当于翻译cd->linux内核)

/etc/shadow文件：

口令的配置文件，每行的含义为：登录名:加密口令:最后一次修改时间:最小时间间隔:最大时间间隔:警告时间:不活动时间:失效时间:标志

/etc/group文件：

组的配置文件，记录Linux包含的组的信息，每行的含义为：组名:口令:组标识号:组内用户列表

2.3 运行级别

说明：

0：关机

1：单用户[找回丢失密码]

2：多用户状态没有网络服务

3：多用户状态有网络服务

4：系统未使用保留给用户

5：图形界面

6：系统重启

通过init [0123456]切换运行级别。

CentOS7后：

sysytemctl get-default用于查找运行级别

systemctl set-default TARGET.target

2.4 帮助指令

man获得帮助信息：如查看ls命令的帮助信息：man ls
help指令：获得shell内置命令的帮助信息

注：

在Linux下，隐藏文件是以.开头。

2.5 文件目录指令

2.5.1 文件目录基本指令

pwd指令

显示当前工作目录的绝对路径。

ls指令

ls [选项] [目录或文件]

常用选项有：

-a：显示当前目录所有的文件和目录，包括隐藏的；
-l：以列表的方式显示信息，以人适合看的方式显示ls -lh(h代表human)

cd指令

cd [参数](切换到指定目录)

注：绝对路径与相对路径

mkdir指令

用于创建目录：mkdir [选项] 要创建的目录，其中-p用于创建多级目录

如创建多级目录/home/animal/tiger，可执行mkdir -p /home/animal/tiger

rmdir指令

用于删除空目录：rmdir [选项] 要删除的空目录

若需要删除非空目录，需使用rm -rf 要删除的目录(谨慎)

touch指令

创建空文件，touch 文件名称

cp指令

cp [选项] source dest，其中-r递归复制整个文件夹

案例：

将/home/hello.txt拷贝到/home/bbb目录下：cp hello.text /home/bbb
递归复制整个文件夹：cp -r /home/bbb /opt

注：

强制覆盖不提示的方法：\cp ...，如\cp -r /home/bbb /opt

rm指令

移除文件或目录：rm [选项] 要删除的文件或目录

常用选项：

-r：递归删除整个文件夹
-f：强制删除不提示

递归删除整个文件夹：rm -rf /home/bbb，表示删除整个文件夹，不提示

mv指令

mv指令用于移动文件或重命名：

mv oldNameFile newNameFile(重命名)
mv /temp/movefile /targetFolder(移动文件)

若执行mv pig.txt /root/cow.txt，表示移动文件并重命名。

cat指令

查看文件内容：cat [选项] 要查看的文件，-n可以显示行号

cat命令只能浏览文件，而不能修改文件，但为了浏览方便，一般会带上管道命令| more。

注：

more指令是一个基于vi编辑器的文本过滤器，它以全屏幕的方式按页显示文本文件的内容。more指令内置了若干快捷键(交互的指令)。

less指令

less 要查看的文件

less指令用于分屏查看文件内容，功能与more指令类似，但比more指令更加强大，支持各种显示终端。less指令在显示文件内容时，并不是一次将整个文件加载之后才显示，而是根据显示需要加载内容，对于显示大型文件具有较高的效率。

echo指令

echo输出内容到控制台：echo [选项] [输出内容]

案例：使用echo指令输出环境变量，比如输出$HOSTNAME：echo $HOSTNAME

head指令

head用于显示文件的开头部分内容，默认情况下head指令显示文件的前 10 行内容。

head 文件(功能描述：查看文件头 10 行内容)
head -n 5 文件(功能描述：查看文件头 5 行内容，5 可以是任意行数)

tail指令

tail用于输出文件中尾部的内容，默认情况下tail指令显示文件的前 10 行内容。

tail 文件(功能描述：查看文件尾 10 行内容)

tail -n 5 文件(功能描述：查看文件尾 5 行内容，5 可以是任意行数)
tail -f 文件(功能描述：实时追踪该文档的所有更新)

2.5.2 > 指令和 >> 指令

> 输出重定向，>> 追加

ls -l > 文件(功能描述：列表的内容写入文件a.txt 中(覆盖写))

ls -al >> 文件(功能描述：列表的内容追加到文件aa.txt 的末尾)
cat 文件1 > 文件2 (功能描述：将文件1 的内容覆盖到文件2)
echo "内容">> 文件(追加)

案例1：将/home目录下的文件列表写入到/home/info.txt中, 覆盖写入

ls -l /home > /home/info.txt [如果info.txt没有，则会创建]

案例2：将当前日历信息追加到/home/mycal文件中

指令为：cal >> /home/mycal

2.5.3 ln 指令与history指令

ln指令：

软链接也称为符号链接，类似于 windows 里的快捷方式，主要存放了链接其他文件的路径。

ln -s [原文件或目录] [软链接名](功能描述：给原文件创建一个软链接)

案例1：在/home目录下创建一个软连接myroot，连接到/root目录

ln -s /root /home/myroot

案例2：删除软连接myroot

rm /home/myroot

注：

当我们使用pwd指令查看目录时，仍然看到的是软链接所在目录。

history指令：

查看已经执行过历史命令，也可以执行历史指令。

案例1：显示所有的历史命令

history

案例2：显示最近使用过的 10 个指令

history 10

案例3：执行历史编号为 5 的指令

!5

2.6 时间日期类

2.6.1 date 指令

显示当前日期

date (功能描述：显示当前时间)
date +%Y (功能描述：显示当前年份)
date +%m (功能描述：显示当前月份)
date +%d (功能描述：显示当前是哪一天)
date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S" (功能描述：显示年月日时分秒)

设置日期

date -s 字符串时间

设置系统当前时间，比如设置成2020-11-03 20:02:10

date -s "2020-11-03 20:02:10"

2.6.2 cal 指令

查看日历指令：cal指令。

cal [选项] (功能描述：不加选项，显示本月日历)

案例1：显示当前日历 cal

案例2：显示2020年日历 cal 2020

2.7 搜索查找类

2.7.1 find指令

find指令将从指定目录向下递归地遍历其各个子目录，将满足条件的文件或者目录显示在终端。

find [搜索范围] [选项]

案例1：按文件名：根据名称查找/home目录下的hello.txt 文件

find /home -name hello.txt

案例2：按拥有者：查找/opt目录下，用户名称为nobody的文件

find /opt -user nobody

案例3：查找整个linux 系统下大于200M的文件(+n 大于 -n 小于 n 等于, 单位有k,M,G)

find / -size +200M

2.7.2 locate指令

locate指令可以快速定位文件路径。locate指令利用事先建立的系统中所有文件名称及路径的locate数据库实现快速定位给定的文件。locate指令无需遍历整个文件系统，查询速度较快。为了保证查询结果的准确度，管理员必须定期更新locate时刻。

语法：locate 搜索文件

由于locate指令基于数据库进行查询，所以第一次运行前，必须使用updatedb指令创建locate数据库。

注：which指令

可以查看某个指令在哪个目录下，比如ls指令在哪个目录，可用while ls。

2.7.3 grep指令

grep过滤查找；管道符“|”，表示将前一个命令的处理结果输出传递给后面的命令处理。

grep [选项] 查找内容源文件

grep指令

案例1：请在hello.txt文件中，查找”yes“ 所在行，并且显示行号

写法1：cat /home/hello.txt | grep "yes"

写法2：grep -n "yes" /home/hello.txt

2.8 压缩和解压类

2.8.1 gzip/gunzip 指令

gzip用于压缩文件，gunzip用于解压

gzip 文件 (功能描述：压缩文件，只能将文件压缩为*.gz文件)
gunzip 文件.gz (功能描述：解压缩文件命令)

2.8.2 zip/unzip 指令

zip [选项] XXX.zip 将要压缩的内容(功能描述：压缩文件和目录的命令)

unzip [选项] XXX.zip (功能描述：解压缩文件)

zip 常用选项

-r：递归压缩，即压缩目录
unzip 的常用选项

-d <目录> ：指定解压后文件的存放目录

案例1：将/home下的所有文件/文件夹进行压缩成myhome.zip

zip -r myhome.zip /home/ [将home目录及其包含的文件和子文件夹都压缩]

案例2：将myhome.zip解压到/opt/tmp目录下

mkdir /opt/tmp
unzip -d /opt/tmp /home/myhome.zip

2.8.3 tar指令

tar [选项] XXX.tar.gz 打包的内容(功能描述：打包目录，压缩后的文件格式.tar.gz)

tar指令选项说明

案例1：压缩多个文件，将/home/pig.txt和/home/cat.txt压缩成pc.tar.gz

tar -zcvf pc.tar.gz /home/pig.txt /home/cat.txt

案例2：将/home的文件夹压缩成myhome.tar.gz

tar -zcvf myhome.tar.gz /home/

案例3：将pc.tar.gz解压到当前目录

tar -zxvf pc.tar.gz

案例4：将myhome.tar.gz解压到/opt/tmp2目录下

(1) mkdir /opt/tmp2

(2) tar -zxvf /home/myhome.tar.gz -C /opt/tmp2

三、Linux组管理与权限管理

在Linux中的每个用户必须属于一个组，不能独立于组外。有以下概念：

所有者
所在组
其它组：除文件的所有者和所在组的用户外，系统的其它用户都是文件的其它组
改变用户所在的组

3.1 查看/修改文件/目录所在组

查看文件/目录所在组：ls –ahl

修改文件/目录所在组：chgrp 组名文件名

使用root用户创建文件orange.txt，看看当前这个文件属于哪个组，然后将这个文件所在组，修改到fruit组。

groupadd fruit
touch orange.txt
看看当前这个文件属于哪个组-> root 组
chgrp fruit orange.txt

3.2 修改用户所在组

在添加用户时，可以指定将该用户添加到哪个组中，同样的用root的管理权限可以改变某个用户所在的组。

usermod –g 新组名用户名

usermod –d 目录名用户名：改变该用户登陆的初始目录。

特别说明：用户需要有进入到新目录的权限。

3.3 权限

3.3.1 显示内容

ls -l中显示的内容如下：

-rwxrw-r– 1 root root 1213 Feb 2 09:39 abc

0-9 位说明：

第 0 位确定文件类型(d, - , l , c , b)
- l 是链接，相当于 windows 的快捷方式
- d 是目录，相当于 windows 的文件夹
- c 是字符设备文件，鼠标，键盘
- b 是块设备，比如硬盘
第 1-3 位确定所有者（该文件的所有者）拥有该文件的权限。—User
第 4-6 位确定所属组（同用户组的）拥有该文件的权限，—Group
第 7-9 位确定其他用户拥有该文件的权限—Other

3.3.2 rwx权限

rwx作用到文件：

[ r ]代表可读(read)：可以读取,查看

[ w ]代表可写(write)：可以修改,但是不代表可以删除该文件,删除一个文件的前提条件是对该文件所在的目录有写权限，才能删除该文件
[ x ]代表可执行(execute)：可以被执行

[ r ]代表可读(read)：可以读取，ls查看目录内容
[ w ]代表可写(write)：可以修改, 对目录内创建+删除+重命名目录
[ x ]代表可执行(execute)：可以进入该目录，比如cd

可用数字表示为: r=4,w=2,x=1 因此rwx=4+2+1=7, 数字可以进行组合

其它说明：

1 文件:硬连接数/目录:子目录数+文件数
root 用户
root 组
1213 文件大小(字节)，如果是文件夹，显示4096 字节
Feb 2 09:39 最后修改日期
abc 文件名

3.3.3 修改权限

通过chmod指令，可以修改文件或者目录的权限。

+、-、= 变更权限

u:所有者 g:所有组 o:其他人 a:所有人(u、g、o 的总和)

chmod u=rwx,g=rx,o=x 文件/目录名
chmod o+w 文件/目录名
chmod a-x 文件/目录名

通过数字变更权限

r=4 w=2 x=1 rwx=4+2+1=7

chmod u=rwx,g=rx,o=x 文件目录名，相当于chmod 751 文件/目录名

3.4 修改文件所有者

chown newowner 文件/目录：改变所有者
chown newowner newgroup 文件/目录：改变所有者和所在组

注：

-R表示：如果是目录，则使其下所有子文件或目录递归生效；

修改文件/目录所在组使用chgrp 组名文件名，详见3.1节。

四、crond任务调度

4.1 crond时间规则

crontab进行定时任务的设置。

任务调度：是指系统在某个时间执行的特定的命令或程序。

任务调度分类：

系统工作：有些重要的工作必须周而复始地执行。如病毒扫描等；
个别用户工作：个别用户可能希望执行某些程序，比如对 mysql 数据库的备份。

crond任务调度原理图

crontab [选项]

设置任务调度文件：/etc/crontab

设置个人任务调度：执行crontab –e命令

接着输入任务到调度文件，如：*/1 * * * * ls –l /etc/ > /tmp/to.txt，意即每小时的每分钟执行ls –l /etc/ > /tmp/to.txt命令

service crond restart：重启任务调度

注：

[1]5个占位符的说明：

[2]特殊符号的含义：

[3]特殊时间执行案例：

4.2 at定时任务

4.2.1 at定时任务基本概念

at命令是一次性定时计划任务，at的守护进程atd会以后台模式运行，检查作业队列来运行。
默认情况下，atd守护进程每 60 秒检查作业队列，有作业时，会检查作业运行时间，如果时间与当前时间匹配，则运行此作业。
at命令是一次性定时计划任务，执行完一个任务后不再执行此任务了
在使用at命令的时候，一定要保证atd进程的启动, 可以使用相关指令来查看
- ps -ef | grep atd //可以检测atd是否在运行

at定时任务

at [选项] [时间]
Ctrl + D 结束 at 命令的输入，输入两次

at命令选项

4.2.2 at 时间定义

接受在当天的hh:mm（小时:分钟）式的时间指定。假如该时间已过去，那么就放在第二天执行。例如：04:00

使用midnight（深夜），noon（中午），teatime（饮茶时间，一般是下午4 点）等比较模糊的词语来指定时间。
采用 12 小时计时制，即在时间后面加上AM（上午）或PM（下午）来说明是上午还是下午。例如：12pm
指定命令执行的具体日期，指定格式为month day（月日）或mm/dd/yy（月/日/年）或dd.mm.yy（日.月.年），指定的日期必须跟在指定时间的后面。例如：04:00 2021-03-1
使用相对计时法。指定格式为：now + count time-units ，now 就是当前时间，time-units 是时间单位，这里能够是minutes（分钟）、hours（小时）、days（天）、weeks（星期）。count 是时间的数量，几天，几小时。例如：now + 5 minutes
直接使用today（今天）、tomorrow（明天）来指定完成命令的时间。

案例1：2 天后的下午5 点执行/bin/ls /home

案例2：atq 命令来查看系统中没有执行的工作任务

案例3：明天17 点钟，输出时间到指定文件内比如/root/date100.log

案例4：2 分钟后，输出时间到指定文件内比如/root/date200.log

案例5：删除已经设置的任务, atrm 编号

atrm 4 //表示将job 队列，编号为4 的job 删除.

五、Linux磁盘分区与网络配置

5.1 Linux分区

5.1.1 分区原理

Linux 来说无论有几个分区，分给哪一目录使用，它归根结底就只有一个根目录，一个独立且唯一的文件结构, Linux中每个分区都是用来组成整个文件系统的一部分。

Linux 采用了一种叫“载入”的处理方法，它的整个文件系统中包含了一整套的文件和目录，且将一个分区和一个目录联系起来。这时要载入的一个分区将使它的存储空间在一个目录下获得。

5.1.2 硬盘与查看挂载情况

Linux 硬盘分 IDE 硬盘和 SCSI 硬盘，目前基本上是SCSI 硬盘。对于SCSI 硬盘则标识为“sdx~”，SCSI 硬盘是用“sd”来表示分区所在设备的类型的，其中“x”为盘号（a 为基本盘，b 为基本从属盘，c 为辅助主盘，d 为辅助从属盘）。

查看所有设备挂载情况的命令是lsblk或者lsblk -f。

lsblk -f指令打印出来的有分区情况、UUID、挂载点(Mountpoint)等。

5.2 磁盘情况指令

统计/opt 文件夹下文件的个数

ls -l /opt | grep “^-“ | wc -l

ls -l /opt | grep “^d” | wc -l

统计/opt 文件夹下文件的个数，包括子文件夹里的
- ls -lR /opt | grep “^-“ | wc -l
统计/opt 文件夹下目录的个数，包括子文件夹里的

ls -lR /opt | grep “^d” | wc -l

以树状显示目录结构 tree 目录；如果没有 tree，则使用yum install tree安装

5.3 Linux网络配置

浏览器先检查浏览器缓存中有没有该域名解析IP 地址，有就先调用这个IP 完成解析；如果没有，就检查DNS 解析器缓存，如果有直接返回IP 完成解析。这两个缓存，可以理解为本地解析器缓存
一般来说，当电脑第一次成功访问某一网站后，在一定时间内，浏览器或操作系统会缓存他的IP 地址（DNS 解析记录），如在 cmd 窗口中输入

ipconfig /displaydns 	//DNS 域名解析缓存
ipconfig /flushdns 		//手动清理dns 缓存

如果本地解析器缓存没有找到对应映射，检查系统中hosts 文件中有没有配置对应的域名IP 映射，如果有，则完成解析并返回。
如果本地DNS 解析器缓存和hosts 文件中均没有找到对应的IP，则到域名服务DNS 进行解析域

六、Linux进程管理

6.1 进程管理原理

在Linux中，每个执行的程序都称为一个进程，每一个进程都分配一个 ID 号(pid,进程号)。

每个进程都可能以两种方式(前台与后台)存在的。所谓前台进程就是用户目前的屏幕上可以进行操作的。后台进程则是实际在操作，但由于屏幕上无法看到的进程，通常使用后台方式执行。

一般系统的服务都是以后台进程的方式存在，而且都会常驻在系统中，直到关机才才结束。

6.2 进程管理相关命令

6.2.1 显示系统执行的进程

ps 命令是用来查看目前系统中，有哪些正在执行，以及它们执行的状况。ps命令有三个参数，一般一起使用，执行命令时可加| more以分页显示，加| grep进行过滤查询：

-a：显示当前终端的所有进程信息
-u：以用户的格式显示进程信息
-x：显示后台进程运行的参数

指令说明：

System V 展示风格
USER：用户名称
PID：进程号
CPU：进程占用 CPU 的百分比
MEM：进程占用物理内存的百分比
VSZ：进程占用的虚拟内存大小（单位：KB）
RSS：进程占用的物理内存大小（单位：KB）
TT：终端名称,缩写
STAT：进程状态，其中S-睡眠，s-表示该进程是会话的先导进程，N-表示进程拥有比普通优先级更低的优先级，R-正在运行，D-短期等待，Z-僵死进程，T-被跟踪或者被停止等
STARTED：进程的启动时间
TIME：CPU 时间，即进程使用CPU 的总时间
COMMAND：启动进程所用的命令和参数，如果过长会被截断显示

ps -ef 是以全格式显示当前所有的进程，其中-e显示所有进程，-f全格式

ps -ef|grep sshd能够查看进程的父进程(PID)：

6.2.2 终止进程

若是某个进程执行一半需要停止时，或是已消了很大的系统资源时，此时可以考虑停止该进程。使用 kill 命令来完成此项任务。

kill [选项] 进程号(功能描述：通过进程号杀死/终止进程)
killall 进程名称(功能描述：通过进程名称杀死进程，也支持通配符，这在系统因负载过大而变得很慢时很有用)
-9：表示强迫进程立即停止

6.2.3 查看进程树pstree

pstree [选项] ,可以更加直观的来看进程信息

-p：显示进程的PID
-u：显示进程的所属用户

6.3 服务管理

服务(service)本质就是进程，但是是运行在后台的，通常都会监听某个端口，等待其它程序的请求，比如(mysqld , sshd防火墙等)，因此我们又称为守护进程。

6.3.1 service管理指令

service管理指令是：service 服务名 [start | stop | restart | reload | status]

在CentOS7.0 后很多服务不再使用service，而是**systemctl**；service指令管理的服务在/etc/init.d查看：

6.3.2 查看服务名

方式1：使用setup -> 系统服务就可以看到全部(带*号的会自启动)。

方式2：/etc/init.d看到service指令管理的服务

ls -l /etc/init.d

6.3.3 服务的运行级别(runlevel)

Linux 系统有7 种运行级别(runlevel)：常用的是级别 3 和 5。

运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动
运行级别1：单用户工作状态，root 权限，用于系统维护，禁止远程登陆
运行级别2：多用户状态(没有NFS)，不支持网络
运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，无界面，登陆后进入控制台命令行模式
运行级别4：系统未使用，保留
运行级别5：X11 控制台，登陆后进入图形GUI 模式
运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

开机流程

CentOS7 后运行级别说明：

在/etc/initab进行了简化，如下：

multi-user.target: analogous to runlevel 3
graphical.target: analogous to runlevel 5
init 0

# To view current default target, run:
systemctl get-default

# To set a default target, run:
systemctl set-default multi-user.target

6.3.4 chkconfig指令

通过chkconfig命令可以给服务的各个运行级别设置自启动/关闭

chkconfig指令管理的服务在/etc/init.d查看

查看服务：chkconfig --list [| grep xxx]
chkconfig 服务名 --list
chkconfig --level 5 服务名 on/off

chkconfig命令

6.3.5 systemctl指令

CentOS7.0 后，很多服务使用systemctl管理。

systemctl管理指令：

systemctl [start | stop | restart | status] 服务名

systemctl指令管理的服务在/usr/lib/systemd/system查看

systemctl设置服务的自启动状态：
- systemctl list-unit-files [| grep 服务名] (查看服务开机启动状态, grep 可以进行过滤)
- systemctl enable 服务名(设置服务开机启动)
- systemctl disable 服务名(关闭服务开机启动)
- systemctl is-enabled 服务名(查询某个服务是否是自启动的)

6.3.6 firewall指令

打开端口：firewall-cmd –permanent –add-port=端口号/协议
关闭端口：firewall-cmd –permanent –remove-port=端口号/协议
重新载入,才能生效：firewall-cmd –reload
查询端口是否开放：firewall-cmd –query-port=端口/协议

6.4 动态监控进程

top与ps命令很相似，它们都用来显示正在执行的进程。top与ps最大的不同之处，在于top在执行一段时间可以
更新正在运行的的进程。

语法：top [选项]

选项说明：

选项	功能
-d 秒数	指定top命令每隔几秒更新，默认为3秒
-i	使top不显示任何闲置或僵死进程
-p	通过指定监控进程ID来仅仅监控某个进程的状态

交互操作：

操作	功能
P	以CPU使用率排序，默认此项
M	以内存的使用率排序
N	以PID排序
Q	退出top

案例1：监视特定用户, 比如我们监控 tom 用户：

top：输入此命令，按回车键，查看执行的进程
u：然后输入“u”回车，再输入用户名即可

案例2：终止指定的进程, 比如我们要结束 tom 登录

top：输入此命令，按回车键，查看执行的进程
k：然后输入“k”回车，再输入要结束的进程 ID 号

6.5 监控网络状态

查看系统网络情况netstat：netstat [选项]

选项说明：
- -an：按一定顺序排列输出
- -p：显示哪个进程在调用
查看服务名为sshd的服务的信息：netstat -anp | grep sshd

监控网络状态

七、rpm与 yum

rpm用于互联网下载包的打包及安装工具，它包含在某些Linux 分发版中。它生成具有.RPM 扩展名的文件。

rpm是RedHat Package Manager（RedHat 软件包管理工具）的缩写，类似windows 的setup.exe，这一文件格式名称虽然打上了RedHat 的标志，但理念是通用的。

7.1 rpm包名的基本格式

一个rpm包名：firefox-60.2.2-1.el7.centos.x86_64

名称：firefox
版本号：60.2.2-1
适用操作系统: el7.centos.x86_64
表示centos7.x 的64 位系统
如果是i686、i386 表示32 位系统，noarch 表示通用

7.2 rpm包的查询指令

rpm -qa：查询所安装的所有 rpm 软件包

rpm -qa | more
rpm -qa | grep X [rpm -qa | grep firefox ]

rpm -q 软件包名：查询软件包是否安装

rpm -qi 软件包名：查询软件包信息

rpm -ql 软件包名：查询软件包中的文件

rpm -qf 文件全路径名：查询文件所属的软件包，如：rpm -qf /etc/passwd，rpm -qf /root/install.log

7.3 rpm包的安装与卸载指令

rpm -ivh RPM 包全路径名称(tab键可以自动补全完整名称)

参数说明：

i=install 安装
v=verbose 提示
h=hash 进度条

rpm -e RPM 包的名称：卸载rpm包

演示卸载和安装 firefox 浏览器

rpm -e firefox
rpm -ivh firefox

注：如果其它软件包依赖于您要卸载的软件包，卸载时则会产生错误信息。

如： $ rpm -e foo
removing these packages would break dependencies:foo is needed by bar-1.0-1

如果我们就是要删除 foo 这个 rpm 包，可以增加参数--nodeps，就可以强制删除，但是一般不推荐这样做，因为依赖于该软件包的程序可能无法运行

如：$ rpm -e –nodeps foo

7.4 yum

yum是一个Shell前端软件包管理器。基于rpm包管理，能够从指定的yum服务器自动下载rpm包并且安装，可以自动处理依赖性关系，并且一次安装所有依赖的软件包。

查询 yum 服务器是否有需要安装的软件：yum list| grep xx
yum install xxx 下载安装

使用 yum 的方式来安装firefox：

rpm -e firefox
yum list | grep firefox
yum install firefox

八、Shell编程

Shell是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向Linux内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序，用户可以用Shell来启动、挂起、停止甚至是编写一些程序。

8.1 Shell脚本格式要求

脚本以#!/bin/bash开头，且需要有可执行权限

创建一个Shell 脚本，输出hello world!

vim hello.sh
#!/bin/bash
echo "hello,world~"

Shell脚本的执行方式：

方式1(输入脚本的绝对路径或相对路径)：

说明：首先要赋予 helloworld.sh 脚本的+x 权限，再执行脚本
比如./hello.sh或者使用绝对路径/root/shcode/hello.sh

方式2(sh+脚本)：

说明：不用赋予脚本+x 权限，直接执行即可
比如sh hello.sh，也可以使用绝对路径

8.2 Shell的变量与运算符

8.2.1 变量定义的规则

Linux Shell 中的变量分为系统变量和用户自定义变量。
系统变量：$HOME、$PWD、$SHELL、$USER等等，比如 echo $HOME等等..
显示当前 shell 中所有变量：set

shell 变量的定义：

定义变量：变量名=值
撤销变量：unset 变量
声明静态变量：readonly 变量，注意：不能unset
输出变量需要加上$

定义变量的规则：

变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但是不能以数字开头。5A=200(×)
等号两侧不能有空格
变量名称一般习惯为大写，这是一个规范，我们遵守即可

将命令的返回值赋给变量：反引号/**$**，运行里面的命令，并把结果返回给变量A

A=`date`
A=$(date)

案例1：定义变量A

A=100
echo A=$A
echo "A=$A"

案例2：撤销变量A

unset A
echo "A=$A"

案例3：声明静态的变量B=2，不能unset

readonly B=2
echo "B=$B"
#unset B(wrong)

8.2.2 设置环境变量

export 变量名=变量值（功能描述：将shell 变量输出为环境变量/全局变量[可被多个文件共享]）
source 配置文件（功能描述：让修改后的配置信息立即生效）
echo $变量名（功能描述：查询环境变量的值）

设置环境变量的步骤：

在/etc/profile文件中定义TOMCAT_HOME环境变量
查看环境变量TOMCAT_HOME的值
在另外一个shell 程序中使用TOMCAT_HOME

注：

[1]在输出TOMCAT_HOME 环境变量前，需要让其生效
source /etc/profile
[2]shell脚本的多行注释：
:<<!

内容

!

8.2.3 位置参数变量

当我们执行一个 shell 脚本时，如果希望获取到命令行的参数信息，就可以使用到位置参数变量
比如： ./myshell.sh 100 200 ，这个就是一个执行 shell 的命令行，可以在 myshell 脚本中获取到参数信息

$n （功能描述：n 为数字，$0 代表命令本身，$1-$9 代表第一到第九个参数，十以上的参数，十以上的参数需要用大括号包含，如${10}）
$* （功能描述：这个变量代表命令行中所有的参数，$*把所有的参数看成一个整体）
$@（功能描述：这个变量也代表命令行中所有的参数，不过$@把每个参数区分对待）
$#（功能描述：这个变量代表命令行中所有参数的个数）

#!/bin/bash
echo "0=$0 1=$1 2=$2"
echo "所有的参数=$*"
echo "$@"
echo "参数的个数=$#"

执行结果截图

8.2.4 预定义变量

预定义变量是 shell 设计者事先已经定义好的变量，可以直接在 shell 脚本中使用。

$$（功能描述：当前进程的进程号（PID））
$!（功能描述：后台运行的最后一个进程的进程号（PID））
$?（功能描述：最后一次执行的命令的返回状态。如果这个变量的值为0，证明上一个命令正确执行；如果这个变量的值为非0（具体是哪个数，由命令自己来决定），则证明上一个命令执行不正确了。）

8.2.5 运算符

“$((运算式))”或“$[运算式]”或者expr m + n //expression 表达式
注意：expr 运算符间要有空格, 如果希望将 expr 的结果赋给某个变量，使用``
expr \*, /, % 乘，除，取余

案例1：计算（2+3）X 4 的值

#使用第一种方式
RES1=$(((2+3)*4))
echo "res1=$RES1"
#使用第二种方式, 推荐使用
RES2=$[(2+3)*4]
echo "res2=$RES2"
#使用第三种方式expr
TEMP=`expr 2 + 3`
RES4=`expr $TEMP \* 4`
echo "temp=$TEMP"
echo "res4=$RES4"

案例2：请求出命令行的两个参数[整数]的和 20 50

SUM=$[$1+$2]
echo "sum=$SUM"

8.3 条件判断

[ condition ]

注意：condition 前后要有空格

非空返回true，可使用$?验证（0 为true，>1 为false）

常用判断条件：

字符串比较
- =
两个整数的比较

-lt 小于
-le 小于等于little equal
-eq 等于
-gt 大于
-ge 大于等于
-ne 不等于

按照文件权限进行判断

-r 有读的权限
-w 有写的权限
-x 有执行的权限

按照文件类型进行判断

-f 文件存在并且是一个常规的文件
-e 文件存在
-d 文件存在并是一个目录

案例1：”ok”是否等于”ok”

判断语句：使用=

案例2：23 是否大于等于22

判断语句：使用-ge

案例3：/root/shcode/aaa.txt 目录中的文件是否存在

判断语句：使用-f

8.4 流程控制

8.4.1 if判断

if [ 条件判断式]
then
代码
fi
或者多分支：

if [ 条件判断式]
then
代码
elif [条件判断式]
then
代码
fi

注意：[ 条件判断式]，中括号和条件判断式之间必须有空格

案例：请编写一个shell 程序，如果输入的参数，大于等于60，则输出”及格了”，如果小于60,则输出”不及格”

8.4.2 case语句

case $变量名 in
“值1”）
如果变量的值等于值1，则执行程序1
;;
“值2”）
如果变量的值等于值2，则执行程序2
;;
…省略其他分支…
*）
如果变量的值都不是以上的值，则执行此程序
;;
esac

案例：当命令行参数是1 时，输出”周一”, 是2 时，就输出”周二”，其它情况输出”other”

8.4.3 for循环

语法结构1：

for 变量 in 值1 值2 值3…
do
程序/代码
done

语法结构2：

for (( 初始值; 循环控制条件; 变量变化))
do
程序/代码
done

8.4.4 while循环

while [ 条件判断式 ]
do
程序/代码
done

注意：while 和[有空格，条件判断式和[也有空格

案例：从命令行输入一个数n，统计从 1 + 2 + … + n 的值是多少？

#!/bin/bash
SUM=0
i=0
while [ $i -le $1 ]
do
SUM=$[$SUM+$i]
#i 自增
i=$[$i+1]
done
echo "执行结果=$SUM"

8.5 read读取控制台输入

read(选项)(参数)

选项：

-p：指定读取值时的提示符；
-t：指定读取值时等待的时间（秒），如果没有在指定的时间内输入，就不再等待了

参数：

变量：指定读取值的变量名

案例1：读取控制台输入一个NUM1 值。

read -p "请输入一个数NUM1=" NUM1
echo "你输入的NUM1=$NUM1"

案例2：读取控制台输入一个NUM2 值，在10 秒内输入。

read -t 10 -p "请输入一个数NUM2=" NUM2
echo "你输入的NUM2=$NUM2"

8.6 函数

shell编程和其它编程语言一样，有系统函数，也可以自定义函数。

8.6.1 系统函数

basename基本语法：

功能：返回完整路径最后/的部分，常用于获取文件名

basename [pathname] [suffix]

功能描述：basename 命令会删掉所有的前缀包括最后一个（‘/’）字符，然后将字符串显示出来。

选项：suffix为后缀，如果suffix被指定了，basename会将pathname或string中的suffix去掉。

案例1：请返回/home/aaa/test.txt的”test.txt”部分

basename /home/aaa/test.txt

dirname基本语法：

功能：返回完整路径最后/的前面的部分，常用于返回路径部分

dirname 文件绝对路径（功能描述：从给定的包含绝对路径的文件名中去除文件名（非目录的部分），然后返回剩下的路径（目录的部分））

案例2：请返回/home/aaa/test.txt 的/home/aaa

dirname /home/aaa/test.txt

8.6.2 自定义函数

[ function ] funname[()]
{
Action;
[return int;]
}

调用直接写函数名：funname [值]

案例：计算输入两个参数的和(动态的获取)， getSum

#定义函数getSum
function getSum() {
SUM=$[$n1+$n2]
echo "和是=$SUM"
}
#输入两个值
read -p "请输入一个数n1=" n1
read -p "请输入一个数n2=" n2
#调用自定义函数
getSum $n1 $n2

8.7 Shell综合案例：备份数据库

需求分析：

每天凌晨2:30 备份数据库hspedu到/data/backup/db
- crontab -e
- 30 2 * * * /usr/sbin/mysql_db_backup.sh
备份开始和备份结束能够给出相应的提示信息
备份后的文件要求以备份时间为文件名，并打包成.tar.gz的形式，比如：2021-03-12_230201.tar.gz
在备份的同时，检查是否有10天前备份的数据库文件，如果有就将其删除。

数据库备份步骤

#备份目录
BACKUP=/data/backup/db
#当前时间
DATETIME=$(date +%Y-%m-%d_%H%M%S)
echo $DATETIME
#数据库的地址
HOST=localhost
#数据库用户名
DB_USER=root
#数据库密码
DB_PW=hspedu100
#备份的数据库名
DATABASE=hspedu
#创建备份目录, 如果不存在，就创建
[ ! -d "${BACKUP}/${DATETIME}" ] && mkdir -p "${BACKUP}/${DATETIME}"
#备份数据库
mysqldump -u${DB_USER} -p${DB_PW} --host=${HOST} -q -R --databases ${DATABASE} | gzip >
${BACKUP}/${DATETIME}/$DATETIME.sql.gz
#将包含目录的文件处理成tar.gz
cd ${BACKUP}
tar -zcvf $DATETIME.tar.gz ${DATETIME}
#删除对应的备份目录
rm -rf ${BACKUP}/${DATETIME}
#删除10天前的备份文件
find ${BACKUP} -atime +10 -name "*.tar.gz" -exec rm -rf {} \;
echo "备份数据库${DATABASE} 成功~"

九、APT软件管理与远程登录

9.1 apt软件管理

ShiQuLiZhi

https://www.qqzzss.top/2022/09/06/development/kai-fa-01-linux-xi-tong-ji-ying-yong-bi-ji/

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Linux系统理论知识

算法课外思考题0907(动态变化的数据中获取最小值)

2022-09-07 作业

算法程序设计

算法课外思考题0902(O(1)求栈的最小值与栈排序)

2022-09-02 作业

算法程序设计

Linux系统及应用笔记

原理篇

一、Linux进程管理

1.1 进程控制块与进程的创建

1.2 进程的组织方式

1.2.1 进程链表

1.2.2 哈希表

1.2.3 可运行队列

1.2.4 等待队列

1.3 进程调度算法

1.4 Linux内核线程

工程篇

一、Linux概述

1.1 网络连接的三种模式

1.2 虚拟机快照

1.3 Linux目录结构

1.4 远程登陆

1.5 Vim

1.6 GDB调试

二、Linux相关指令

2.1 关机和重启

2.2 用户管理

2.2.1 用户管理操作

2.2.2 用户组

2.2.3 用户和组相关文件

2.3 运行级别

2.4 帮助指令

2.5 文件目录指令

2.5.1 文件目录基本指令

2.5.2 > 指令和 >> 指令

2.5.3 ln 指令与history指令

2.6 时间日期类

2.6.1 date 指令

2.6.2 cal 指令

2.7 搜索查找类

2.7.1 find指令

2.7.2 locate指令

2.7.3 grep指令

2.8 压缩和解压类

2.8.1 gzip/gunzip 指令

2.8.2 zip/unzip 指令

2.8.3 tar指令

三、Linux组管理与权限管理

3.1 查看/修改文件/目录所在组

3.2 修改用户所在组

3.3 权限

3.3.1 显示内容

3.3.2 rwx权限

3.3.3 修改权限

3.4 修改文件所有者

四、crond任务调度

4.1 crond时间规则

4.2 at定时任务

4.2.1 at定时任务基本概念

4.2.2 at 时间定义

五、Linux磁盘分区与网络配置

5.1 Linux分区

5.1.1 分区原理

5.1.2 硬盘与查看挂载情况

5.2 磁盘情况指令

5.3 Linux网络配置

六、Linux进程管理

6.1 进程管理原理

6.2 进程管理相关命令

6.2.1 显示系统执行的进程

6.2.2 终止进程

6.2.3 查看进程树pstree

6.3 服务管理

6.3.1 service管理指令

6.3.2 查看服务名

6.3.3 服务的运行级别(runlevel)

6.3.4 chkconfig指令

6.3.5 systemctl指令

6.3.6 firewall指令

6.4 动态监控进程

6.5 监控网络状态

七、rpm与 yum

7.1 rpm包名的基本格式

7.2 rpm包的查询指令

7.3 rpm包的安装与卸载指令