Linux入门基础认知2

Posted 2020-12-26

文件系统：按名存取文件

• 文件和目录被组织成一个单根倒置树结构

• 目录：目录并非文件夹，而是路径映射

• 文件系统从根目录开始，用“/”表示；根文件系统（rootfs）:root filesystem

• 以. 开头的文件为隐藏文件

• 文件的数据分两种：

• 元数据（metadata）：描述数据属性的数据：文件名，大小，属性，日期...例如： 人的身高体重

• 数据（data）：文件内实实在在的数据

文件系统分层结构：LSB Linux Standard Base

FHS：Filesystem Hierarchy Standard

（例：磁盘被分为A，B两个分区，一旦A被定义为根分区，B分区想要被访问到，必须与根分区上已存在的某个目录建立联系，当作B分区的入口，才可以进行访问）

文件名规则

• 文件名最多255个字节

• 包括路劲在内，文件名最长4095个字节。2^10*4=4k

• （ANSI Color文件名颜色标准）蓝色-->目录，绿色-->可执行文件，红色-->压缩文件，浅蓝色-->链接文件，紫色--> 套接字（socket)文件，灰色-->其他文件

• 标准Linux文件系统（主流文件系统如ext4,xfs），文件名称大小写敏感

文件系统结构

• /boot：引导文件存放目录，内核文件（vmlinuz），引导加载器（bootloader，grub），initramfs都存放于此目录

• /bin：存放供所有用户使用的基本命令；OS启动即使用的程序，不能关联至独立分区

• /sbin：存放管理类的基本命令；OS启动即使用的程序，不能关联至独立分区

• /lib：启动时程序依赖的基本共享库文件以及内核模块文件(/lib/modules)

• /lib64：专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置

• /etc：配置文件目录（Linux哲学，用文本文件存储配置文件）

• /home/USERNAME：普通用户家目录

• /root：管理员的家目录

• /media：便携式移动设备挂载点（例如，U盘使用时关联到media上进行访问）

• /mnt：临时文件系统挂载点

• /dev：devices的简写，所有设备文件及特殊文件存储位置

• b：block device（块设备）随机访问，例如磁盘

• c：character device（字符设备）线性访问，例如键盘

• /opt：optional（可选的）第三方应用程序安装目录

• /srv：services简写，系统上运行的服务用到的数据

• /tmp：temporary简写，临时文件位置（超过30天不使用的文件系统会自动删除）

• /usr：universal shared，read-only data 全局共享只读数据

bin: 保证系统拥有完整功能而提供的应用程序

sbin:

lib：32位使用 

lib64：只存在64位系统

include: C程序的头文件(header files)

share：结构化独立的数据，例如doc, man等

local：第三方应用程序的安装位置，3rd party：bin, sbin, lib, lib64, etc, share

• /var：variable data files（可变的数据存放）

cache：应用程序缓存数据目录

lib：应用程序状态信息数据（是data，不是库文件）

local：专用于为/usr/local下的应用程序存储可变数据；

lock: 锁文件

log: 日志目录及文件

opt: 专用于为/opt下的应用程序存储可变数据；

run: 运行中的进程相关数据,通常用于存储进程pid文件

spool: 应用程序数据池

tmp: 保存系统两次重启之间产生的临时数据

• /proc：用于输出内核与进程i西给相关的虚拟文件系统

• /sys：用于输出当前系统上硬件设备相关信息虚拟文件系统

• /selinux：security enhanced Linux，selinux相关的安全策略等信息的存储位置

绝大部分情况下，/selinux是关闭状态，其太过严格

Linux上所有应用程序4类主要组成文件

• 二进制程序（应用程序）：/bin，/sbin，/usr/bin，/usr/sbin，/usr/local/bin，/usr/local/sbin

• 库文件：/lib，/lib64 ...

• 配置文件：/etc，/etc/DIRECTORY，...

• 帮助文件：/usr/share/man，/usr/share/doc...

Linux下的文件类型（元数据上的区分）

• - ：普通文件 file

• d：目录文件 directory

• l：符号链接文件 symbolic link

• b：块设备 block device（随机访问的设备文件）

• c：字符设备 character device（线性访问对应的设备文件）

• p：管道文件 pipe，FIFO（First In，First Out）。/先进后出叫栈/

• s：套接字文件 socket

显示当前工作目录pwd

• 每个shell和系统进程都有一个当前的工作目录

• pwd：printing working directory 显示当前的工作目录

绝对路径和相对路径

• 绝对路径：

• 以 / 开始

• 完整的文件的位置路径

• 可用于任何想指定一个文件名的时候

• 相对路径：

• 不以 / 开始

• 指定相对于当前工作目录或某目录的位置

• 可以作为一个简短的形式指定一个文件名， 如 ./

基名：basename，一个文件路径最右侧文件名，

目录名：dirname，除basename以外的全部叫目录名

更改目录

cd 改变目录；（change directory）

使用绝对路经或者相对路径

切换至父目录：               cd ..

切换至当前用户主目录： cd

切换至上一个工作目录： cd -

命令ls

用法： ls [options] [files_or_dirs]

示例：

ls -a： 列出包含隐藏文件

ls -l ：显示额外的信息（metadate元数据） 、

ls -R： 递归显示所有文件，包括子目录下的子文件和子目录...(一般使用tree)

ls -ld： -d 表示显示路径自身，通常与 -l 一起使用

例： ls -a ，ls -l

共10位，第一个字母代表文件类型，rwx 3个*3组表示，属主/属组/其他用户 的使用权限

表示文件硬链接次数

表示属主和属组是谁

表示文件size,特殊文件显示为2位

表示修改时间戳（modify time/mtime）和文件名

例：ls -ld

查看文件状态

stat

文件：metadata, data

三个时间戳：

     access time：访问时间，atime，读取文件内容

     modify time: 修改时间, mtime，改变文件内容（数据）

     change time: 改变时间, ctime，元数据发生改变

（数据改了元数据一定改变，元数据变了数据未必会变）

文件名通配符，glob，globing，wildcard

• * 匹配零个或多个字符

• ? 匹配任何单个字符

• [0-9]  匹配数字范围

• [a-z]：字母（不区分大小写）

• [A-Z]：字母（不区分大小写）

• [abcd]  匹配列表中的任何的一个字符

• [^abcd] 匹配列表中的所有字符以外的字符(去反)

预定义的字符类：man 7 glob

•   [:digit:]：任意数字，相当于0-9

•   [:lower:]：任意小写字母

•   [:upper:]: 任意大写字母

•   [:alpha:]: 任意大小写字母

•   [:alnum:]：任意数字或字母

•   [:blank:]：水平空白字符

•   [:space:]：水平或垂直空白字符

•   [:punct:]：标点符号

•   [:print:]：可打印字符

•   [:cntrl:]：控制（非打印）字符

•   [:graph:]：图形字符

•   [:xdigit:]：十六进制字符

创建文件和刷新时间

touch命令：同时改3个时间戳；如果文件不存在，则创建一个空文件

  touch [OPTION]... FILE...

•   -a   仅改变 atime和ctime  至当前时间

•   -m  仅改变 mtime和ctime 至当前时间

•   -t  指定atime和mtime的时间戳 [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss]

•   -c  如果文件不存在，则不予创建

复制：cp [OPTION] 源 目标

• -i：覆盖前提示  –n:不覆盖，注意两者顺序

• -r, -R: 递归复制目录及内部的所有内容

• -a: 归档，相当于-dR --preserv=all

• -d：--no-dereference --preserv=links 不复制原文件，只复制链接名

• --preserv[=ATTR_LIST]

  mode: 权限

  ownership: 属主属组

  timestamp:

  links

  xattr

  context

  all

• -p: 等同--preserv=mode,ownership,timestamp

• -v: --verbose，详细信息

• -f: --force

• -u:--update 只复制源比目标更新文件或目标不存在的文件

• --backup=numbered 目标存在，覆盖前先备份加数字后缀

移动和重命名文件

    mv命令常用option(选项)：

  -i: 交互式

  -f: 强制

-t：源在后，目标位置在前

删除

rm [OPTION]... FILE...（只删除文件）

常用选项：

  -i: 交互式

  -f: 强制删除

  -r: 递归（想删除文件夹时使用）

         --no-preserve-root 

示例：

  rm -rf    / （删除根文件，即删除全部数据）

目录操作

tree 显示目录树

-d：只显示目录

-L level：指定显示层级数

-P pattern：只显示由指定pattern匹配到的路径

mkdir 创建目录

-p：存在于不报错，且可自动创建所需的各目录（创建已买单传的空目录

-v：显示详细信息

-m MODE：创建目录是直接指定权限

rmdir 删除空目录（很少用）

-p：递归删除空父目录（删除一脉单传的空目录）

-v：显示详细信息

rm-r 递归删除目录树（删除非空目录时使用）

PS：生产环境下在不100%明确自己在做什么的时候不要删除任何目录（可以手动建立以回收站，使用mv指令移动到回收站中）

索引节点inode（index node）

• inode（index node索引节点）表中包含文件系统所有文件列表

• 一个节点 （索引节点）是在一个表项，包含有关文件的信息（ 元数据 ），包括：

  文件类型，权限，UID，GID

  链接数（指向这个文件名路径名称个数）

  该文件的大小和不同的时间戳

  指向磁盘上文件的数据块指针

  有关文件的其他数据

ls -i 显示inode号

目录

• 文件引用是一个inode号（跨文件系统/分区，inode号不能共享）

• 人是通过文件名来引用一个文件

• 一个目录是目录下的文件名和文件inode号之间的映射

cp和inode

1. 分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目

2. 在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联

3. 拷贝数据生成新的文件

rm和inode

1. 链接数递减，从而释放inode号可以被重新使用

2. 把数据块放在空闲列表中

3. 删除目录项

rm的数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖

mv和inode

如果mv命令的目标和源在相同的文件系统，

1. 用新的文件名创建对应的目录项

2. 删除旧的目录条目对的旧的文件名

不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动

如果目标和源在一个不同的文件系统，mv相当于cp和rm 2步

硬链接和软链接（符号链接）

硬链接 ：不同的文件路径指向同一个inode

ln filename [linkname]

• 创建硬链接会增加额外的记录项来引用文件（增加inode的引用计数）

• 硬链接对应于同一文件系统同一个物理文件

• 目录不支持硬链接

• 创建硬链接时链接数增加

• 删除文件时：

• rm命令减少硬链接的次数

• 文件要存在，至少有一个链接数

• 当链接数为0时，该文件被删除

• 硬链接不能跨越驱动器或分区

符号链接/软链接 ：

ln -s filename [linkename]

（原始路径，链接路径）链接路径不指向inode，而是指向原始路径

一个符号链接指向另一个文件的路径

ls -Id 显示链接的名称和引用的文件

软链接可以对目录进行

可以跨越分区

指向另一个文件的路径;其大小为指向的了路径字符串的长度，不增加或减少目标文件inode引用计数

标准输入和输出

程序 ：指令 + 数据

读入数据：Input

输出数据：Output

打开的文件都又一个文件描述符（fd：file descriptor）

linux个程序提供3种I/O设备

input，缺省。标准输入：（STDIN） - 0 默认接受来自键盘的输入

/dev/stdin，keyboard

output，缺省。标准输出：（STDOUT）- 1 默认输出到终端窗口

/dev/stdout，terminal monitor

error，缺省。 标准错误：（STDERR）- 2 默认输出到终端

/dev/stdout，

I/O重定向：改变默认位置

把输出和错误重新向到文件

STDOUT和STDERR可以被重定向到文件

命令　操作符号　文件名

  支持的操作符号包括：

1. > 　>> 把STDOUT重定向到文件

2. 2>　2>> 把STDERR重定向到文件

3. &>　&>>  （COMMAND > /path/to/file.out 2>&1 , COMMAND >> /path/to/file.out 2>&1）把所有输出重定向到文件

> 覆盖文件，>>不覆盖文件，后面追加

标准输出和错误输出各自定向至不同位置:COMMAND > /path/to/file.out 2> /path/to/error.out

合并多个程序的STDOUT：（cal 2007；cal 2008）> all.txt

文件可以包含多种类型的数据

检查文件的类型，然后确定适当的打开命令或应用程序使用

file [options] <filename>...

管道（使用符号“|”表示）用来连接命令

  命令1 | 命令2 | 命令3 | …

将命令1的STDOUT发送给命令2的STDIN，命令2的STDOUT发送到命令3的STDIN

STDERR默认不能通过管道转发，可利用2>&1 或 |& 实现

最后一个命令会在当前shell进程的子shell进程中执行用来

组合多种工具的功能

  ls  | tr 'a-z' 'A-Z'