【Linux系统编程一】：Shell命令运行原理 + 基本指令_linux解析shell命令过程

Ⅰ.Shell命令及运行原理

Linux严格意义上来说是一个操作系统，我们称为"核心"，但我们一般用户，是不能直接使用这个"核心"。而是通过"核心"的外壳程序，也就是所谓的Shell来与"核心"沟通。
其实我们所有的指令都要在OS内部运行，但是OS使用的难道太高，我们用户很难直接与OS打交道。
从技术角度，Shell的最简单定义：“命令行解释器”，主要功能包含：

1.将使用者的命令翻译给核心处理。
2.同时，将核心处理的结果翻译给使用者。

而Shell存在的意义在于：

1.进行命令行的解释。
2.变相的保护操作系统，对于用户非法的命令进行拦截。

对比Windows GUI，我们操作windows不是直接操作Windows内核，而是通过图形接口，点击鼠标，从而完成我们的操作。
Shell对于Linux ，有相同的作用，主要是对我们的命令进行解析，解析指令给Linux内核。反馈结果在通过内核运行结果，通过Shell传给用户。

用一个简单的比喻来理解：比如你是一个害羞的boy，看上了隔壁邻村的阿莉，却不敢表白，所以你让家人给你找了一个媒婆，让她去说媒，所有的事情都直接和媒婆商量，由媒婆来转达你的意思给阿莉，然后再将阿莉的结果告诉你。这里的你就相当于用户，而阿莉就是OS，媒婆就相当于Shell，用来传达你的要求，再将阿莉的结果返回给你。

Ⅱ.Linux基本指令

1.ls指令

语法：ls [选项][目录或文件]
功能：对于目录，该命令列出该目录下所有子目录和文件。对于文件，将列出文件名以及其他信息。
常用选项：

• -a 列出目录下的所有文件，包括以.开头的隐藏文件。
• -d 将目录像文件一样显示，而不是显示其下的文件。如 ls -d 指定目录。
• -l 列出文件的详细信息。
• -F 在每个文件名后面加一个字符以显示该文件的类型，'*'表示可执行的普通文件；‘/’表示目录；‘@’表示符号链接；‘|’表示FLFOs；‘=’表示套接字(目录类型识别)
• -r 对目录反向排序。
• -n 用数字的UID，GID代替名称。
• -k以k字节形式表示文件大小。
• -i 输出文件的i节点的索引信息。
• -t 以时间排序。
• -s 在文件名后面输出该文件大小(可大小排序，找到目录下最大的文件)。
• -R (递归式)列出所有子目录下的文件。
• 1 一行只输出一个文件。

2.pwd命令

语法：pwd
功能：显示用户当前的处于的目录
无常用选项

3.cd指令

语法：cd 目录名
功能：改变工作目录。将当前的工作目录改到指定的目录下。
常用命令：

• cd . . 表示返回上级目录
• cd /home/linux/ 通过绝对路径来进入这个目录
• cd . . /test/ 通过相对路径来进入这个目录
• cd ~ 进入家目录
• cd - 返回最近访问目录

4.touch命令

语法：touch [选项] 文件
功能：新建一个不存在的文件。touch命令参数可更改文档或目录的日期时间
常用选项：

• -a 只修改存取时间
• -c 不建立任何文档
• -d 使用指定的日期时间，而非现在的时间
• -m 只修改变动时间
• -r 将指定的文档或目录的日期时间，统统设成参考文档或目录的日期时间
• -t 使用指定的日期时间，而非现在的时间

5.mkdir指令

语法： mkdir [选项] name
功能：在当前的目录下创建一个名为"name"的新目录。
常用选项：

• -p 可递归建立多个目录
  mkdir -p 目录1/目录2/目录3 这个可以是一个路径名称。此时或某路径下某些目录尚不存在，加上改选项后，将自动建立好那些尚不存在的目录，既可以一次性建立多个目录。

6.rmkdir指令&&rm指令

rmkdir指令和mkdir指令是相对应的指针，mkdir是创建目录的指令，rmkdir是删除目录的指令。

语法： rmkdir [选项] name
功能：只能删除空目录。
常用选项：

• -p 当子目录被删除后，父目录也变成空目录了，那就连父目录一起删掉。

rm命令可以同时删除文件或目录。

语法： rm [选项] name
功能：删除文件或目录
常用选项：

• f 强制删除，即使文件属性为只读，也直接删除。
• i 删除前会询问一下。
• r (递归式)删除目录及其下所有文件。

7.man指令

Linux的命令有很多参数，我们不可能全部记住，我们可以通过查看手册来获得帮助。访问Linux手册页的命令是man

语法：man [选项] /命令
功能：查阅Linux命令手册
常用选项：

• -k 根据关键字搜索帮助
• -num只在num章节查找
• -a 将所有的章节都显示出来。

8.cp指令

语法：cp [选项] 源文件/目录 -----> 目标文件/目录
功能：复制文件或目录
说明：cp指令用于复制文件或目录，如果同时指定两个以上的文件或目录，且最后的目的地是已经存在的目录，则它将前面指定的文件或目录全部复制到此目录中，如果目的地是不存在的目录，则最后会出现错误现象。
常用选项:

• -f 强行复制文件或目录到目的地，不论目的文件或目录是否存在。
• -i 覆盖文件之前会先询问一下
• -r 递归处理，将指定目录下的文件和子目录一并处理。若源文件或目录的形态，不属于目录或符号链接，则一律视为普通文件处理。
• R 递归处理，京指定目录下的文件和子目录一并处理。

9.mv指令

mv命令是move的缩写，可以用来移动文件或将文件改名(move(rename)files),是Linux下常用的命令，经常用来备份文件或者目录。

语法：mv [选项] 源文件或目录----->目标文件或目录
功能：
1.根据mv命令中第二个参数类型的不同(看是目标文件还是目标目录),mv命令会将文件重命名，或将其转移至一个新的目录中。
2.当第二个参数类型是目标文件时，mv命令完成重命名，此时源文件/源目录只能有一个，将所给的源文件/源目录重命名为给定的目标文件名。
3.当第二个参数类型是目录时，源文件或目录可以有多个，mv命令会将各参数指定的源文件/目录转移到目录中。
常用选项:

• -f 强制转移，当目标文件已经存在，则不会询问直接覆盖。
• -i 若目标文件已经存在时，就会询问是否覆盖。

10.cat指令

语法：cat [选项] 文件
功能：查看目标文件的内容
常用选项:

• -b 对非空行进行编号。
• -n 对所有行进行编号。
• -s不输出多行空行。

11.more指令

语法：more [选项]文件
功能：查看目标文件的内容，功能类似cat
常用选项:

• -n 对所有行进行编号。
• q 退出more。

12.less指令

less指令也是对文件或者其他输出进行分页显示的工具，应该说是Linux正统查看文件内容的工具，功能及其强大。
less的用法比more更具有弹性。在使用more时，我们没有办法往前翻，只能往后翻，但使用了less指令，既可以使用[PgUp] [PgDn]等按键的功能来往前往后翻看文件，更容易用来查看一个文件的内容。除此之外，在less里面还有很多搜索功能，不止可以向上搜，也可以向上搜。

语法：less [选项]文件
功能：less和more类似，但less可以随意的浏览文件，more只能往前移动，不能往后移动，而且less在查看文件之前不会完全加载整个文件。
常用选项:

• -i 忽略搜索时的大小写。
• -N 显示每行的行号
• /字符串 向下搜索"字符串"的功能。
• ？字符串 向上搜索"字符串"的功能。
• n 重复前一个搜索。
• q 终止搜索。

13.head指令

head头，浅显易懂，它是用来显示某个数量的文字区块的开头部分。head显示档案的开头到标准输出流中。

语法：head [选项] 文件
功能：head用来显示文件的开头到标准输出流中，默认head命令打印其对应文件的开头前10行。
常用选项:

• n<行数> 显示行数。

14.tail指令

tail尾，同样浅显易懂，它是用来显示某个数量的文字区块的结尾部分。tai是用来看到档案的结尾的。
但tail指令可以从指定点开始将文件写到标准输出，使用tail -f命令，可以方便的查阅正在改变的日志文件，tail -f filename 可以把文件最尾部的内容显示到屏幕上，并且不断刷新，使你看到最新的文件内容。

语法：tail [必要选项][选择选项] 文件
功能：用来显示指定文件的末尾部分，不指定文件时，作为输入信息进行处理，常用查看日志文件。
常用选项:

• n<行数> 显示行数。
• -f 循环读取

15.date指令

date是时间相关的指令。
用法：
date [选项] [格式] …[选项]…[格式]…[选项][格式]
比如指定格式来显示时间 date +%Y:%m:%d
在显示方面，使用者可以在每个选项后面加上想要的格式。格式设定为一个加号后接数个标记.下面是常用的选项。

• %Y 完整年份
• %m 月份
• %d 日
• %H 小时
• %M 分钟
• %S 秒
• %F 相当于%Y-%m-%d

在设置时间方面有以下选项

• date -s 设置当前的时间，只有root用户可以设置，其他只能查看。
• date -s 20200520 会将日期改成20200520，但具体时间会设置成00:00:00。
• date -s 01:02:03 设置具体时间为01:02:03，但日期不会改变。
• date -s “01:02:03 20200520” 这样可以设计全部时间。
• date -s "20200520 01:02:03"这样可以设计全部时间。
• date -s "2020-05-20 01:02:03"这样可以设计全部时间。

显示时间戳
任何时间都有对应的时间戳，那如何将一个时间转化成时间戳呢？
date +%s 就可以显示出时间戳了。
而如何将时间戳再转化成具体时间呢？
date -d@时间戳数字 这样就可以显示出具体时间了。

16.Cal指令

Cal命令是用来显示阳历。公历是现在国际同样的方法统称为阳历，是地球绕太阳一周为一年。

命令格式： cal [选项][月份][年份]
功能：用于查看日历等时间选项，如果只有一个参数，则会显示式该年份的各月的日历，如果有两个参数，则会表示该年份中的某月份的日历
常用选项:

• -3 显示系统前一个月，当前月，下一个月的月历
• -j 显示在当年的第几天(一年日期按天算，从1月1号算起，默认显示当前月在一年中的天数。)
• -y 显示当前年份的日历
  Cal -y 2020 就是会显示2020年份的日历

17.find指令

find指令是用来在特定目录下搜索文件的。Linux中有很多搜索文件的工具，find只是其中之一。find可以在指令的路径下进行文件的搜索(是可以在磁盘上查找的)。
Linux下find命令在目录结构中搜索文件，并执行特定操作。
但当在运行一个非常消耗资源的find命令时，很多人都倾向于把它放在后台执行，因为遍历一个很大的文件系统可能会花费很常的时间(这里指的是30G字节以上的文件系统)。

语法：find [路径] [ 选项]
功能：用来在指定路径下查找文件，并做出相应的处理(可能访问磁盘)
常用选项:

• -name 按照文件名来搜索。

除了find指令可以查找文件，Linux中还有which指令，whereis指令。
which指令也可以在指定路径下搜索文件。
而whereis在指定路径下可以找到指定的指令和安装包，在系统特定的路径下查找，既可以找到可执行程序，又可以找到手册，安装包等。

18.grep指令

grep指令本质上就是一个行文本过滤工具将"关键字"过滤出来，它是按行读取的。

语法：grep [选项] [要搜索的文件中的字符串]
功能：在文件中搜索指定的字符串，并将找到的整行打印出来
常用选项:

• -n随便输出行号，什么都不写的代表空。
• -i 就是ignore，忽略大小写的不同，所有将大小写视为相同。
• -v 反向选择，就是打印出没有搜索的内容，即显示出没有搜索字符串内容的那行。

应用场景：
1.cat log.txt | grep tao
先将文件内容通过管道传过来，再用grep指令来搜索tao字符串。

2.搜索项目中main函数入口。
很多项目很复杂，不易查看，而只要找到main函数就知道项目的开始位置，这样就方便阅读。

3.配合管道查找进程应用。

19.zip / unzip指令

在生活中有很多压缩软件，那你有没有想过为什么要压缩呢？为什么要打包和压缩呢？

1.能够被打包的，一定是一个整体，这样才可以由多个文件---->一个文件。 好处:不容易造成文件的丢失。因为要么不丢，要么整体都丢，如果当只丢一两个文件，你还不知道丢是什么样的文件，这样你就很难受了。需要毫无头绪的去找。
2.打包压缩，将文件体积变小了。 好处：可以提高效率。因为体积大，那么下载时间就长，存储占据空间就大。

Linux充当服务器的时候，也需要各种网络应用场景满足效率需求，这就要求Linux下也需要有打包压缩工具。
而zip和unzip就是用来打包和压缩/解压的指令。

语法：zip [要压缩的文件].zip [目录或文件]
功能：将文件/目录压缩成zip格式，并放入某个目录或文件里。
常用选项:

• -r 递归处理，将指定目录下的子目录和所有文件都一并处理，打包压缩。
  当一个目录/文件里还有文件时，如果不加上-r选项，那么打包的只是改目录/文件一个空壳子，里面为空的，不信可以再把这个压缩包解压，发现里面啥也没有，必须使用-r选项，递归式压缩才可以将该目录/文件下所有的文件和子目录全部打包压缩。

举例：将test文件压缩

zip test.zip  studyflie
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解压到tmp目录下

unzip test.zip -d /tmp
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20.tar指令

tar指令也是用来打包压缩/解压的指令。

• -c 建立一个压缩文件的指令参数。
• -x 建立一个解压文件的指令参数。
• -f 查看压缩文件tarflie的内容，不打开，直接看。
• -z 是否具有gzip的属性，是否需要gzip压缩?
• -j 是否具有bzip2的属性，是否需要bzip2压缩？
• -v压缩的过程中显示文件。
• -f 使用文档名，请注意，在f之后要立即接档名，不能再接参数了。
• -C 解压到指定目录。

1.打包但不压缩
tar -cvf [文件/目录].tar
要注意tar是打包后缀，因为在参数f之后的文件档名是我们自己取的，我们习惯上都喜欢用.tar来作为打包后缀。
举例：将整个/etc目录下的文件全部打包成’/tmp/etc.tar’

tar -cvf /tmp/etc.tar /etc   仅打包，不压缩
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2.打包压缩
tar -czf [文件/目录].tar.gz
要注意tar.gz 是压缩后缀。其实就是tar是打包后缀，gz是压缩后缀，连起来。
举例：将整个/etc目录下的文件全部打包压缩成’/tmp/etc.tar.gz’

tar -czvf /tmp/etc.tar.gz /etc  打包后，用gzip压缩
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或者

tar -cjvf /tmp/etc.tar.bz2 /etc  打包后，用bzip2压缩
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3.预览压缩文件内容

tar -tzf [压缩文件/目录].tar.gz
举例：查阅上述压缩文件/tmp/etc.tar.gz中有哪些文件？

tar -tzvf /tmp/etc.tar.gz
因为我们是用gzip压缩文件，所以我们需要加上z参数。 
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4.解压文件
tar -xzf [压缩文件].tar.gz
举例：将/tmp/etc.tar.gz 文件解压到/user/local/src底下

先进入到/user/local/src当前目录
cd /user/local/src
在该目录下对压缩包进行解压
tar xzvf /tmp/etc.tar.gz 
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21.bc指令

bc指令其实就是相当于windows下的计算器，可以进行数据的运算，可以很方便的进行浮点数运算。

22.uname -r指令

语法：uname [选项]
功能：uname 用来获取电脑和操作系统的相关信息
常用选项:

• -r 用来查看Linux下的内核版本信息
• -a/all 详细的输出所有信息，即查体系结构，依次为内核名称，主机名，内核版本号，内核版本，硬件名，处理器类型，操作系统名称等。

23.shutdown指令

语法：shutdown [选项]
功能：shtdown关机命令。用来关机/重启
常用选项:

• -h将系统的服务停掉后，立刻关机。
• -r将系统的服务停掉后，就重新启动。
• t 秒数 表示在[过几秒后关机]。

24.重要热键[tab] [Ctrl c] [Ctrl d] [Ctrl r]

1.Tab按键，具有自动补全命令的功能。
2.Ctrl c按键,具有让当前程序立刻停止的功能。
3.Ctrl d按键，具有退出软件的功能，退出界面的功能，通常代表着：键盘输入结束的意思，可以替代exit。
4.Ctrl -r 可以找历史命令，具有搜索历史命令的功能。
这说明Linux是具有记录历史命令的功能，而Linux会默认记录最新的1000条指令。