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Linux级

Linux的学习步骤

第 1 阶段:linux 环境下的基本操作命令,包括 文件操作命令(rm mkdir chmod, chown) 编辑工具使用(vi vim)linux 用户管理(useradd userdel usermod)等

第 2 阶段:linux 的各种配置(环境变量配置,网络配置,服务配置)

第 3 阶段:linux 下如何搭建对应语言的开发环境(大数据,JavaEE, Python 等) 第 4 阶段:能编写 shell 脚本,对 Linux 服务器进行维护。

第 5 阶段:能进行安全设置,防止攻击,保障服务器正常运行,能对系统调优。

第 6 阶段:深入理解 Linux 系统(对内核有研究),熟练掌握大型网站应用架构组成、并熟悉各个环节的部署和维护方法。

Linux基础

文件基本属性

Linux 系统是一种典型的多用户系统,不同的用户处于不同的地位,拥有不同的权限。

为了保护系统的安全性,Linux 系统对不同的用户访问同一文件(包括目录文件)的权限做了不同的规定。

在 Linux 中我们通常使用以下两个命令来修改文件或目录的所属用户与权限:

  • chown (change ownerp) : 修改所属用户与组。
  • chmod (change mode) : 修改用户的权限。
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[root@www /]# ls -l
total 64
dr-xr-xr-x 2 root root 4096 Dec 14 2012 bin
dr-xr-xr-x 4 root root 4096 Apr 19 2012 boot
……

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Linux的文件与目录管理

linux 的文件系统是采用级层式的树状目录结构,在此结构中的最上层是根目录“/”,然后在此目录下再创建其他的目录。

深刻理解 linux 树状文件目录是非常重要的,这里我给大家说明一下。

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[root@aliC ~]# cd /
[root@aliC /]# ls
bin code etc lib media opt root sbin sys usr
boot dev home lib64 mnt proc run srv tmp var

记住一句经典的话:在 Linux 世界里,一切皆文件。

1) linux 的目录中有且只要一个根目录 /

2) linux 的各个目录存放的内容是规划好,不用乱放文件。

3) linux 是以文件的形式管理我们的设备,因此 linux 系统,一切皆为文件。

  • 绝对路径:
    路径的写法,由根目录 / 写起,例如: /usr/share/doc 这个目录。
  • 相对路径:
    路径的写法,不是由 / 写起,例如由 /usr/share/doc 要到 /usr/share/man 底下时,可以写成: cd ../man 这就是相对路径的写法。

处理目录的常用命令

接下来我们就来看几个常见的处理目录的命令吧:

  • ls(英文全拼:list files): 列出目录及文件名
  • cd(英文全拼:change directory):切换目录
  • pwd(英文全拼:print work directory):显示目前的目录
  • mkdir(英文全拼:make directory):创建一个新的目录
  • rmdir(英文全拼:remove directory):删除一个空的目录
  • cp(英文全拼:copy file): 复制文件或目录
  • rm(英文全拼:remove): 移除文件或目录
  • mv(英文全拼:move file): 移动文件与目录,或修改文件与目录的名称

vi和vim的使用

vim

crond 任务调度

TODO

文件系统

分区与文件系统:

对分区进行格式化是为了在分区上建立文件系统。一个分区通常只能格式化为一个文件系统,但是磁盘整列等技术可以使一个分区格式化为多个文件系统。

组成:

最重要的几个组成部分

  • inode:一个文件占用一个iNode,记录文件的属性,同时记录此文件的内容的block编号;
  • block:记录文件的内容,文件太大时,会占用多个block

出此之外还包括:

  • superblock:记录文件系统的整体性喜,包括iNode和block的总量,使用量、剩余量,以及文件系统的格式与相关信息等
  • block bitmap:记录block是否被使用的位图

文件系统

对于Ext2 系统,当你要读取一个文件的内容的时候,现在inode中查找文件内容所在的所有block,然后按照顺序将所有block的内容读出来

对于FAT文件系统,他没有inode,每个block中存储着下一个block的编号。

磁盘碎片

只一个文件内容所在的block过于分散,导致磁盘磁头移动距离过大从而降低磁盘读写的性能。

block

在 Ext2 文件系统中所支持的 block 大小有 1K,2K 及 4K 三种,不同的大小限制了单个文件和文件系统的最大大小。

大小 1KB 2KB 4KB
最大单一文件 16GB 256GB 2TB
最大文件系统 2TB 8TB 16TB

一个 block 只能被一个文件所使用,未使用的部分直接浪费了。因此如果需要存储大量的小文件,那么最好选用比较小的 block。

inode

inode 具体包含以下信息:

  • 权限 (read/write/excute);
  • 拥有者与群组 (owner/group);
  • 容量;
  • 建立或状态改变的时间 (ctime);
  • 最近读取时间 (atime);
  • 最近修改时间 (mtime);
  • 定义文件特性的旗标 (flag),如 SetUID…;
  • 该文件真正内容的指向 (pointer)。

inode 具有以下特点:

  • 每个 inode 大小均固定为 128 bytes (新的 ext4 与 xfs 可设定到 256 bytes);
  • 每个文件都仅会占用一个 inode。

inode 中记录了文件内容所在的 block 编号,但是每个 block 非常小,一个大文件随便都需要几十万的 block。而一个 inode 大小有限,无法直接引用这么多 block 编号。因此引入了间接、双间接、三间接引用。间接引用让 inode 记录的引用 block 块记录引用信息。

目录

建立一个目录时,会分配一个inode与至少一个block。block记录的内容是目录下所有文件的inode编号以及文件名。

可以看到文件的inode本身不记录文件名,文件名记录在目录中,因此新增文件,删除文件,更改文件名这些操作与目录的写权限有关。

日志

如果突然断电,那么文件系统会发生错误,例如断电前只修改了 block bitmap,而还没有将数据真正写入 block 中。

ext3/ext4 文件系统引入了日志功能,可以利用日志来修复文件系统。

挂载

挂载利用目录作为文件系统的进入点,也就是说,进入目录之后就可以读取文件系统的数据。

目录配置

为了使不同 Linux 发行版本的目录结构保持一致性,Filesystem Hierarchy Standard (FHS) 规定了 Linux 的目录结构。最基础的三个目录如下:

  • / (root, 根目录)
  • /usr (unix software resource):所有系统默认软件都会安装到这个目录;
  • /var (variable):存放系统或程序运行过程中的数据文件。

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进程管理

查看进程

1.ps 查看进程

查看自己的进程

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[root@aliC ~]# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
0 S 0 168664 168663 0 80 0 - 7385 - pts/0 00:00:00 bash
0 R 0 168687 168664 0 80 0 - 11404 - pts/0 00:00:00 ps

注意:

PID进程号

PPID父进程

查看系统所有的进程ps aux

查看特定的进程ps aux | grep threadx ps -aux | grep python

以全格式显示进程

2. pstree 查看进程树

查看所有进程树

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pstree -A

进程状态

进程管理

状态 说明
R running or runnable (on run queue) 正在执行或者可执行,此时进程位于执行队列中。
D uninterruptible sleep (usually I/O) 不可中断阻塞,通常为 IO 阻塞。
S interruptible sleep (waiting for an event to complete) 可中断阻塞,此时进程正在等待某个事件完成。
Z zombie (terminated but not reaped by its parent) 僵死,进程已经终止但是尚未被其父进程获取信息。
T stopped (either by a job control signal or because it is being traced) 结束,进程既可以被作业控制信号结束,也可能是正在被追踪。

SIGCHLD

当一个子进程改变了它的状态时(停止运行,继续运行或者退出),有两件事会发生在父进程中:

  • 得到 SIGCHLD 信号;
  • waitpid() 或者 wait() 调用会返回。

其中子进程发送的 SIGCHLD 信号包含了子进程的信息,比如进程 ID、进程状态、进程使用 CPU 的时间等。

在子进程退出时,它的进程描述符不会立即释放,这是为了让父进程得到子进程信息,父进程通过 wait() 和 waitpid() 来获得一个已经退出的子进程的信息。

wait()

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pid_t wait(int *status)Copy to clipboardErrorCopied

父进程调用 wait() 会一直阻塞,直到收到一个子进程退出的 SIGCHLD 信号,之后 wait() 函数会销毁子进程并返回。

如果成功,返回被收集的子进程的进程 ID;如果调用进程没有子进程,调用就会失败,此时返回 -1,同时 errno 被置为 ECHILD。

参数 status 用来保存被收集的子进程退出时的一些状态,如果对这个子进程是如何死掉的毫不在意,只想把这个子进程消灭掉,可以设置这个参数为 NULL。

waitpid()

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pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)Copy to clipboardErrorCopied

作用和 wait() 完全相同,但是多了两个可由用户控制的参数 pid 和 options。

pid 参数指示一个子进程的 ID,表示只关心这个子进程退出的 SIGCHLD 信号。如果 pid=-1 时,那么和 wait() 作用相同,都是关心所有子进程退出的 SIGCHLD 信号。

options 参数主要有 WNOHANG 和 WUNTRACED 两个选项,WNOHANG 可以使 waitpid() 调用变成非阻塞的,也就是说它会立即返回,父进程可以继续执行其它任务。

孤儿进程

一个父进程退出,而它的一个或多个子进程还在运行,那么这些子进程将成为孤儿进程。

孤儿进程将被 init 进程(进程号为 1)所收养,并由 init 进程对它们完成状态收集工作。

由于孤儿进程会被 init 进程收养,所以孤儿进程不会对系统造成危害。

僵尸进程

一个子进程的进程描述符在子进程退出时不会释放,只有当父进程通过 wait() 或 waitpid() 获取了子进程信息后才会释放。如果子进程退出,而父进程并没有调用 wait() 或 waitpid(),那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中,这种进程称之为僵尸进程。

僵尸进程通过 ps 命令显示出来的状态为 Z(zombie)。

系统所能使用的进程号是有限的,如果产生大量僵尸进程,将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程。

要消灭系统中大量的僵尸进程,只需要将其父进程杀死,此时僵尸进程就会变成孤儿进程,从而被 init 进程所收养,这样 init 进程就会释放所有的僵尸进程所占有的资源,从而结束僵尸进程。