Linux初学者必备：全面掌握核心命令_linux系统及命令

Linux是一种免费且开源的类Unix操作系统，由Linus Torvalds于1991年首次发布。Linux操作系统的核心部分被称为“内核”，它是操作系统的主要组件，负责管理硬件资源和提供基本服务，如内存管理、进程调度、文件系统管理和网络功能等。除了内核之外，Linux系统还包括各种工具、库、应用程序和服务，这些通常由GNU项目和其他开源软件项目提供，共同构成了完整的Linux操作系统环境。

Linux的特点

1. 开源性：Linux的源代码是开放的，任何人都可以查看、修改和分发其源代码，这使得Linux能够得到全球开发者的持续改进和优化。

2. 稳定性与安全性：Linux以其高稳定性和安全性著称，这使得它在服务器市场中占据主导地位，尤其是在Web服务器、数据库服务器和超级计算机等领域。

3. 灵活性：Linux支持多种硬件架构，从嵌入式设备到大型机，几乎可以在任何类型的硬件上运行。此外，用户可以根据需要定制自己的Linux系统。

4. 丰富的软件生态系统：由于其开源特性，Linux拥有庞大的软件生态系统，包括办公软件、图形界面、游戏、编程工具等各种应用，许多软件都是免费提供的。

5. 社区支持：Linux有一个庞大的社区，包括开发者、用户和技术支持人员，他们共同维护和改进Linux系统，为用户提供技术支持和解决方案。

查看系统版本信息

查看Ubuntu版本

1. 使用  lsb_release -a 命令来查看详细的Ubuntu版本信息。
2. 使用  cat /etc/issue 命令也可以查看Ubuntu版本信息，这是系统启动时显示的发行版信息。

查看内核版本

1. 使用  uname -r 命令查看当前正在运行的内核版本。
2. 使用  cat /proc/version 命令可以获取更详细的内核版本信息。

其他uname命令选项

• uname -a 显示系统的所有信息，包括系统名称、节点名、内核版本、操作系统版本、体系结构等。
• uname -v 显示内核编译器的版本信息。

Linux的分层结构

Linux系统大致可以分为以下几层：

1. 应用层：包括各种应用程序和命令，用户直接与之交互。
2. 内核层：这是操作系统的核心，负责协调硬件和软件资源，主要功能包括：
   • 进程管理：处理进程的创建、调度和终止。
   • 设备管理：管理硬件设备，如I/O设备。
   • 内存管理：管理物理内存和虚拟内存。
   • 网络管理：处理网络通信。
   • 文件系统管理：管理文件和目录。
3. 驱动层：包含对硬件设备的直接访问接口，如字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动。
4. 硬件层：包括所有物理设备，如CPU、内存、硬盘、键盘、鼠标等。

系统控制命令

1. 关机

   • sudo shutdown -h now ：立即关机。
   • sudo shutdown -h 时间 "提示语句"：定义关机时间，并显示提示语句。

2. 重启

   • sudo shutdown -r now ：立即重启。
   • sudo reboot ：这也是立即重启的命令。
   • sudo shutdown -r 时间 "提示语句"：定义重启时间，并显示提示语句。

3. 取消定时操作

   • sudo shutdown -c ：取消正在进行的定时关机或重启操作。

Linux 软件包安装与管理

2.1 软件包的安装管理

2.1.1 不同Linux发行版的软件包管理机制

• Debian系列: 使用.deb软件包格式，管理工具为dpkg和apt。
• Red Hat系列: 使用rpm软件包管理机制（Red Hat Package Manager）。
• CentOs系列: 使用rpm软件包管理机制（Red Hat Package Manager），管理工具为yum。

2.1.2 软件包分类

• 二进制软件包：通常为.deb或.rpm格式，可以直接安装而无需编译。
• 源码包：包含源代码，需要编译后才能安装，文件扩展名可能为.dsc或.tar.gz等。

2.1.3 软件管理工具概览

在Debian系的Linux发行版中，主要使用dpkg和apt两种工具进行软件包管理。

• dpkg: 主要用于离线安装本地软件包，不检查依赖关系。
• apt: 在线安装工具，可以从远程仓库下载软件包，自动解决依赖关系。
• yum: 在线安装工具，类似于apt。

2.2 dpkg工具详解

• 安装软件:

  Bash

  1sudo dpkg -i 软件包全名.deb
  

• 显示软件安装状态:

  Bash

  1sudo dpkg -s 软件包名
  

• 显示软件安装路径:

  Bash

  1sudo dpkg -L 软件包名
  

• 卸载软件:

  Bash

  1sudo dpkg -r 软件包名
  

• 完全卸载软件（包括配置文件）:

  Bash

  1sudo dpkg --purge 软件包名
  

2.3 apt工具详解

• 安装软件:

  Bash

  1sudo apt-get install 软件包名
  

• 卸载软件:

  Bash

  1sudo apt-get remove 软件包名
  

• 更新软件包列表:

  Bash

  1sudo apt-get update
  

• 升级已安装的软件包:

  Bash

  1sudo apt-get upgrade
  

• 列出可用的软件仓库:

  Bash

  1cat /etc/apt/sources.list
  

• 默认下载包的存放路径: /var/cache/apt/archives/

2.4 yum工具详解

1. 更新软件包

• 更新所有已安装的软件包:
  Bash

  sudo yum update
  

• 更新特定的软件包:
  Bash

  sudo yum update package-name
  

2. 安装软件包

• 安装软件包:
  Bash

  sudo yum install package-name
  

3. 删除软件包

• 删除软件包:
  Bash

  sudo yum remove package-name
  

4. 搜索软件包

• 搜索软件包:
  Bash

  sudo yum search keyword
  

5. 列出可用的软件包

• 列出所有可用的软件包:
  Bash

  sudo yum list available
  

• 列出已安装的软件包:
  Bash

  sudo yum list installed
  

6. 清理缓存

• 清理yum缓存:
  Bash

  sudo yum clean all
  

7. 检查更新

• 检查是否有软件包更新:
  Bash

  sudo yum check-update
  

8. 信息查询

• 显示软件包的详细信息:
  Bash

  sudo yum info package-name
  

9. 配置YUM源

• 编辑YUM源配置文件:
  Bash

  vi /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo
  

  在这里可以添加或修改仓库的URL，以指向不同的软件包镜像站点。

10. 安装YUM插件

• 安装YUM插件:
  Bash

  sudo yum install yum-plugin-*
  

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Shell基础知识

3.1.1 概念

Shell，字面意思是“壳”，在Linux中扮演着关键的桥梁角色。它作为用户与操作系统之间的交互界面，负责解释用户输入的命令，并将其转化为操作系统可以理解的形式，再将执行结果呈现给用户。形象地说，Shell就像一道墙，保护着系统的核心部分不受用户误操作的影响，同时提供友好的命令行界面供用户使用。

3.1.2 命令执行流程

当用户在命令行输入指令时，Shell接收并解析该命令，将其转换为操作系统（内核）能够识别的指令，传递给硬件执行。硬件的响应结果再次通过Shell转换，最终以用户可理解的形式展示出来。

3.1.3 Shell分类

1. Bourne Shell（sh）
   开发者：S.R. Bourne
   特点：Unix的第一个Shell，行业标准，但作业控制功能较弱，不支持别名和历史记录，常作为应急Shell使用。

2. C Shell（csh）
   开发机构：加州大学伯克利分校
   特点：改进Bourne Shell的不足，编程风格类似C语言，受C程序员欢迎，但健壮性不及Bourne Shell。

3. Korn Shell（ksh）
   开发者：David Korn
   特点：解决Bourne Shell的用户交互问题，避免C Shell的脚本编程缺陷，需许可证，应用范围受限。

4. Bourne Again Shell（bash）
   开发机构：AT&T贝尔实验室
   特点：Bourne Shell的增强版，融合了Bourne Shell、Korn Shell的功能，并引入C Shell的部分特性，具备环境变量配置、历史记录、内置算术运算、通配符支持等功能，是最流行的Shell之一。

3.2 历史记录命令

• .bash_history：位于用户主目录下的隐藏文件，存储用户的历史命令记录，默认最多保存2000条。

• .bashrc：包含环境变量和函数定义的脚本，其中包括HISTSIZE（默认显示历史记录数量）和HISTFILESIZE（.bash_history文件的最大记录数量）的设置。

• history：显示历史命令，默认显示数量由HISTSIZE决定。

  • history n：显示最近的n条历史记录。

• 修改历史记录设置：

  • HISTSIZE=500：临时改变显示历史记录的数量。
  • 修改.bashrc文件中的HISTSIZE和HISTFILESIZE值，然后退出并重新登录终端，实现永久更改。
  • echo $HISTSIZE：显示当前HISTSIZE的值。

3.3 别名命令

• alias：查看已定义的命令别名。
• 设置别名：
  • alias 新名='原命令'：为命令创建别名。
• 取消别名：
  • unalias 新名：移除命令的别名。

3.4 Linux特殊字符

3.4.1 通配符

• *：匹配任意数量的任意字符。
• ?：匹配单个任意字符。
• [...]：匹配括号内任何一个字符。
• [-]：匹配括号内指定范围内的字符。
• [^]：匹配除括号内字符以外的任何字符。

3.4.2 管道符 |

• 格式：command1 | command2。
• 功能：将前一个命令的输出作为后一个命令的输入。

3.4.3 输入输出重定向

• >：覆盖模式输出到文件。
• >>：追加模式输出到文件。
• 2>：仅重定向错误输出到文件。
• &>：重定向所有输出（包括错误）到文件。
• <：从文件读取输入。

3.4.4 命令替换

• 格式：command1 $(command2) 或 command1 \command2``
• 功能：将command2的输出结果替换到command1中。

3.5 echo命令

• 功能：向终端输出指定内容。
• 选项：
  • -n：输出时不自动换行。
  • 使用双引号"保持原样输出。

3.6 date命令

• 功能：显示或修改系统日期和时间。
• 格式：
  • date：显示当前日期和时间。
  • sudo date -s 'YYYY-MM-DD'：设置日期。
  • sudo date -s 'HH:MM:SS'：设置时间。

系统维护与用户管理命令

4.1 man 命令

• 功能：查看命令的手册页。
• 使用示例：
  • man man：查看man命令的帮助文档。
• 手册页分类：
  • 1：可执行程序或shell命令。
  • 2：系统调用（内核提供的函数）。
  • 3：库函数（程序库中的函数）。

4.2 su 命令

• 功能：切换用户身份。
• 使用示例：
  • sudo su root：切换到root用户。
  • sudo su 用户名：切换到指定的普通用户。
• 退出：使用exit命令退出当前用户回到原用户。

4.3 sudo 命令

• 功能：以管理员权限执行命令，需要输入密码。

4.4 df 命令

• 功能：查看磁盘分区的使用情况。
• 使用示例：
  • df -Th：以人类易读的格式显示磁盘使用情况，包括文件系统类型。

4.5 mount 命令

• 功能：挂载文件系统。
• 使用示例：
  • sudo mount -t 设备类型 设备名称 挂载点：挂载设备。
  • sudo umount 挂载点：卸载设备。
• 注意事项：卸载时应确保挂载点无正在运行的进程依赖。

用户管理命令

• 增加/删除用户：
  • sudo adduser 用户名：创建新用户。
  • sudo deluser --remove-home 用户名：删除用户及其家目录。

6.1 ps 命令

• ps aux：显示系统中所有进程的详细信息。
• ps ef：显示系统中所有进程的信息，包括父进程ID（PPID）。

进程状态代码：

• D：不可中断的睡眠状态（通常为I/O操作）。
• R：运行或可运行状态（在运行队列中）。
• S：可中断的睡眠状态（等待事件完成）。
• T：被作业控制信号停止。
• t：因调试而暂停。
• X：已死状态（不应出现）。
• Z：僵尸状态，进程已终止但未被父进程回收。
• <：高优先级（对其他用户不友好）。
• N：低优先级（对其他用户友好）。
• L：有页面锁定在内存中（实时或自定义I/O）。
• s：会话领导者。
• l：多线程（使用CLONE_THREAD，如NPTL线程）。
• +：在前台进程组中。

6.2 top 命令

• 功能：实时显示系统中各个进程的资源占用状况。
• 快捷键：
  • Shift + >：向下翻页。
  • Shift + <：向上翻页。
• 列说明：
  • PR：进程优先级。
  • VIRT：虚拟内存大小。
  • SHR：共享内存大小。

6.3 调整进程优先级

• renice：改变正在运行的进程的优先级。
  • sudo renice NI PID：调整指定进程的优先级。
• nice：以指定优先级运行新进程。
  • sudo nice -n NI值 进程：以指定的优先级运行进程。

6.4 文本搜索命令 grep

• 基本用法：
  • grep "查找的字符串" 文件名：在文件中搜索字符串。
  • grep "\<要查找的字符串\>" 文件名：精确匹配整个单词。
  • grep -r "查找的字符串" 路径/目录：递归搜索目录下的文件。
• 文件查找：
  • find 路径 -name "文件名"：查找路径下符合条件的文件。

6.5 kill 命令

• 功能：向进程发送信号。
• 查看信号列表：
  • kill -l：列出系统定义的所有信号。
• 常用信号：
  • 2：SIGINT（Ctrl+C），终止进程。
  • 3：SIGQUIT（Ctrl+\），终止进程。
  • 9：SIGKILL，强制杀死进程。
  • 15：SIGTERM（默认信号），请求进程终止。
  • 18：SIGCONT，继续暂停的进程。
  • 20：SIGTSTP（Ctrl+Z），暂停进程。
• 发送信号：
  • kill -num PID：向PID指定的进程发送信号。

6.6 前后台进程切换

• 步骤：
  • 运行进程。
  • Ctrl + Z：将进程暂停并送入后台。
  • bg 编号：将暂停的进程置于后台继续执行。
  • jobs：查看当前终端中后台运行的进程。
  • fg 编号：将后台进程切换到前台继续执行。

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7.1 网络命令

• ifconfig：在Linux系统中用于查看网络接口的IP地址和配置信息。
• ipconfig：在Windows系统中用于查看网络配置信息，包括IP地址。
• Ping测试：
  • ping 域名/IP地址：测试与远程主机的网络连通性。
  • Windows下，ping -n 包数 域名/IP地址：发送指定数量的数据包进行测试。

特殊情况处理

• 如果虚拟机无法ping通宿主机（Windows），尝试反向ping（宿主机ping虚拟机），若成功，则可能是虚拟机的防火墙设置问题，需要检查并可能禁用防火墙。
• 解决虚拟机网络配置问题的步骤：
  1. 卸载虚拟机软件。
  2. 安装系统清理工具，如CCleaner，清理注册表。
  3. 关闭防火墙和杀毒软件。
  4. 以管理员身份重新安装虚拟机软件（如VMware）。

7.2 Ubuntu网络配置

7.2.1 桥接模式

• 设置步骤：
  1. 打开虚拟机软件，进入虚拟网络编辑器。
  2. 选择vmnet0网络适配器。
  3. 更改为桥接模式。
  4. 选择桥接到宿主机的网络适配器（通常是物理网络接口）。

7.2.2 NAT 模式

设置步骤：

1. 打开虚拟机软件，进入“虚拟网络编辑器”。

   • 选择vmnet8网络适配器。
   • 更改为NAT模式。
   • 点击“确定”完成设置。

2. 进入虚拟机设置。

   • 选择“网络适配器”。
   • 设置模式为NAT。

文件系统命令

8.1 文件系统分类

• 磁盘文件系统：本地主机上可访问的文件系统，如硬盘、CD-ROM、USB存储器等。
  • 格式：Ext2, Ext3, Ext4, VFAT等。
• 网络文件系统：允许远程访问的文件系统。
  • 格式：NFS, Samba (SMB/CIFS)等。
• 专有/虚拟文件系统：非磁盘驻留的文件系统。
  • 格式：TMPFS, PROCFS, LOOPBACKFS等。

8.2 根文件系统结构

8.3 显示文件内容

• cat 文件：显示文件内容。
• head -n 文件名：显示前n行。
• tail -n 文件名：显示后n行。

8.4 连接文件

• 硬链接：基于inode的链接。
• 软链接：基于路径的链接。

命令:

• ln 源文件 链接文件名：创建硬链接。
• ln -s 源文件 链接文件名：创建软链接。

8.5 文件压缩解压

• zip: 压缩多个文件至单个压缩文件。
• unzip: 解压.zip文件。
• gzip: 单文件压缩，后缀.gz。
• gunzip: 解压.gz文件。
• bzip2: 类似gzip，后缀.bz2。

选项:

• -x: 解压。
• -c: 压缩。
• -v: 显示过程信息。
• -f: 强制。
• -j: 生成.bz2压缩文件。
• -z: 生成.gz压缩文件。

组合命令:

• tar -cjf: bz2格式压缩。
• tar -czf: gz格式压缩。
• tar -xvf: 解压压缩包。

数据类型与分文件编程概览

10.1 存储类型

10.1.1 extern

• 用途：声明外部定义的函数或变量，表明其定义位于其他源文件中。

10.1.2 register

• 描述：建议编译器将变量存储在寄存器中以优化访问速度。但实际效果取决于编译器优化。

10.1.3 static

• 作用域：
  • 函数内部：局部作用域，但生存期贯穿整个程序。
  • 全局变量：限于当前源文件。
• 存储位置：全局区（静态区）。
• 初始化：默认初始化为0，初始化状态保存于.data区，未初始化的存于.bss区。

10.1.4 auto

• 默认类型：局部变量默认类型，位于栈区。

10.2 数据类型总结

• 基本数据类型：不可分解的类型，如char, int, float等。
• 构造数据类型：通过基本类型构造而成，包括struct, union, enum和数组。
• 指针类型：存储变量地址的特殊类型。
• 空类型void：用于定义无类型指针和无返回值的函数。

11. 分文件编程

11.1 头文件（.h）

• 内容：宏定义、typedef、结构体、联合体、枚举和函数声明。
• 避免：通常不直接定义全局变量。

11.2 源文件（.c）

• 包含：main函数和子函数的定义。

示例

1. 创建头文件 head.h，用于声明函数。
2. 编写函数源文件 add.c，定义函数。
3. 编写主源文件 main.c，引入头文件并调用函数。
4. 编译：将多个.c文件编译链接成可执行文件。

特别注意：记住需要同时编译两个文件！！！

12.1 GCC 编译工具

GCC（GNU Compiler Collection）是广泛使用的开源编译器集合，用于C、C++等多种语言的编译工作。GCC的编译过程分为四个主要阶段：

1. 预处理 (gcc -E):

   • 展开所有#include指令，合并头文件内容。
   • 替换所有的宏定义。
   • 删除所有的注释。
   • 预处理器不进行语法检查，输出文件扩展名为.i。

2. 编译 (gcc -S):

   • 进行语法和词法检查，将预处理后的文件转换为汇编代码。
   • 输出文件扩展名为.s。

3. 汇编 (gcc -c):

   • 将汇编代码转换为机器码，生成目标文件。
   • 输出文件扩展名为.o。

4. 链接 (gcc):

   • 链接库文件，将多个目标文件组合成可执行文件。
   • 默认输出文件名为a.out，可以通过-o指定其他名称。

12.2 GDB 调试工具

GDB（GNU Debugger）是功能强大的调试工具，用于动态调试GCC编译的程序。

• 启动调试:

  • 使用gcc -g编译源代码，生成包含调试信息的可执行文件。
  • 运行gdb a.out启动GDB调试器，加载可执行文件。

• 常用命令:

  • r: 运行程序直到遇到断点或正常结束。
  • l: 查看源代码。
  • b 行号或函数名: 设置断点。
  • info b: 显示所有断点信息。
  • d 断点编号: 删除指定断点。
  • p 变量名: 打印变量的当前值。
  • s: 单步进入函数内部执行。
  • n: 单步执行，但不会进入函数调用。
  • help: 显示帮助信息。
  • q: 退出GDB。

注意: 当遇到printf等函数时，使用s命令可能被嵌入到系统库的内部实现中，此时使用n命令可以避免进入库函数内部。

12.3 make 编译工具

12.3.1 定义

make 是一个自动化构建工具，用于管理项目中多个文件的编译与链接。通过解析 Makefile 文件，make 能够追踪文件的修改时间，仅对更新的源文件进行重新编译，从而节省时间和资源。

12.3.2 Makefile 格式

基本结构遵循以下模式：

Make

1目标 : 依赖
2    命令

• 目标：通常指的是需要构建的对象，如可执行文件。
• 依赖：目标构建所必需的文件，通常是源代码文件或其他目标文件。
• 命令：用于构建目标的具体指令。

12.3.3 用 make 管理多个文件

示例：

Make

1main: main.o fun.o
2    gcc main.o fun.o -o main
3
4main.o: main.c
5    gcc -c main.c -o main.o
6
7fun.o: fun.c
8    gcc -c fun.c -o fun.o
9
10.PHONY: clean
11clean:
12    rm -rf *.o main

• PHONY 目标：clean 是一个伪目标，它不会产生任何文件，仅用于执行清理操作。

12.3.4 Makefile 变量

• 自定义变量：用户可以定义变量，通过 $() 来引用它们。
  • =：递归展开变量。
  • :=：直接赋值。
  • +=：追加新值。
  • ?=：如果未定义，则赋值。

示例：

Make

1VAR = hello
2SUM := $(VAR) world
3
4all:
5    echo $(VAR)
6    echo $(SUM)
7
8SUM += 456
9SUM ?= 789

条件编译

在 Makefile 中，条件编译基于宏的定义与否：

Make

1ifdef MACRO_NAME
2    # 如果宏已定义，则执行此段代码
3else
4    # 否则，执行此段代码
5endif

此外，条件编译也用于防止头文件的重复包含：

Cpp

1#ifndef __HEAD_H__
2#define __HEAD_H__
3
4// 头文件内容
5
6#endif // __HEAD_H__