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关于Linux命令底层那点事

2023-05-15 464
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本文涉及的产品
RDS Agent（兼容OpenClaw），2核4GB
RDS AI 助手，专业版
RDS MySQL DuckDB 分析主实例，集群系列 4核8GB
简介： 关于Linux命令底层那点事

Linux操作系统有N多系统内置的命令，用途之广，功能之强悍。但在实际工作中，用来用去的命令无非就那几十个，当对陌生的命令语法、参数不熟悉的时候，可以通过help帮助进行查看，或者进行百度、谷歌。

本篇并不打算去讲那些百度便可查到的各种命令的使用方法、技巧，因为已经烂大街的各种命令就没必要去讲了。既然都烂大街了，还讲锤子呢？干运维的朋友都知道，笔者就不说废话了。本篇讲点别的！

开篇之前，先引蛇出洞

linux命令是存在于文件系统上的一个可执行程序文件，在众多命令中，比如突然出现在笔者脑海里的sed命令，如下可以看到：

[root@mysql8db ~]# which sed
/usr/bin/sed
[root@mysql8db ~]# ls -l /usr/bin/sed
-rwxr-xr-x 1 root root 76072 Apr  1  2020 /usr/bin/sed
[root@mysql8db ~]# 
[root@mysql8db ~]# od /usr/bin/sed | less
0000000 042577 043114 000402 000001 000000 000000 000000 000000
0000020 000002 000076 000001 000000 023422 000100 000000 000000
0000040 000100 000000 000000 000000 020750 000001 000000 000000
0000060 000000 000000 000100 000070 000011 000100 000035 000034
0000100 000006 000000 000005 000000 000100 000000 000000 000000
0000120 000100 000100 000000 000000 000100 000100 000000 000000
0000140 000770 000000 000000 000000 000770 000000 000000 000000
...
...

这条蛇引的好，居然拿sed命令这条蛇先开刀了。

跳过前戏，直奔主题

在这之前先提出一个问题，sed命令的功能，它是怎么起到作用的？

简单剖析

sed命令是Linux操作系统内置、且处于用户空间的一个系统命令。一般来说，系统命令，都是使用C语言编写（Linux操作系统也都是用C语言编写的）。用C语言编写的程序代码区可以看成一个函数的集合，系统命令通过执行一个个函数完成任务。也就是说，sed命令的功能之所以能做到对文件进行各种操作，在sed命令程序代码里，是有调用某些函数的（或者说API）。

进一步剖析

sed命令（也可以说是sed命令的程序），在执行之前其实已经拥有了一个函数列表，它们存在于内核，但需要通过系统调用来完成。系统调用是什么鬼？比如用户想要请求系统打开文件、关闭文件或读写文件，比如笔者在本篇要讲的sed命令程序，它就可以通过文件系统相关的系统调用来做到。再比如，用户想要获得系统时间等，就可以通过时钟相关的系统调用来做到，系统调用是用户级程序访问内核最基本的方法。比如做C开发的程序员，在实际C语言开发中一般是不会直接进行系统调用的，而是通过一些用户编程接口（API）来调用。这些API主要是通过C库（libc）实现，在调用这些函数（API）时，函数内部实际上是在进行系统调用。

上图笔者亲自所画，终于不用特别声明侵网上的版权了。哈哈！

Linux操作系统有300多个以上的系统调用，经过笔者的不断搜索和整理，列出了Linux系统调用表，笔者参考的是下面2个连接：

希望可以做到抛砖引玉，对其有兴趣的朋友可以通过以上两个链接进行更深入的剖析。

“抄袭”的Linux系统调用表

系统调用号 函数名 入口点 源码文件
0 read sys_read fs/read_write.c
1 write sys_write fs/read_write.c
2 open sys_open fs/open.c
3 close sys_close fs/open.c
4 stat sys_newstat fs/stat.c
5 fstat sys_newfstat fs/stat.c
6 lstat sys_newlstat fs/stat.c
7 poll sys_poll fs/select.c
8 lseek sys_lseek fs/read_write.c
9 mmap sys_mmap arch/x86/kernel/sys_x86_64.c
10 mprotect sys_mprotect mm/mprotect.c
11 munmap sys_munmap mm/mmap.c
12 brk sys_brk mm/mmap.c
13 rt_sigaction sys_rt_sigaction kernel/signal.c
14 rt_sigprocmask sys_rt_sigprocmask kernel/signal.c
15 rt_sigreturn stub_rt_sigreturn arch/x86/kernel/signal.c
16 ioctl sys_ioctl fs/ioctl.c
17 pread64 sys_pread64 fs/read_write.c
18 pwrite64 sys_pwrite64 fs/read_write.c
19 readv sys_readv fs/read_write.c
20 writev sys_writev fs/read_write.c
21 access sys_access fs/open.c
22 pipe sys_pipe fs/pipe.c
23 select sys_select fs/select.c
24 sched_yield sys_sched_yield kernel/sched/core.c
25 mremap sys_mremap mm/mmap.c
26 msync sys_msync mm/msync.c
27 mincore sys_mincore mm/mincore.c
28 madvise sys_madvise mm/madvise.c
29 shmget sys_shmget ipc/shm.c
30 shmat sys_shmat ipc/shm.c
31 shmctl sys_shmctl ipc/shm.c
32 dup sys_dup fs/file.c
33 dup2 sys_dup2 fs/file.c
34 pause sys_pause kernel/signal.c
35 nanosleep sys_nanosleep kernel/hrtimer.c
36 getitimer sys_getitimer kernel/itimer.c
37 alarm sys_alarm kernel/timer.c
38 setitimer sys_setitimer kernel/itimer.c
39 getpid sys_getpid kernel/sys.c
40 sendfile sys_sendfile64 fs/read_write.c
41 socket sys_socket net/socket.c
42 connect sys_connect net/socket.c
43 accept sys_accept net/socket.c
44 sendto sys_sendto net/socket.c
45 recvfrom sys_recvfrom net/socket.c
46 sendmsg sys_sendmsg net/socket.c
47 recvmsg sys_recvmsg net/socket.c
48 shutdown sys_shutdown net/socket.c
49 bind sys_bind net/socket.c
50 listen sys_listen net/socket.c
51 getsockname sys_getsockname net/socket.c
52 getpeername sys_getpeername net/socket.c
53 socketpair sys_socketpair net/socket.c
54 setsockopt sys_setsockopt net/socket.c
55 getsockopt sys_getsockopt net/socket.c
56 clone stub_clone kernel/fork.c
57 fork stub_fork kernel/fork.c
58 vfork stub_vfork kernel/fork.c
59 execve stub_execve fs/exec.c
60 exit sys_exit kernel/exit.c
61 wait4 sys_wait4 kernel/exit.c
62 kill sys_kill kernel/signal.c
63 uname sys_newuname kernel/sys.c
64 semget sys_semget ipc/sem.c
65 semop sys_semop ipc/sem.c
66 semctl sys_semctl ipc/sem.c
67 shmdt sys_shmdt ipc/shm.c
68 msgget sys_msgget ipc/msg.c
69 msgsnd sys_msgsnd ipc/msg.c
70 msgrcv sys_msgrcv ipc/msg.c
71 msgctl sys_msgctl ipc/msg.c
72 fcntl sys_fcntl fs/fcntl.c
73 flock sys_flock fs/locks.c
74 fsync sys_fsync fs/sync.c
75 fdatasync sys_fdatasync fs/sync.c
76 truncate sys_truncate fs/open.c
77 ftruncate sys_ftruncate fs/open.c
78 getdents sys_getdents fs/readdir.c
79 getcwd sys_getcwd fs/dcache.c
80 chdir sys_chdir fs/open.c
81 fchdir sys_fchdir fs/open.c
82 rename sys_rename fs/namei.c
83 mkdir sys_mkdir fs/namei.c
84 rmdir sys_rmdir fs/namei.c
85 creat sys_creat fs/open.c
86 link sys_link fs/namei.c
87 unlink sys_unlink fs/namei.c
88 symlink sys_symlink fs/namei.c
89 readlink sys_readlink fs/stat.c
90 chmod sys_chmod fs/open.c
91 fchmod sys_fchmod fs/open.c
92 chown sys_chown fs/open.c
93 fchown sys_fchown fs/open.c
94 lchown sys_lchown fs/open.c
95 umask sys_umask kernel/sys.c
96 gettimeofday sys_gettimeofday kernel/time.c
97 getrlimit sys_getrlimit kernel/sys.c
98 getrusage sys_getrusage kernel/sys.c
99 sysinfo sys_sysinfo kernel/sys.c
100 times sys_times kernel/sys.c
101 ptrace sys_ptrace kernel/ptrace.c
102 getuid sys_getuid kernel/sys.c
103 syslog sys_syslog kernel/printk/printk.c
104 getgid sys_getgid kernel/sys.c
105 setuid sys_setuid kernel/sys.c
106 setgid sys_setgid kernel/sys.c
107 geteuid sys_geteuid kernel/sys.c
108 getegid sys_getegid kernel/sys.c
109 setpgid sys_setpgid kernel/sys.c
110 getppid sys_getppid kernel/sys.c
111 getpgrp sys_getpgrp kernel/sys.c
112 setsid sys_setsid kernel/sys.c
113 setreuid sys_setreuid kernel/sys.c
114 setregid sys_setregid kernel/sys.c
115 getgroups sys_getgroups kernel/groups.c
116 setgroups sys_setgroups kernel/groups.c
117 setresuid sys_setresuid kernel/sys.c
118 getresuid sys_getresuid kernel/sys.c
119 setresgid sys_setresgid kernel/sys.c
120 getresgid sys_getresgid kernel/sys.c
121 getpgid sys_getpgid kernel/sys.c
122 setfsuid sys_setfsuid kernel/sys.c
123 setfsgid sys_setfsgid kernel/sys.c
124 getsid sys_getsid kernel/sys.c
125 capget sys_capget kernel/capability.c
126 capset sys_capset kernel/capability.c
127 rt_sigpending sys_rt_sigpending kernel/signal.c
128 rt_sigtimedwait sys_rt_sigtimedwait kernel/signal.c
129 rt_sigqueueinfo sys_rt_sigqueueinfo kernel/signal.c
130 rt_sigsuspend sys_rt_sigsuspend kernel/signal.c
131 sigaltstack sys_sigaltstack kernel/signal.c
132 utime sys_utime fs/utimes.c
133 mknod sys_mknod fs/namei.c
134 uselib
fs/exec.c
135 personality sys_personality kernel/exec_domain.c
136 ustat sys_ustat fs/statfs.c
137 statfs sys_statfs fs/statfs.c
138 fstatfs sys_fstatfs fs/statfs.c
139 sysfs sys_sysfs fs/filesystems.c
140 getpriority sys_getpriority kernel/sys.c
141 setpriority sys_setpriority kernel/sys.c
142 sched_setparam sys_sched_setparam kernel/sched/core.c
143 sched_getparam sys_sched_getparam kernel/sched/core.c
144 sched_setscheduler sys_sched_setscheduler kernel/sched/core.c
145 sched_getscheduler sys_sched_getscheduler kernel/sched/core.c
146 sched_get_priority_max sys_sched_get_priority_max kernel/sched/core.c
147 sched_get_priority_min sys_sched_get_priority_min kernel/sched/core.c
148 sched_rr_get_interval sys_sched_rr_get_interval kernel/sched/core.c
149 mlock sys_mlock mm/mlock.c
150 munlock sys_munlock mm/mlock.c
151 mlockall sys_mlockall mm/mlock.c
152 munlockall sys_munlockall mm/mlock.c
153 vhangup sys_vhangup fs/open.c
154 modify_ldt sys_modify_ldt arch/x86/um/ldt.c
155 pivot_root sys_pivot_root fs/namespace.c
156 _sysctl sys_sysctl kernel/sysctl_binary.c
157 prctl sys_prctl kernel/sys.c
158 arch_prctl sys_arch_prctl arch/x86/um/syscalls_64.c
159 adjtimex sys_adjtimex kernel/time.c
160 setrlimit sys_setrlimit kernel/sys.c
161 chroot sys_chroot fs/open.c
162 sync sys_sync fs/sync.c
163 acct sys_acct kernel/acct.c
164 settimeofday sys_settimeofday kernel/time.c
165 mount sys_mount fs/namespace.c
166 umount2 sys_umount fs/namespace.c
167 swapon sys_swapon mm/swapfile.c
168 swapoff sys_swapoff mm/swapfile.c
169 reboot sys_reboot kernel/reboot.c
170 sethostname sys_sethostname kernel/sys.c
171 setdomainname sys_setdomainname kernel/sys.c
172 iopl stub_iopl arch/x86/kernel/ioport.c
173 ioperm sys_ioperm arch/x86/kernel/ioport.c
174 create_module
NOT IMPLEMENTED
175 init_module sys_init_module kernel/module.c
176 delete_module sys_delete_module kernel/module.c
177 get_kernel_syms
NOT IMPLEMENTED
178 query_module
NOT IMPLEMENTED
179 quotactl sys_quotactl fs/quota/quota.c
180 nfsservctl
NOT IMPLEMENTED
181 getpmsg
NOT IMPLEMENTED
182 putpmsg
NOT IMPLEMENTED
183 afs_syscall
NOT IMPLEMENTED
184 tuxcall
NOT IMPLEMENTED
185 security
NOT IMPLEMENTED
186 gettid sys_gettid kernel/sys.c
187 readahead sys_readahead mm/readahead.c
188 setxattr sys_setxattr fs/xattr.c
189 lsetxattr sys_lsetxattr fs/xattr.c
190 fsetxattr sys_fsetxattr fs/xattr.c
191 getxattr sys_getxattr fs/xattr.c
192 lgetxattr sys_lgetxattr fs/xattr.c
193 fgetxattr sys_fgetxattr fs/xattr.c
194 listxattr sys_listxattr fs/xattr.c
195 llistxattr sys_llistxattr fs/xattr.c
196 flistxattr sys_flistxattr fs/xattr.c
197 removexattr sys_removexattr fs/xattr.c
198 lremovexattr sys_lremovexattr fs/xattr.c
199 fremovexattr sys_fremovexattr fs/xattr.c
200 tkill sys_tkill kernel/signal.c
201 time sys_time kernel/time.c
202 futex sys_futex kernel/futex.c
203 sched_setaffinity sys_sched_setaffinity kernel/sched/core.c
204 sched_getaffinity sys_sched_getaffinity kernel/sched/core.c
205 set_thread_area
arch/x86/kernel/tls.c
206 io_setup sys_io_setup fs/aio.c
207 io_destroy sys_io_destroy fs/aio.c
208 io_getevents sys_io_getevents fs/aio.c
209 io_submit sys_io_submit fs/aio.c
210 io_cancel sys_io_cancel fs/aio.c
211 get_thread_area
arch/x86/kernel/tls.c
212 lookup_dcookie sys_lookup_dcookie fs/dcookies.c
213 epoll_create sys_epoll_create fs/eventpoll.c
214 epoll_ctl_old
NOT IMPLEMENTED
215 epoll_wait_old
NOT IMPLEMENTED
216 remap_file_pages sys_remap_file_pages mm/fremap.c
217 getdents64 sys_getdents64 fs/readdir.c
218 set_tid_address sys_set_tid_address kernel/fork.c
219 restart_syscall sys_restart_syscall kernel/signal.c
220 semtimedop sys_semtimedop ipc/sem.c
221 fadvise64 sys_fadvise64 mm/fadvise.c
222 timer_create sys_timer_create kernel/posix-timers.c
223 timer_settime sys_timer_settime kernel/posix-timers.c
224 timer_gettime sys_timer_gettime kernel/posix-timers.c
225 timer_getoverrun sys_timer_getoverrun kernel/posix-timers.c
226 timer_delete sys_timer_delete kernel/posix-timers.c
227 clock_settime sys_clock_settime kernel/posix-timers.c
228 clock_gettime sys_clock_gettime kernel/posix-timers.c
229 clock_getres sys_clock_getres kernel/posix-timers.c
230 clock_nanosleep sys_clock_nanosleep kernel/posix-timers.c
231 exit_group sys_exit_group kernel/exit.c
232 epoll_wait sys_epoll_wait fs/eventpoll.c
233 epoll_ctl sys_epoll_ctl fs/eventpoll.c
234 tgkill sys_tgkill kernel/signal.c
235 utimes sys_utimes fs/utimes.c
236 vserver
NOT IMPLEMENTED
237 mbind sys_mbind mm/mempolicy.c
238 set_mempolicy sys_set_mempolicy mm/mempolicy.c
239 get_mempolicy sys_get_mempolicy mm/mempolicy.c
240 mq_open sys_mq_open ipc/mqueue.c
241 mq_unlink sys_mq_unlink ipc/mqueue.c
242 mq_timedsend sys_mq_timedsend ipc/mqueue.c
243 mq_timedreceive sys_mq_timedreceive ipc/mqueue.c
244 mq_notify sys_mq_notify ipc/mqueue.c
245 mq_getsetattr sys_mq_getsetattr ipc/mqueue.c
246 kexec_load sys_kexec_load kernel/kexec.c
247 waitid sys_waitid kernel/exit.c
248 add_key sys_add_key security/keys/keyctl.c
249 request_key sys_request_key security/keys/keyctl.c
250 keyctl sys_keyctl security/keys/keyctl.c
251 ioprio_set sys_ioprio_set fs/ioprio.c
252 ioprio_get sys_ioprio_get fs/ioprio.c
253 inotify_init sys_inotify_init fs/notify/inotify/inotify_user.c
254 inotify_add_watch sys_inotify_add_watch fs/notify/inotify/inotify_user.c
255 inotify_rm_watch sys_inotify_rm_watch fs/notify/inotify/inotify_user.c
256 migrate_pages sys_migrate_pages mm/mempolicy.c
257 openat sys_openat fs/open.c
258 mkdirat sys_mkdirat fs/namei.c
259 mknodat sys_mknodat fs/namei.c
260 fchownat sys_fchownat fs/open.c
261 futimesat sys_futimesat fs/utimes.c
262 newfstatat sys_newfstatat fs/stat.c
263 unlinkat sys_unlinkat fs/namei.c
264 renameat sys_renameat fs/namei.c
265 linkat sys_linkat fs/namei.c
266 symlinkat sys_symlinkat fs/namei.c
267 readlinkat sys_readlinkat fs/stat.c
268 fchmodat sys_fchmodat fs/open.c
269 faccessat sys_faccessat fs/open.c
270 pselect6 sys_pselect6 fs/select.c
271 ppoll sys_ppoll fs/select.c
272 unshare sys_unshare kernel/fork.c
273 set_robust_list sys_set_robust_list kernel/futex.c
274 get_robust_list sys_get_robust_list kernel/futex.c
275 splice sys_splice fs/splice.c
276 tee sys_tee fs/splice.c
277 sync_file_range sys_sync_file_range fs/sync.c
278 vmsplice sys_vmsplice fs/splice.c
279 move_pages sys_move_pages mm/migrate.c
280 utimensat sys_utimensat fs/utimes.c
281 epoll_pwait sys_epoll_pwait fs/eventpoll.c
282 signalfd sys_signalfd fs/signalfd.c
283 timerfd_create sys_timerfd_create fs/timerfd.c
284 eventfd sys_eventfd fs/eventfd.c
285 fallocate sys_fallocate fs/open.c
286 timerfd_settime sys_timerfd_settime fs/timerfd.c
287 timerfd_gettime sys_timerfd_gettime fs/timerfd.c
288 accept4 sys_accept4 net/socket.c
289 signalfd4 sys_signalfd4 fs/signalfd.c
290 eventfd2 sys_eventfd2 fs/eventfd.c
291 epoll_create1 sys_epoll_create1 fs/eventpoll.c
292 dup3 sys_dup3 fs/file.c
293 pipe2 sys_pipe2 fs/pipe.c
294 inotify_init1 sys_inotify_init1 fs/notify/inotify/inotify_user.c
295 preadv sys_preadv fs/read_write.c
296 pwritev sys_pwritev fs/read_write.c
297 rt_tgsigqueueinfo sys_rt_tgsigqueueinfo kernel/signal.c
298 perf_event_open sys_perf_event_open kernel/events/core.c
299 recvmmsg sys_recvmmsg net/socket.c
300 fanotify_init sys_fanotify_init fs/notify/fanotify/fanotify_user.c
301 fanotify_mark sys_fanotify_mark fs/notify/fanotify/fanotify_user.c
302 prlimit64 sys_prlimit64 kernel/sys.c
303 name_to_handle_at sys_name_to_handle_at fs/fhandle.c
304 open_by_handle_at sys_open_by_handle_at fs/fhandle.c
305 clock_adjtime sys_clock_adjtime kernel/posix-timers.c
306 syncfs sys_syncfs fs/sync.c
307 sendmmsg sys_sendmmsg net/socket.c
308 setns sys_setns kernel/nsproxy.c
309 getcpu sys_getcpu kernel/sys.c
310 process_vm_readv sys_process_vm_readv mm/process_vm_access.c
311 process_vm_writev sys_process_vm_writev mm/process_vm_access.c
312 kcmp sys_kcmp kernel/kcmp.c
313 finit_module sys_finit_module kernel/module.c

写在最后

本篇只是拿sed命令开刀了，不仅于此，其他内置的系统命令也是一样的套路。其实，在笔者看来，各种命令的使用方法、技巧并没什么可讲，一点都不好玩。底层的实现、原理、机制才是核心，知其然也要知其所以然。这是作为技术人员所必须要追求的真理！

文章标签：
云数据库 RDS MySQL 版
云消息队列 MQ
C语言
Perl
运维
Linux
程序员
安全
API
关键词：
Linux命令
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11月前
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JSON 自然语言处理 Linux
linux命令—tree
tree是一款强大的Linux命令行工具，用于以树状结构递归展示目录和文件，直观呈现层级关系。支持多种功能，如过滤、排序、权限显示及格式化输出等。安装方法因系统而异常用场景包括：基础用法（显示当前或指定目录结构）、核心参数应用（如层级控制-L、隐藏文件显示-a、完整路径输出-f）以及进阶操作（如磁盘空间分析--du、结合grep过滤内容、生成JSON格式列表-J等）。此外，还可生成网站目录结构图并导出为HTML文件。注意事项：使用Tab键补全路径避免错误；超大目录建议限制遍历层数；脚本中推荐禁用统计信息以优化性能。更多详情可查阅手册mantree。
刘俊辉个人博客
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linux命令—tree
云流雨洄
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7月前
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存储 安全 Linux
Linux卡在emergency mode怎么办？xfs_repair 命令轻松解决
Linux虚拟机遇紧急模式？别慌！多因磁盘挂载失败。本文教你通过日志定位问题，用`xfs_repair`等工具修复文件系统，三步快速恢复。掌握查日志、修磁盘、验重启，轻松应对紧急模式，保障系统稳定运行。
云流雨洄
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蓝易云
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8月前
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Unix Linux 程序员
Linux文本搜索工具grep命令使用指南
以上就是对Linux环境下强大工具 `grep` 的基础到进阶功能介绍。它不仅能够执行简单文字查询任务还能够处理复杂文字处理任务，并且支持强大而灵活地正则表达规范来增加查询精度与效率。无论您是程序员、数据分析师还是系统管理员，在日常工作中熟练运用该命令都将极大提升您处理和分析数据效率。
蓝易云
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云流雨洄
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8月前
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缓存 监控 Linux
Linux内存问题排查命令详解
Linux服务器卡顿？可能是内存问题。掌握free、vmstat、sar三大命令，快速排查内存使用情况。free查看实时内存，vmstat诊断系统整体性能瓶颈，sar实现长期监控，三者结合，高效定位并解决内存问题。
云流雨洄
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Linux内存问题排查命令详解
盹猫
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10月前
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监控 Linux 网络安全
Linux命令大全：从入门到精通
日常使用的linux命令整理
盹猫
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蓝易云
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11月前
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Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
使用Linux系统的mount命令挂载远程服务器的文件夹。
如此一来，你就完成了一次从你的Linux发车站到远程服务器文件夹的有趣旅行。在这个技术之旅中，你既探索了新地方，也学到了如何桥接不同系统之间的距离。
蓝易云
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蓝易云
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11月前
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监控 Linux
Linux系统中使用df命令详解磁盘使用情况。
`df`命令是Linux系统管理员和用户监控和管理磁盘空间使用的重要工具。掌握它的基本使用方法和选项可以帮助在必要时分析和解决空间相关问题。简洁但功能丰富，`df`命令确保了用户可以快速有效地识别和管理文件系统的空间使用情况。
蓝易云
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