Linux初学者必备：全面掌握核心命令-阿里云开发者社区

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

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。
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。
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。
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。
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

使用 lsb_release -a 命令来查看详细的Ubuntu版本信息。
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

使用 uname -r 命令查看当前正在运行的内核版本。
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：

应用层：包括各种应用程序和命令，用户直接与之交互。
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。

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。
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

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。

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。

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。

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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。

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3.1.3 Shell分类

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。
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。
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。
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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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：

卸载虚拟机软件。
安装系统清理工具，如CCleaner，清理注册表。
关闭防火墙和杀毒软件。
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：

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

编辑编辑编辑编辑

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7.2.2 NAT 模式

设置步骤：

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。

进入虚拟机设置。

选择“网络适配器”。
设置模式为NAT。

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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

目录	含义
`/bin`	最常用命令的二进制文件
`/sbin`	系统管理和目录查询的二进制文件
`/boot`	内核和系统启动文件
`/opt`	非系统相关应用的安装目录
`/etc`	系统配置文件
`/dev`	设备文件
`/lib`	共享库文件
`/mnt`	文件系统的挂载点
`/proc`	进程和系统信息
`/usr`	用户相关的文件和目录

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。

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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

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

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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：

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。

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。

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。

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。

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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__

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