Linux 基础入门(二)

发布于 28 天前  43 次阅读


实验4 Linux 目录结构及文件基本操作

一、实验介绍

  1. Linux 的文件组织目录结构。
  2. 相对路径和绝对路径。
  3. 对文件的移动、复制、重命名、编辑等操作。

1.1 实验知识点

  • 每个目录的大体内容
  • 文件的属性
  • touchfilermmv 等基本命令

二、Linux 目录结构

在讲 Linux 目录结构之前,你首先要清楚一点,那就是 Linux 的目录与 Windows 的目录的区别,或许对于一般操作上的感受来说没有多大不同,但从它们的实现机制来说是完全不同的。

一种不同是体现在目录与存储介质(磁盘,内存,DVD 等)的关系上,以往的 Windows 一直是以存储介质为主的,主要以盘符(C 盘,D 盘...)及分区来实现文件管理,然后之下才是目录,目录就显得不是那么重要,除系统文件之外的用户文件放在任何地方任何目录也是没有多大关系。所以通常 Windows 在使用一段时间后,磁盘上面的文件目录会显得杂乱无章(少数善于整理的用户除外吧)。然而 UNIX/Linux 恰好相反,UNIX 是以目录为主的,Linux 也继承了这一优良特性。 Linux 是以树形目录结构的形式来构建整个系统的,可以理解为树形目录是一个用户可操作系统的骨架。虽然本质上无论是目录结构还是操作系统内核都是存储在磁盘上的,但从逻辑上来说 Linux 的磁盘是“挂在”(挂载在)目录上的,每一个目录不仅能使用本地磁盘分区的文件系统,也可以使用网络上的文件系统。举例来说,可以利用网络文件系统(Network File System,NFS)服务器载入某特定目录等。

1. FHS 标准

Linux 的目录结构说复杂很复杂,说简单也很简单。复杂在于,因为系统的正常运行是以目录结构为基础的,对于初学者来说里面大部分目录都不知道其作用,重要与否,特别对于那些曾经的重度 Windows 用户,他们会纠结很长时间,关于我安装的软件在哪里这类问题。说它简单是因为,其中大部分目录结构是规定好了的(FHS 标准),是死的,当你掌握后,你在里面的一切操作都会变得井然有序。

FHS(英文:Filesystem Hierarchy Standard 中文:文件系统层次结构标准),多数 Linux 版本采用这种文件组织形式,FHS 定义了系统中每个区域的用途、所需要的最小构成的文件和目录同时还给出了例外处理与矛盾处理。

FHS 定义了两层规范,第一层是, / 下面的各个目录应该要放什么文件数据,例如 /etc 应该放置设置文件,/bin/sbin 则应该放置可执行文件等等。

第二层则是针对 /usr/var 这两个目录的子目录来定义。例如 /var/log 放置系统日志文件,/usr/share 放置共享数据等等。

FHS_3.0 标准文档

如果觉得图片不清晰,建议另存为到本地放大查看:

img

如果你觉得看这个不明白,那么可以试试最真实最直观的方式,执行如下命令:

tree /

如果提示" command not found ",就先安装:

# 因为我们的环境的原因,每次新启动实验会清除系统恢复到初始状态,所以需要手动更新软件包索引,以便我们安装时能找到相应软件包的源。

sudo apt-get update

sudo apt-get install tree

关于上面提到的 FHS,这里还有个很重要的内容你一定要明白,FHS 是根据以往无数 Linux 用户和开发者的经验总结出来的,并且会维持更新,FHS 依据文件系统使用的频繁与否以及是否允许用户随意改动(注意,不是不能,学习过程中,不要怕这些),将目录定义为四种交互作用的形态,如下表所示:

此处输入图片的描述

2. 目录路径

路径

有人可能不明白这路径是指什么,有什么用。顾名思义,路径就是你要去哪儿的路线嘛。如果你想进入某个具体的目录或者想获得某个目录的文件(目录本身也是文件)那就得用路径来找到了。

使用 cd 命令可以切换目录,在 Linux 里面使用 . 表示当前目录,.. 表示上一级目录(注意,我们上一节介绍过的,以 . 开头的文件都是隐藏文件,所以这两个目录必然也是隐藏的,你可以使用 ls -a 命令查看隐藏文件),- 表示上一次所在目录, 通常表示当前用户的 home 目录。使用 pwd 命令可以获取当前所在路径(绝对路径)。

进入上一级目录:

cd ..

进入你的 home 目录:

cd ~
# 或者 cd /home/<你的用户名>

有的同学可能会有疑问,为什么环境中的波浪号 ~ 在上面,而有些环境在中间。这主要是不同的字体导致的。比如我们环境中默认使用的 Monospace 字体,波浪号就在最上方。

图片描述

我们可以在首选项里面切换到其他字体,可以看到该字体的波浪号默认是中间的。当然,这个并不影响我们操作。

图片描述

使用 pwd 获取当前路径:

pwd

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绝对路径

关于绝对路径,简单地说就是以根" / "目录为起点的完整路径,以你所要到的目录为终点,表现形式如: /usr/local/bin,表示根目录下的 usr 目录中的 local 目录中的 bin 目录。

相对路径

相对路径,也就是相对于你当前的目录的路径,相对路径是以当前目录 . 为起点,以你所要到的目录为终点,表现形式如: usr/local/bin (这里假设你当前目录为根目录)。你可能注意到,我们表示相对路径实际并没有加上表示当前目录的那个 . ,而是直接以目录名开头,因为这个 usr 目录为 / 目录下的子目录,是可以省略这个 . 的(以后会讲到一个类似不能省略的情况);如果是当前目录的上一级目录,则需要使用 .. ,比如你当前目录为 /home/shiyanlou 目录下,根目录就应该表示为 ../../ ,表示上一级目录( home 目录)的上一级目录( / 目录)。

下面我们以你的 home 目录为起点,分别以绝对路径和相对路径的方式进入 /usr/local/bin 目录:

# 绝对路径
cd /usr/local/bin
# 相对路径
cd ../../usr/local/bin

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进入一个目录,可以使用绝对路径也可以使用相对路径,那我们应该在什么时候选择正确的方式进入某个目录呢。就是凭直觉嘛,你觉得怎样方便就使用哪一个,而不用特意只使用某一种。比如假设我当前在 /usr/local/bin 目录,我想进入上一级的 local 目录你说是使用 cd .. 方便还是 cd /usr/local 方便?而如果要进入的是 usr 目录,那么 cd /usr ,就比 cd ../.. 方便一点了。

提示:在进行目录切换的过程中请多使用 Tab 键自动补全,可避免输入错误,连续按两次 Tab 可以显示全部候选结果。

三、Linux 文件的基本操作

这一节我们主要讲解文件常用的基本操作,包括:新建、复制、删除、移动文件与文件重命名、查看文件、查看文件类型、以及编辑文件。

1. 新建

新建空白文件

使用 touch 命令创建空白文件,关于 touch 命令,其主要作用是来更改已有文件的时间戳的(比如,最近访问时间,最近修改时间),但其在不加任何参数的情况下,只指定一个文件名,则可以创建一个指定文件名的空白文件(不会覆盖已有同名文件),当然你也可以同时指定该文件的时间戳,更多关于 touch 命令的用法,会在下一讲文件搜索中涉及。

创建名为 test 的空白文件,因为在其它目录没有权限,所以需要先 cd ~ 切换回 shiyanlou 用户的 Home 目录:

cd ~
touch test

新建目录

使用 mkdir(make directories)命令可以创建一个空目录,也可同时指定创建目录的权限属性。

创建名为“ mydir ”的空目录:

mkdir mydir

使用 -p 参数,同时创建父目录(如果不存在该父目录),如下我们同时创建一个多级目录(这在安装软件、配置安装路径时非常有用):

mkdir -p father/son/grandson

这里使用的路径是相对路径,代表在当前目录下生成,当然我们直接以绝对路径的方式表示也是可以的。

4-3.1-1

还有一点需要注意的是,若当前目录已经创建了一个 test 文件,再使用 mkdir test 新建同名的文件夹,系统会报错文件已存在。这符合 Linux 一切皆文件的理念。

图片描述

若当前目录存在一个 test 文件夹,则 touch 命令,则会更改该文件夹的时间戳而不是新建文件。

图片描述

2. 复制

复制文件

使用 cp 命令(copy)复制一个文件到指定目录。

将之前创建的 test 文件复制到 /home/shiyanlou/father/son/grandson 目录中:

cp test father/son/grandson

是不是很方便啊,如果在图形界面则需要先在源目录复制文件,再进到目的目录粘贴文件,而命令行操作步骤就一步到位了嘛。

复制目录

如果直接使用 cp 命令复制一个目录的话,会出现如下错误:

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要成功复制目录需要加上 -r 或者 -R 参数,表示递归复制,就是说有点“株连九族”的意思:

cd /home/shiyanlou
mkdir family
cp -r father family

3. 删除

删除文件

使用 rm(remove files or directories)命令删除一个文件:

rm test

有时候你会遇到想要删除一些为只读权限的文件,直接使用 rm 删除会显示一个提示,如下:

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你如果想忽略这提示,直接删除文件,可以使用 -f 参数强制删除:

rm -f test

删除目录

跟复制目录一样,要删除一个目录,也需要加上 -r-R 参数:

rm -r family

遇到权限不足删除不了的目录也可以和删除文件一样加上 -f 参数:

rm -rf family

4. 移动文件与文件重命名

移动文件

使用 mv(move or rename files)命令移动文件(剪切)。命令格式是 mv 源目录文件 目的目录

例如将文件“ file1 ”移动到 Documents 目录:

mkdir Documents
touch file1
mv file1 Documents

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重命名文件

mv 命令除了能移动文件外,还能给文件重命名。命令格式为 mv 旧的文件名 新的文件名

例如将文件“ file1 ”重命名为“ myfile ”:

mv file1 myfile

批量重命名

要实现批量重命名,mv 命令就有点力不从心了,我们可以使用一个看起来更专业的命令 rename 来实现。不过它要用 perl 正则表达式来作为参数,关于正则表达式我们要在后面才会介绍到,这里只做演示,你只要记得这个 rename 命令可以批量重命名就好了,以后再重新学习也不会有任何问题,毕竟你已经掌握了一个更常用的 mv 命令。

rename 命令并不是内置命令,若提示无该命令可以使用 sudo apt-get install rename 命令自行安装。

cd /home/shiyanlou/

# 使用通配符批量创建 5 个文件:
touch file{1..5}.txt

# 批量将这 5 个后缀为 .txt 的文本文件重命名为以 .c 为后缀的文件:
rename 's/\.txt/\.c/' *.txt

# 批量将这 5 个文件,文件名和后缀改为大写:
rename 'y/a-z/A-Z/' *.c

图片描述

简单解释一下上面的命令,rename 是先使用第二个参数的通配符匹配所有后缀为 .txt 的文件,然后使用第一个参数提供的正则表达式将匹配的这些文件的 .txt 后缀替换为 .c,这一点在我们后面学习了 sed 命令后,相信你会更好地理解。

有的同学可能在输入时出现命令未闭合的状态,命令行会出现 quote> 开头的提示符。这是因为上述命令中的 ' 未输入完成,这时按下 ctrl+c 即可退出该模式。还有就是注意 ' 必须为英文符号(半角),若输入的是中文符号(全角)也会报错。

图片描述

5. 查看文件

使用 cattacnl 命令查看文件

前两个命令都是用来打印文件内容到标准输出(终端),其中 cat 为正序显示,tac 为倒序显示。

标准输入输出:当我们执行一个 shell 命令行时通常会自动打开三个标准文件,即标准输入文件(stdin),默认对应终端的键盘、标准输出文件(stdout)和标准错误输出文件(stderr),后两个文件都对应被重定向到终端的屏幕,以便我们能直接看到输出内容。进程将从标准输入文件中得到输入数据,将正常输出数据输出到标准输出文件,而将错误信息送到标准错误文件中。

比如我们要查看之前从 /etc 目录下拷贝来的 passwd 文件:

cd /home/shiyanlou
cp /etc/passwd passwd
cat passwd

可以加上 -n 参数显示行号:

cat -n passwd

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nl 命令,添加行号并打印,这是个比 cat -n 更专业的行号打印命令。

这里简单列举它的常用的几个参数:

-b : 指定添加行号的方式,主要有两种:
    -b a:表示无论是否为空行,同样列出行号("cat -n"就是这种方式)
    -b t:只列出非空行的编号并列出(默认为这种方式)
-n : 设置行号的样式,主要有三种:
    -n ln:在行号字段最左端显示
    -n rn:在行号字段最右边显示,且不加 0
    -n rz:在行号字段最右边显示,且加 0
-w : 行号字段占用的位数(默认为 6 位)

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你会发现使用这几个命令,默认的终端窗口大小,一屏显示不完文本的内容,得用鼠标拖动滚动条或者滑动滚轮才能继续往下翻页,要是可以直接使用键盘操作翻页就好了,那么你就可以使用下面要介绍的命令。

使用 moreless 命令分页查看文件

如果说上面的 cat 是用来快速查看一个文件的内容的,那么这个 moreless 就是天生用来"阅读"一个文件的内容的,比如说 man 手册内部就是使用的 less 来显示内容。其中 more 命令比较简单,只能向一个方向滚动,而 less 为基于 morevi (一个强大的编辑器,我们有单独的课程来让你学习)开发,功能更强大。less 的使用基本和 more 一致,具体使用请查看 man 手册,这里只介绍 more 命令的使用。

使用 more 命令打开 passwd 文件:

more passwd

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打开后默认只显示一屏内容,终端底部显示当前阅读的进度。可以使用 Enter 键向下滚动一行,使用 Space 键向下滚动一屏,按下 h 显示帮助,q 退出。

使用 headtail 命令查看文件

这两个命令,那些性子比较急的人应该会喜欢,因为它们一个是只查看文件的头几行(默认为 10 行,不足 10 行则显示全部)和尾几行。还是拿 passwd 文件举例,比如当我们想要查看最近新增加的用户,那么我们可以查看这个 /etc/passwd 文件,不过我们前面也看到了,这个文件里面一大堆乱糟糟的东西,看起来实在费神啊。因为系统新增加一个用户,会将用户的信息添加到 passwd 文件的最后,那么这时候我们就可以使用 tail 命令了:

tail /etc/passwd

甚至更直接的只看一行, 加上 -n 参数,后面紧跟行数:

tail -n 1 /etc/passwd

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关于 tail 命令,不得不提的还有它一个很牛的参数 -f,这个参数可以实现不停地读取某个文件的内容并显示。这可以让我们动态查看日志,达到实时监视的目的。不过我不会在这门基础课程中介绍它的更多细节,感兴趣的用户可以自己去了解。

6. 查看文件类型

我们可以使用 file 命令查看文件的类型:

file /bin/ls

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说明这是一个可执行文件,运行在 64 位平台,并使用了动态链接文件(共享库)。

与 Windows 不同的是,如果你新建了一个 shiyanlou.txt 文件,Windows 会自动把它识别为文本文件,而 file 命令会识别为一个空文件。这个前面我提到过,在 Linux 中文件的类型不是根据文件后缀来判断的。当你在文件里输入内容后才会显示文件类型。

图片描述

7. 编辑文件

在 Linux 下面编辑文件通常我们会直接使用专门的命令行编辑器比如(emacs,vim,nano),由于涉及 Linux 上的编辑器的内容比较多,且非常重要,故我们有一门单独的基础课专门介绍这中一个编辑器 vim 。

强烈建议正在学习这门 Linux 基础课的你先在这里暂停一下,去学习 vim 编辑器的使用(至少掌握基本的操作),然后再继续本课程后面的内容,因为后面的内容会假设你已经学会了 vim 编辑器的使用。

如果你想更加快速地入门,可以直接使用 Linux 内部的 vim 学习教程,输入如下命令即可开始:

vimtutor

图片描述

四、更多

轻松一下

你是不是觉得在我们的环境中学习轻松愉快毫无压力,所以偶尔偷偷懒也是没有问题的呢?要真是这样可不太好啊,要学会给自己一点压力,严格要求自己才行。你或许会想,要是有人能监督就好了,这样能学得更快。好吧,今天就教你怎么召唤一双眼睛出来监督你:

xeyes

你可以使用如下命令将它放到后台运行:

nohup xeyes &

4-4-1

怎么关闭 xeyes 呢?我们需要使用 kill 命令来杀死这个进程。输入上面的命令后终端会输出一个 PID,这就是 xeyes 的进程号,这个进程号不是固定的,比如我这里是 20295,那么我们输入 sudo kill -9 20295 即可结束这个进程。

图片描述

轻松一下

你是不是觉得在我们的环境中学习轻松愉快毫无压力,所以偶尔偷偷懒也是没有问题的呢?要真是这样可不太好啊,要学会给自己一点压力,严格要求自己才行。你或许会想,要是有人能监督就好了,这样能学得更快。好吧,今天就教你怎么召唤一双眼睛出来监督你:

xeyes

你可以使用如下命令将它放到后台运行:

nohup xeyes &

4-4-1

怎么关闭 xeyes 呢?我们需要使用 kill 命令来杀死这个进程。输入上面的命令后终端会输出一个 PID,这就是 xeyes 的进程号,这个进程号不是固定的,比如我这里是 20295,那么我们输入 sudo kill -9 20295 即可结束这个进程。

图片描述

五、作业

    1. 创建一个 homework 目录,建立名为 1.txt ~ 10.txt 文件,并删除 1.txt ~ 5.txt
    1. Linux 的日志文件在哪个目录?

实验5 环境变量与文件查找

一、实验介绍

1.1 实验内容

本节实验介绍环境变量的作用与用法,及几种搜索文件的方法。学会这些技巧可以高效地使用 Linux 。

1.2 实验知识点

  • 环境变量的设置
  • 环境变量的修改

二、环境变量

变量

要解释环境变量,得先明白变量是什么,准确的说应该是 Shell 变量,所谓变量就是计算机中用于记录一个值(不一定是数值,也可以是字符或字符串)的符号,而这些符号将用于不同的运算处理中。通常变量与值是一对一的关系,可以通过表达式读取它的值并赋值给其它变量,也可以直接指定数值赋值给任意变量。为了便于运算和处理,大部分的编程语言会区分变量的类型,用于分别记录数值、字符或者字符串等等数据类型。Shell 中的变量也基本如此,有不同类型(但不用专门指定类型名),可以参与运算,有作用域限定。

变量的作用域即变量的有效范围(比如一个函数中、一个源文件中或者全局范围),在该范围内只能有一个同名变量。一旦离开则该变量无效,如同不存在这个变量一般。

在 Shell 中如何创建一个变量,如何给变量赋值和如何读取变量的值呢?这部分内容会在 高级 bash 脚本编程指南 这门课中详细介绍,这里我简单举例说明一下:

使用 declare 命令创建一个变量名为 tmp 的变量:

declare tmp

其实也可以不用 declare 预声明一个变量,直接即用即创建,这里只是告诉你 declare 的作用,这在创建其它指定类型的变量(如数组)时会用到。

使用 = 号赋值运算符,将变量 tmp 赋值为 shiyanlou。注意,与其他语言不同的是, Shell 中的赋值操作,= 两边不可以输入空格,否则会报错。

# 正确的赋值
tmp=shiyanlou

# 错误的赋值
tmp = shiyanlou

读取变量的值,使用 echo 命令和 $ 符号($ 符号用于表示引用一个变量的值,初学者经常忘记输入):

echo $tmp

此处输入图片的描述

注意:并不是任何形式的变量名都是可用的,变量名只能是英文字母、数字或者下划线,且不能以数字作为开头。

1. 环境变量

简单理解了变量的概念,就很容易理解环境变量了。环境变量的作用域比自定义变量的要大,如 Shell 的环境变量作用于自身和它的子进程。在所有的 UNIX 和类 UNIX 系统中,每个进程都有其各自的环境变量设置,且默认情况下,当一个进程被创建时,除了创建过程中明确指定的话,它将继承其父进程的绝大部分环境设置。Shell 程序也作为一个进程运行在操作系统之上,而我们在 Shell 中运行的大部分命令都将以 Shell 的子进程的方式运行。

1

通常我们会涉及到的变量类型有三种:

  • 当前 Shell 进程私有用户自定义变量,如上面我们创建的 tmp 变量,只在当前 Shell 中有效。
  • Shell 本身内建的变量。
  • 从自定义变量导出的环境变量。

也有三个与上述三种环境变量相关的命令:setenvexport。这三个命令很相似,都是用于打印环境变量信息,区别在于涉及的变量范围不同。详见下表:

命 令 说 明
set 显示当前 Shell 所有变量,包括其内建环境变量(与 Shell 外观等相关),用户自定义变量及导出的环境变量。
env 显示与当前用户相关的环境变量,还可以让命令在指定环境中运行。
export 显示从 Shell 中导出成环境变量的变量,也能通过它将自定义变量导出为环境变量。

1

你可以更直观的使用 vimdiff 工具比较一下它们之间的差别:

temp=shiyanlou
export temp_env=shiyanlou
env|sort>env.txt
export|sort>export.txt
set|sort>set.txt

上述操作将命令输出通过管道 | 使用 sort 命令排序,再重定向到对象文本文件中。管道的概念后面我们会学到,现在你知道这是什么意思就行了。

vimdiff env.txt export.txt set.txt

使用 vimdiff 工具比较导出的几个文件的内容,退出 vimdiff 需要按下 Esc 后输入 :q 即可退出。

1

关于哪些变量是环境变量,可以简单地理解成在当前进程的子进程有效则为环境变量,否则不是(有些人也将所有变量统称为环境变量,只是以全局环境变量和局部环境变量进行区分,我们只要理解它们的实质区别即可)。我们这里用 export 命令来体会一下,先在 Shell 中设置一个变量 temp=shiyanlou,然后再新创建一个子 Shell 查看 temp 变量的值:

此处输入图片的描述

注意:为了与普通变量区分,通常我们习惯将环境变量名设为大写。

永久生效

但是问题来了,当你关机后,或者关闭当前的 shell 之后,环境变量就没了啊。怎么才能让环境变量永久生效呢?

按变量的生存周期来划分,Linux 变量可分为两类:

  1. 永久的:需要修改配置文件,变量永久生效;
  2. 临时的:使用 export 命令行声明即可,变量在关闭 shell 时失效。

这里介绍两个重要文件 /etc/bashrc(有的 Linux 没有这个文件) 和 /etc/profile ,它们分别存放的是 shell 变量和环境变量。还有要注意区别的是每个用户目录下的一个隐藏文件:

# .profile 可以用 ls -a 查看
cd /home/shiyanlou
ls -a

图片描述

这个 .profile 只对当前用户永久生效。因为它保存在当前用户的 Home 目录下,当切换用户时,工作目录可能一并被切换到对应的目录中,这个文件就无法生效。而写在 /etc/profile 里面的是对所有用户永久生效,所以如果想要添加一个永久生效的环境变量,只需要打开 /etc/profile,在最后加上你想添加的环境变量就好啦。

在最后一行添加环境变量后,需使用source使环境变量生效

image-20220401225922334

2. 命令的查找路径与顺序

你可能很早之前就有疑问,我们在 Shell 中输入一个命令,Shell 是怎么知道去哪找到这个命令然后执行的呢?这是通过环境变量 PATH 来进行搜索的,熟悉 Windows 的用户可能知道 Windows 中的也是有这么一个 PATH 环境变量。这个 PATH 里面就保存了 Shell 中执行的命令的搜索路径。

查看 PATH 环境变量的内容:

echo $PATH

默认情况下你会看到如下输出:

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games

如果你还记得 Linux 目录结构那一节的内容,你就应该知道上面这些目录下放的是哪一类文件了。通常这一类目录下放的都是可执行文件,当我们在 Shell 中执行一个命令时,系统就会按照 PATH 中设定的路径按照顺序依次到目录中去查找,如果存在同名的命令,则执行先找到的那个。

下面我们将练习创建一个最简单的可执行 Shell 脚本和一个使用 C 语言创建的“ hello world ”程序,如果这两部分内容你之前没有学习过,那么你可以进行一个入门学习:

创建一个 Shell 脚本文件,你可以使用 gedit,vim,sublime 等工具编辑。如果你是直接复制的话,建议使用 gedit 或者 sublime,否则可能导致代码缩进混乱。

cd /home/shiyanlou
touch hello_shell.sh
gedit hello_shell.sh

在脚本中添加如下内容,保存并退出。

注意不要省掉第一行,这不是注释,有用户反映有语法错误,就是因为没有了第一行。

#!/bin/bash

for ((i=0; i<10; i++));do
    echo "hello shell"
done

exit 0

为文件添加可执行权限,否则执行会报错没有权限:

chmod 755 hello_shell.sh

执行脚本:

cd /home/shiyanlou
./hello_shell.sh

创建一个 C 语言 hello world 程序:

cd /home/shiyanlou
gedit hello_world.c

输入如下内容,同样不能省略第一行。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello world!\n");
    return 0;
}

保存后使用 gcc 生成可执行文件:

gcc -o hello_world hello_world.c

gcc 生成二进制文件默认具有可执行权限,不需要修改。

/home/shiyanlou 家目录创建一个 mybin 目录,并将上述 hello_shell.shhello_world 文件移动到其中:

cd /home/shiyanlou
mkdir mybin
mv hello_shell.sh hello_world mybin/

现在你可以在 mybin 目录中分别运行你刚刚创建的两个程序:

cd mybin
./hello_shell.sh
./hello_world

此处输入图片的描述

回到上一级目录,也就是 shiyanlou 家目录,当再想运行那两个程序时,会发现提示命令找不到,除非加上命令的完整路径,但那样很不方便,如何做到像使用系统命令一样执行自己创建的脚本文件或者程序呢?那就要将命令所在路径添加到 PATH 环境变量了。

3. 添加自定义路径到“ PATH ”环境变量

在前面我们应该注意到 PATH 里面的路径是以 : 作为分割符的,所以我们可以这样添加自定义路径:

PATH=$PATH:/home/shiyanlou/mybin

注意这里一定要使用绝对路径。

现在你就可以在任意目录执行那两个命令了(注意需要去掉前面的 ./)。你可能会意识到这样还并没有很好的解决问题,因为我给 PATH 环境变量追加了一个路径,它也只是在当前 Shell 有效,我一旦退出终端,再打开就会发现又失效了。有没有方法让添加的环境变量全局有效?或者每次启动 Shell 时自动执行上面添加自定义路径到 PATH 的命令?下面我们就来说说后一种方式——让它自动执行。

在每个用户的 home 目录中有一个 Shell 每次启动时会默认执行一个配置脚本,以初始化环境,包括添加一些用户自定义环境变量等等。实验楼的环境使用的 Shell 是 zsh,它的配置文件是 .zshrc,相应的如果使用的 Shell 是 Bash,则配置文件为 .bashrc。它们在 etc 下还都有一个或多个全局的配置文件,不过我们一般只修改用户目录下的配置文件。Shell 的种类有很多,可以使用 cat /etc/shells 命令查看当前系统已安装的 Shell。

图片描述

我们可以简单地使用下面命令直接添加内容到 .zshrc 中:

echo "PATH=$PATH:/home/shiyanlou/mybin" >> .zshrc

上述命令中 >> 表示将标准输出以追加的方式重定向到一个文件中,注意前面用到的 > 是以覆盖的方式重定向到一个文件中,使用的时候一定要注意分辨。在指定文件不存在的情况下都会创建新的文件。

4. 修改和删除已有变量

变量修改

变量的修改有以下几种方式:

变量设置方式 说明
${变量名#匹配字串} 从头向后开始匹配,删除符合匹配字串的最短数据
${变量名##匹配字串} 从头向后开始匹配,删除符合匹配字串的最长数据
${变量名%匹配字串} 从尾向前开始匹配,删除符合匹配字串的最短数据
${变量名%%匹配字串} 从尾向前开始匹配,删除符合匹配字串的最长数据
${变量名/旧的字串/新的字串} 将符合旧字串的第一个字串替换为新的字串
${变量名//旧的字串/新的字串} 将符合旧字串的全部字串替换为新的字串

比如我们可以修改前面添加到 PATH 的环境变量,将添加的 mybin 目录从环境变量里删除。为了避免操作失误导致命令找不到,我们先将 PATH 赋值给一个新的自定义变量 mypath:

mypath=$PATH
echo $mypath
mypath=${mypath%/home/shiyanlou/mybin}
# 或使用通配符 * 表示任意多个任意字符
mypath=${mypath%*/mybin}

可以看到路径已经不存在了。

图片描述

变量删除

可以使用 unset 命令删除一个环境变量:

unset mypath

图片描述

5. 如何让环境变量立即生效

前面我们在 Shell 中修改了一个配置脚本文件之后(比如 zsh 的配置文件 home 目录下的 .zshrc),每次都要退出终端重新打开甚至重启主机之后其才能生效,很是麻烦,我们可以使用 source 命令来让其立即生效,如:

cd /home/shiyanlou
source .zshrc

source 命令还有一个别名就是 .,上面的命令如果替换成 . 的方式就该是:

. ./.zshrc

图片描述

在使用 . 的时候,需要注意与表示当前路径的那个点区分开。

注意第一个点后面有一个空格,而且后面的文件必须指定完整的绝对或相对路径名,source 则不需要。

三、搜索文件

与搜索相关的命令常用的有 whereiswhichfindlocate

  • whereis 简单快速
whereis who
whereis find

此处输入图片的描述

你会看到 whereis find 找到了三个路径,两个可执行文件路径和一个 man 在线帮助文件所在路径,这个搜索很快,因为它并没有从硬盘中依次查找,而是直接从数据库中查询。

whereis 只能搜索二进制文件(-b),man 帮助文件(-m)和源代码文件(-s)。如果想要获得更全面的搜索结果可以使用 locate 命令。

  • locate 快而全

使用 locate 命令查找文件也不会遍历硬盘,它通过查询 /var/lib/mlocate/mlocate.db 数据库来检索信息。不过这个数据库也不是实时更新的,系统会使用定时任务每天自动执行 updatedb 命令来更新数据库。所以有时候你刚添加的文件,它可能会找不到,需要手动执行一次 updatedb 命令(在我们的环境中必须先执行一次该命令)。注意这个命令也不是内置的命令,在部分环境中需要手动安装,然后执行更新。

sudo apt-get update
sudo apt-get install locate
sudo updatedb

它可以用来查找指定目录下的不同文件类型,如查找 /etc 下所有以 sh 开头的文件:

locate /etc/sh

注意,它不只是在 /etc 目录下查找,还会自动递归子目录进行查找。

图片描述

查找 /usr/share/ 下所有 jpg 文件:

locate /usr/share/*.jpg

图片描述

环境里使用 zsh,在 ~/.zshrc 文件里添加了 setopt nonomatch 配置,这样就不会自动处理和修复命令,因此可以不使用 \ 转义。如果其他环境中执行该命令提示 zsh: no matches found: /usr/share/*.jpg,则可以在 .zshrc 中添加上述配置,或者使用 \ 转义。

image-20220402153755164

可以看到使用了转义符,*才不会Shell被解释成通配符,结果才是我们想要的

图片描述

如果想只统计数目可以加上 -c 参数,-i 参数可以忽略大小写进行查找,whereis-b-m-s 同样可以使用。

  • which 小而精

which 本身是 Shell 内建的一个命令,我们通常使用 which 来确定是否安装了某个指定的程序,因为它只从 PATH 环境变量指定的路径中去搜索命令并且返回第一个搜索到的结果。也就是说,我们可以看到某个系统命令是否存在以及执行的到底是哪一个地方的命令。

which man
which nginx
which ping

图片描述

  • find 精而细

find 应该是这几个命令中最强大的了,它不但可以通过文件类型、文件名进行查找而且可以根据文件的属性(如文件的时间戳,文件的权限等)进行搜索。find 命令强大到,要把它讲明白至少需要单独好几节课程才行,我们这里只介绍一些常用的内容。

这条命令表示去 /etc/ 目录下面 ,搜索名字叫做 interfaces 的文件或者目录。这是 find 命令最常见的格式,千万记住 find 的第一个参数是要搜索的地方。命令前面加上 sudo 是因为 shiyanlou 只是普通用户,对 /etc 目录下的很多文件都没有访问的权限,如果是 root 用户则不用使用。

sudo find /etc/ -name interfaces

图片描述

注意 find 命令的路径是作为第一个参数的, 基本命令格式为 find [path][option] [action] 。

与时间相关的命令参数:

参数 说明
-atime 最后访问时间
-ctime 最后修改文件内容的时间
-mtime 最后修改文件属性的时间

下面以 -mtime 参数举例:

  • -mtime n:n 为数字,表示为在 n 天之前的“一天之内”修改过的文件
  • -mtime +n:列出在 n 天之前(不包含 n 天本身)被修改过的文件
  • -mtime -n:列出在 n 天之内(包含 n 天本身)被修改过的文件
  • -newer file:file 为一个已存在的文件,列出比 file 还要新的文件名

1

列出 home 目录中,当天(24 小时之内)有改动的文件:

find ~ -mtime 0

图片描述

列出用户家目录下比 /etc 目录新的文件:

find ~ -newer /etc

图片描述

四、更多

轻松一下

《黑客帝国》电影里满屏幕代码的“数字雨”,在 Linux 里面你也可以轻松实现这样的效果,你只需要一个命令 cmatrix

需要先安装,因为 Ubuntu 没有预装:

sudo apt-get update
sudo apt-get install cmatrix

装好之后先不要急着执行,为了看到更好的效果,我们需要先修改终端的主题配色,在终端上面菜单栏中找到[首选项]修改,修改颜色预设为黑底绿字。

图片描述

然后输入 cmatrix 开始运行。

此处输入图片的描述

按下 F11 可以全屏显示。

还可以改变代码的颜色:

cmatrix -C red

图片描述

来看看在MobaXterm的效果:

image-20220402154817812

image-20220402155031173

五、作业

  • 寻找文件

找出 /etc/ 目录下的所有以 .list 结尾的文件。

image-20220402155539076

这里使用locate命令,find我不会用

挑战1 寻找文件

挑战:寻找文件

介绍

有一个非常重要的文件(sources.list)但是你忘了它在哪了,你依稀记得它在 /etc/ 目录下,现在要你把这个文件找出来,然后设置成自己(shiyanlou 用户)可以访问,但是其他用户并不能访问。

目标

  1. 找到 sources.list 文件
  2. 把文件所有者改为自己(shiyanlou)
  3. 把权限修改为仅仅只有自己可读可写

提示语

  • find
  • chmod
  • chown
  • sudo

注意:如果是实验楼的海外用户,由于环境差异可能会找到两个 sources.list 文件,不需要修改 shiyanlou 目录下的 sources.list,因为这个文件是从实验环境外部挂载到环境中的,是无法修改的。

参考答案

注意:请务必自己独立思考解决问题之后再对照参考答案,一开始直接看参考答案收获不大。

参考答案
sudo find /etc -name sources.list
sudo chown shiyanlou /etc/apt/sources.list
sudo chmod 600 /etc/apt/sources.list

实验6 文件打包与解压缩

一、实验介绍

1.1 实验内容

介绍 Linux 上常用的压缩/解压工具,主要讲解 zip,tar 的使用。

1.2 知识点

  • zip 命令
  • tar 命令
  • 压缩与解压常用组合

二、概念讲解

在讲 Linux 上的压缩工具之前,有必要先了解一下常见常用的压缩包文件格式。在 Windows 上最常见的不外乎这两种 *.zip*.7z 后缀的压缩文件。而在 Linux 上面常见的格式除了以上两种外,还有 .rar*.gz*.xz*.bz2*.tar*.tar.gz*.tar.xz*.tar.bz2,简单介绍如下:

文件后缀名 说明
*.zip zip 程序打包压缩的文件
*.rar rar 程序压缩的文件
*.7z 7zip 程序压缩的文件
*.tar tar 程序打包,未压缩的文件
*.gz gzip 程序(GNU zip)压缩的文件
*.xz xz 程序压缩的文件
*.bz2 bzip2 程序压缩的文件
*.tar.gz tar 打包,gzip 程序压缩的文件
*.tar.xz tar 打包,xz 程序压缩的文件
*tar.bz2 tar 打包,bzip2 程序压缩的文件
*.tar.7z tar 打包,7z 程序压缩的文件

讲了这么多种压缩文件,这么多个命令,不过我们一般只需要掌握几个命令即可,包括 ziptar。下面会依次介绍这几个命令及对应的解压命令。

三、实战

本小节主要讲解使用 zip、tar 对文件进行打包压缩以及解压缩的具体命令行的使用。

3.1 zip 压缩打包程序

  • 使用 zip 打包文件夹,注意输入完整的参数和路径:
cd /home/shiyanlou
zip -r -q -o shiyanlou.zip /home/shiyanlou/Desktop
du -h shiyanlou.zip
file shiyanlou.zip

上面命令将目录 /home/shiyanlou/Desktop 打包成一个文件,并查看了打包后文件的大小和类型。第一行命令中,-r 参数表示递归打包包含子目录的全部内容,-q 参数表示为安静模式,即不向屏幕输出信息,-o,表示输出文件,需在其后紧跟打包输出文件名。后面使用 du 命令查看打包后文件的大小(后面会具体说明该命令)。

  • 设置压缩级别为 9 和 1(9 最大,1 最小),重新打包:
zip -r -9 -q -o shiyanlou_9.zip /home/shiyanlou/Desktop -x ~/*.zip
zip -r -1 -q -o shiyanlou_1.zip /home/shiyanlou/Desktop -x ~/*.zip

这里添加了一个参数用于设置压缩级别 -[1-9],1 表示最快压缩但体积大,9 表示体积最小但耗时最久。最后那个 -x 是为了排除我们上一次创建的 zip 文件,否则又会被打包进这一次的压缩文件中,注意:这里只能使用绝对路径,否则不起作用

我们再用 du 命令分别查看默认压缩级别、最低、最高压缩级别及未压缩的文件的大小:

du -h -d 0 *.zip ~ | sort

通过 man 手册可知:

  • -h, --human-readable(顾名思义,你可以试试不加的情况)
  • -d, --max-depth(所查看文件的深度)

图片描述

这样一目了然,理论上来说默认压缩级别应该是最高的,但是由于文件不大,这里的差异不明显(几乎看不出差别),不过你在环境中操作之后看到的压缩文件大小可能跟图上的有些不同,因为系统在使用过程中,会随时生成一些缓存文件在当前用户的家目录中,这对于我们学习命令使用来说,是无关紧要的,可以忽略这些不同。

  • 创建加密 zip 包

使用 -e 参数可以创建加密压缩包:

zip -r -e -o shiyanlou_encryption.zip /home/shiyanlou/Desktop

注意: 关于 zip 命令,因为 Windows 系统与 Linux/Unix 在文本文件格式上的一些兼容问题,比如换行符(为不可见字符),在 Windows 为 CR+LF(Carriage-Return+Line-Feed:回车加换行),而在 Linux/Unix 上为 LF(换行),所以如果在不加处理的情况下,在 Linux 上编辑的文本,在 Windows 系统上打开可能看起来是没有换行的。如果你想让你在 Linux 创建的 zip 压缩文件在 Windows 上解压后没有任何问题,那么你还需要对命令做一些修改:

zip -r -l -o shiyanlou.zip /home/shiyanlou/Desktop

需要加上 -l 参数将 LF 转换为 CR+LF 来达到以上目的。

3.2 使用 unzip 命令解压缩 zip 文件

shiyanlou.zip 解压到当前目录:

unzip shiyanlou.zip

使用安静模式,将文件解压到指定目录:

unzip -q shiyanlou.zip -d ziptest

上述指定目录不存在,将会自动创建。如果你不想解压只想查看压缩包的内容你可以使用 -l 参数:

unzip -l shiyanlou.zip

注意: 使用 unzip 解压文件时我们同样应该注意兼容问题,不过这里我们关心的不再是上面的问题,而是中文编码的问题,通常 Windows 系统上面创建的压缩文件,如果有有包含中文的文档或以中文作为文件名的文件时默认会采用 GBK 或其它编码,而 Linux 上面默认使用的是 UTF-8 编码,如果不加任何处理,直接解压的话可能会出现中文乱码的问题(有时候它会自动帮你处理),为了解决这个问题,我们可以在解压时指定编码类型。

使用 -O(英文字母,大写 o)参数指定编码类型:

unzip -O GBK 中文压缩文件.zip

3.3 tar 打包工具

在 Linux 上面更常用的是 tar 工具,tar 原本只是一个打包工具,只是同时还是实现了对 7z、gzip、xz、bzip2 等工具的支持,这些压缩工具本身只能实现对文件或目录(单独压缩目录中的文件)的压缩,没有实现对文件的打包压缩,所以我们也无需再单独去学习其他几个工具,tar 的解压和压缩都是同一个命令,只需参数不同,使用比较方便。

下面先掌握 tar 命令一些基本的使用方式,即不进行压缩只是进行打包(创建归档文件)和解包的操作。

  • 创建一个 tar 包:
cd /home/shiyanlou
tar -P -cf shiyanlou.tar /home/shiyanlou/Desktop

上面命令中,-P 保留绝对路径符,-c 表示创建一个 tar 包文件,-f 用于指定创建的文件名,注意文件名必须紧跟在 -f 参数之后,比如不能写成 tar -fc shiyanlou.tar,可以写成 tar -f shiyanlou.tar -c ~。你还可以加上 -v 参数以可视的的方式输出打包的文件。

  • 解包一个文件(-x 参数)到指定路径的已存在目录(-C 参数):
mkdir tardir
tar -xf shiyanlou.tar -C tardir
  • 只查看不解包文件 -t 参数:
tar -tf shiyanlou.tar
  • 保留文件属性和跟随链接(符号链接或软链接),有时候我们使用 tar 备份文件当你在其他主机还原时希望保留文件的属性(-p 参数)和备份链接指向的源文件而不是链接本身(-h 参数):
tar -cphf etc.tar /etc

对于创建不同的压缩格式的文件,对于 tar 来说是相当简单的,需要的只是换一个参数,这里我们就以使用 gzip 工具创建 *.tar.gz 文件为例来说明。

  • 我们只需要在创建 tar 文件的基础上添加 -z 参数,使用 gzip 来压缩文件:
tar -czf shiyanlou.tar.gz /home/shiyanlou/Desktop
  • 解压 *.tar.gz 文件:
tar -xzf shiyanlou.tar.gz

此处输入图片的描述

现在我们要使用其它的压缩工具创建或解压相应文件只需要更改一个参数即可:

压缩文件格式 参数
*.tar.gz -z
*.tar.xz -J
*tar.bz2 -j

tar 命令的参数很多,不过常用的就是上述这些,需要了解更多你可以查看 man 手册获取帮助。

四、总结

说了这么多,其实平常使用的参数并没有那么复杂,只需要记住常用的组合就可以了。 常用命令:

  • zip:
  • 打包 :zip something.zip something (目录请加 -r 参数)
  • 解包:unzip something.zip
  • 指定路径:-d 参数
  • tar:
  • 打包:tar -cf something.tar something
  • 解包:tar -xf something.tar
  • 指定路径:-C 参数

下面是自己的一点总结:

zip -rqo test.zip /root/test
#-q安静模式 -o输出到文件

unzip -q test.zip -d test
#-d解压到指定目录

tar -czvf test.tar.gz /root/test
#-c创建一个tar包文件 -z使用gzip压缩 -v显示处理的文件 -f指定文件名,该参数必须在文件名之前

mkdir tardir
tar -xzvf test.tar.gz -C tardir
#-x解包一个文件 -z使用gzip压缩 -v显示处理的文件 -f指定文件名,该参数必须在文件名之前 -C指定已经存在的目录

轻松一下

天冷的时候,要是有个火炉就好了。这里有个有趣的程序:

sudo apt-get install libaa-bin
# 提示 command not found ,请自行解决
aafire

1

看看我的,它弹出了个窗口:

image-20220402202911034

五、作业

创建一个名为 test 的文件,分别用 zip 和 tar 打包成压缩包,再解压到 /home/shiyanlou 目录。