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All About Linux

好吧，我是标题党，本文最多算是Little Bit About Linux。

抖机灵地说本文确实有一句话可以称得上这个题目: All about Linux is all about files.

Linux是什么？

Linux 是一众开源的类 UNIX 操作系统（Operating System, i.e. OS）。它被广泛用于云服务器、嵌入式系统和个人计算机。可以说互联网世界的基石之一就是Linux。

Linux发行版（Distribution）繁多，不同的系统的使用方法大同小异，我这里的介绍主要以Ubuntu（大概是最流行的Linux发行版）和MacOS（并非Linux，只是类UNIX）为主。

用户和登陆

和Windows或者MacOS类似的，作为一个操作系统需要一套用户管理的逻辑。

Linux用户分为普通用户和管理员（用户名是root），管理员拥有系统的一切权限，普通用户很多行为会受到限制。

  • 如果你有一台本地的Linux计算机，开机后输入账号密码即可登录。

  • 如果要登录到远程Linux服务器，可以使用ssh来登录：

ssh username@hostname -p 22 # 默认端口是22，很多时候为了安全考虑服务器不会使用22端口
  • 如果你新安装了一个Linux系统，按照系统提示的操作新建一个用户然后登录即可。

文件和目录

Linux的世界，一切都是文件。

GPT说：

为什么说Linux一切皆文件

"Linux 一切皆文件" 是指在 Linux 操作系统中，几乎所有的设备、资源、进程等都以文件的形式存在。这个思想是 Linux 设计的一个基本原则，被称为 "一切皆文件" 的哲学。

这个哲学的核心思想包括以下几点：

  1. 统一的接口： 在 Linux 中，文件是统一的接口，无论是硬件设备、网络连接、进程还是其他资源，都可以通过读写文件的方式进行访问和操作。这种一致性使得系统更加简洁和易于理解。

  2. 使用标准工具： 由于一切都是文件，可以使用标准的文件操作工具（如 cat、echo、cp、mv 等）来处理各种不同类型的数据。这种一致性使得管理和操作系统变得更加简单。

  3. 抽象层次： 文件系统提供了一个抽象层，隐藏了底层硬件和具体实现的细节。这样，应用程序和用户可以通过相同的方式与不同的资源进行交互，而不必关心底层的硬件或协议。

举例来说：

  • 设备文件： 在 /dev 目录下，你可以找到表示硬件设备的文件，如硬盘、键盘、鼠标等。这些设备可以通过读写对应的文件进行访问和控制。

  • 进程信息： 在 /proc 目录下，你可以找到表示系统进程的文件。每个进程都有一个相应的目录，目录中包含了该进程的相关信息，如进程号、命令行参数等。通过读取这些文件，可以获取有关系统进程的信息。

  • 网络连接： 在 /proc/net 目录下，你可以找到表示网络连接的文件。这些文件提供了关于网络连接状态、端口信息等的数据。

总体来说，"Linux 一切都是文件" 的理念是 Linux 操作系统设计的一项重要特征，它使得 Linux 成为一个非常灵活且易于管理的操作系统。

所以，你可以在目录里找到各种各样的文件，控制着整个系统的行为。

所以，随意删除未知的文件是非常危险的行为。

MIT的课程《The Missing Semester of Your CS Education》讲了一个好玩的例子，你可以通过改变系统某个文件的内容来控制笔记本电脑的屏幕亮度：

change brightness of laptop

For example, the brightness of your laptop’s screen is exposed through a file called brightness under

/sys/class/backlight

By writing a value into that file, we can change the screen brightness. Your first instinct might be to do something like: 

$ sudo find -L /sys/class/backlight -maxdepth 2 -name '*brightness*'
/sys/class/backlight/thinkpad_screen/brightness
$ cd /sys/class/backlight/thinkpad_screen
$ echo 3 | sudo tee brightness

Shell

Shell是人机交互的桥梁，用户可以使用Shell完成一切的工作。

作为一般用户，我们在Shell下可以使用已有的各种命令行工具。一般/usr/bin会列出所有可用的命令。

例如使用文本编辑器vim： 

$ vim
~
~                              VIM - Vi IMproved
~
~                               version 9.0.1894
~                           by Bram Moolenaar et al.
~                 Vim is open source and freely distributable
~
~                           Sponsor Vim development!
~                type  :help sponsor<Enter>    for information
~
~                type  :q<Enter>               to exit
~                type  :help<Enter>  or  <F1>  for on-line help
~                type  :help version9<Enter>   for version info
~
~
再如使用cat在命令行输出某个文件的内容： 
$ cat /etc/shells
# List of acceptable shells for chpass(1).
# Ftpd will not allow users to connect who are not using
# one of these shells.

/bin/bash
/bin/csh
/bin/dash
/bin/ksh
/bin/sh
/bin/tcsh
/bin/zsh

如果你有管理员账号，那么还可以做下面的事情。

包管理

使用系统提供的包管理器来安装、更新、卸载、修复软件包。 例如在Ubuntu上安装Python： 

sudo apt install package_name    # Ubuntu/Debian
使用pip安装NumPy： 
pip install numpy

用户管理

使用useradd命令增加新的用户，使用userdel删除用户，使用usermod修改用户，使用passwd修改登录口令（password，俗称密码）等。

/etc/passwd文件存放了所有用户的信息，可以用cat输出该文件的内容来查看所有的用户： 

cat /etc/passwd

root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
...

这个文件的每一行都包含用冒号分隔的七个字段，它们分别是：

  • User name.
  • Encrypted password (x means that the password is stored in the /etc/shadow file).
  • User ID number (UID).
  • User’s group ID number (GID).
  • Full name of the user (GECOS).
  • User home directory.
  • Login shell (defaults to /bin/bash).

权限管理

我们可以用chmod更改文件的权限，用chown更改文件的所有者。

进程管理

kill目录可以挂起、恢复、结束进程。 

kill -s SIGSTOP <pid> # 挂起进程
kill -s SIGCONT <pid> # 恢复进程
kill <pid> # 结束进程

还可以使用top目录来实时查看当前在运行中的进程：

top - 19:59:37 up 6 min,  0 users,  load average: 0.03, 0.01, 0.00
Tasks:  14 total,   1 running,  13 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,100.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
MiB Mem :   5250.9 total,   4735.2 free,    244.6 used,    271.0 buff/cache
MiB Swap:   7298.8 total,   7298.8 free,      0.0 used.   4731.4 avail Mem

    PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND
      1 root      20   0  165768   9344   7296 S   0.0   0.2   0:00.07 systemd
      7 root      20   0 1233644   7168   5888 S   0.0   0.1   0:00.00 orbstac+
    114 root      19  -1   48000  15360  14592 S   0.0   0.3   0:00.03 systemd+
    146 systemd+  20   0   16272   7552   6656 S   0.0   0.1   0:00.03 systemd+
    157 root      20   0    9120   2432   2304 S   0.0   0.0   0:00.00 cron
    158 message+  20   0    8684   3712   3456 S   0.0   0.1   0:00.00 dbus-da+
    161 root      20   0   34164  17536   9344 S   0.0   0.3   0:00.03 network+
    162 syslog    20   0  222028   4224   3584 S   0.0   0.1   0:00.00 rsyslogd
    163 root      20   0   15700   6912   6016 S   0.0   0.1   0:00.02 systemd+
    169 root      20   0    7816   1920   1920 S   0.0   0.0   0:00.00 agetty
    178 yang      20   0   16944   8320   7168 S   0.0   0.2   0:00.00 systemd
    187 yang      20   0  104232   4332   1664 S   0.0   0.1   0:00.00 (sd-pam)
    252 yang      20   0   10136   3584   3072 S   0.0   0.1   0:00.00 bash
    259 yang      20   0   12840   3200   2688 R   0.0   0.1   0:00.00 top

使用ps命令可以输出当前在运行的进程信息：

$ ps
    PID TTY          TIME CMD
    252 pts/1    00:00:00 bash
    273 pts/1    00:00:00 ps

值得一提的是PID是每个进程的唯一标识符。

并且按照我们之前的说法，Linux世界一切皆文件，而每个进程就对应于/proc/<pid>文件夹，你可以在里面找到这个进程的很多信息。

例如/proc/<pid>/status文件：

Name:   bash
Umask:  0022
State:  S (sleeping)
Tgid:   252
Ngid:   0
Pid:    252
PPid:   7
TracerPid:  0
Uid:    501 501 501 501
Gid:    501 501 501 501
FDSize: 256
Groups: 4 27 44 50 501
NStgid: 252
NSpid:  252
NSpgid: 252
NSsid:  252
Kthread:    0
VmPeak:    10280 kB
VmSize:    10248 kB
VmLck:         0 kB
VmPin:         0 kB
VmHWM:      3584 kB
VmRSS:      3584 kB
RssAnon:         512 kB
RssFile:        3072 kB
RssShmem:          0 kB
VmData:      672 kB
VmStk:       132 kB
VmExe:      1332 kB
VmLib:      1924 kB
VmPTE:        48 kB
VmSwap:        0 kB
CoreDumping:    0
THP_enabled:    1
untag_mask: 0xffffffffffffff
Threads:    1
SigQ:   0/20980
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000000010000
SigIgn: 0000000200384004
SigCgt: 000000004b813efb
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Last update: 2024-03-07 22:47:33
Created: 2023-12-08 20:39:17

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