12、 IPython&Jupyter Notebook 的快捷键、Magic 命令以及远程服务器的调用

一、ipython 基础

1. 搜索并重用历史命令

• 直接使用上下键进行查找(效率比较低)
• 输入命令的前几个字符+上下键查找，这样就会搜索出历史命令中第一个与你输入的字符相匹配的命令了(更高效)
• Ctrl+C: 终止当前正在执行的代码
• Ctrl+L: 清屏

2. ?和 ?? 查看对象的信息

3. line magic(%) && cell magic(%%)

• 以%开头的叫做line magic, 这种类型的指令只能作用于一行代码，默认是可以不带百分号使用的。
• 以%%开头的叫做cell magic, 这种类型的指令只能作用于代码块。
  

4. 与系统命令的交互(!)

• 在ipython中可以很方便的使用linux命令，只需要在命令前加上一个！就可以了
• eg: !vim hello.txt // 在ipython 中调用 vim 命令(只适用于linux 系统中)，Windows 下得用 !type hello.txt

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二、Jupyter Notebook 中的快捷键

• 编辑模式和命令模式的切换
  
  • 要进入编辑模式，按 Enter 键
  • 要从编辑模式返回到命令模式，按 Escape 键
• 创建一个新的单元格
  
  • 命令模式 按 A 在当前单元格上方创建一个单元格
  • 命令模式 按 B 在当前单元格下方创建一个单元格
• 选择并合并多个单元格
  
  • 命令模式 按Shift + J or Shift + Down 往下选择单元格
  • 命令模式 按`Shift + M 合并下一个单元格或者多个选中的单元格
• 删除单元格
  
  • 命令模式下，连续按两次 D 可以删除单元格
• 执行单元格
  
  • 按 Shift + Enter 执行此单元格中的代码，同时跳转到下一单元格
• 显示代码行号
  
  • 命令模式下，按 L 显示代码行号
• 代码补全及函数或类等的使用方法
  
  • 编辑模式下，使用 Tab 键进行代码补全
  • 编辑模式下，使用Shift + Tab 键来查看函数或类等的使用方法的概要，连续按两次Shift + Tab 键显示全部文档，或者使用 ? + 方法/变量等
• 命令模式下， 按 H 调出 Jupyter Notebook 快捷方式列表 ；Jupyter 在顶部菜单提供了一个快捷键列表：Help > Keyboard Shortcuts
  

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三、Jupyter Notebook 中的 Magic 命令

• 代码计时
  
  • %timeit：测算某行代码的运行时间
  • %%timeit：测算整个单元格的运行时间
• 在 notebook 中嵌入图表
  
  • 在单元格开头加入代码：%matplotlib inline
• 运行 Python 代码
  
  • 使用 %run test.py 运行python代码
• 在 notebook 中进行调试
  
  • 对于 Python 内核，可以使用 Magic 命令 %pdb 开启交互式调试器
  • 出错时，你能检查当前命名空间中的变量
• 运行 Shell 命令
  
  • 在一般的 shell 命令前面加一个感叹号 !即可以在 Notebook 中轻松使用 linux 命令啦

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四、Jupyter Notebook 调用远程服务器

• 安装 linux_anaconda2-4.3.1，注：高版本的可能需要安装nb_conda，才能在浏览器中使用(conda root) conda install nb_conda
• 在自己的 home 目录下运行jupyter notebook --generate-config，创建一个配置目录~/.jupyter，里面有配置文件jupyter_notebook_config.py
• 打开 ipython 创建登陆密码

In [1]: from notebook.auth import passwd
In [2]: passwd()
Enter password:
Verify password:
Out[2]: 'sha1:67c9e60bb8b6:9ffede0825894254b2e042ea597d771089e11aed'

• 取消jupyter_notebook_config.py前面的注释，并按照下面的编辑

c.NotebookApp.open_brower = False  # 不需要在服务器上打开浏览器
c.NotebookApp.ip = '*'  # Set ip to '*' to bind on all interfaces (ips) for the public server
c.NotebookApp.password = u'your hashed password here'  # 设置登陆密码

# It is a good idea to set a known, fixed port for server access
# 注意：端口号不是任意设的，它要和路由器中的内部端口号相同
# 在本地浏览器中使用对外ip:对外服务端口(和内部端口号对应)来访问
c.NotebookApp.port = 9999

• 在 xshell 的属性中配置一下隧道，端口设为上面的 9999。在隧道中还可以添加Tensorboard 本地可视化端口等(注意，不要和其它人设置的端口冲突了)
  
  
  • 在shell中运行Jupyter notebook，使用nohup，这样即使你登出系统了，Jupyter notebook还是会持续运行，代码为：nohup jupyter notebook，然后在本地浏览器上运行localhost:9999，输入之前设置的密码即可进入jupyter notebook 环境
  • 在shell中运行下图中的命令，然后在本地浏览器上运行localhost:9999，即可进入Tensorboard
    
• 通过在终端中按两次 Ctrl + C，可以关闭整个服务器

• 关于服务端口的设置(要在路由器中设置，不是随便选的!)

  • 先给出我们实验室的路由配置(IP 什么的已经更改过了，以防泄露哈)
    

  • 假如我在jupyter notebook 中把端口号设置成了第四条中内部端口的 8801(对应外部的服务端口也是8801)，那么我在本地浏览器输入10.30.100.160：8801就可以远程访问服务器了，第一次登陆(可在移动端)需要输入密码
    

  • 当然你也可以在jupyter_notebook_config.py 中修改端口号，只需要在路由器中添加转发规则就可以了。不过，低数字端口比如22、80 等，只能在 root 用户下使用，所以你最好把端口号设高一点，比如 8803
• 优点及效果展示
  
  • 再也不用担心 ubuntu server 版不能可视化了，本地 jupyter notebook 中可以显示图像(我的理解是：它读取了远程服务器中图片的内存数据，然后调用了本地图形显示的后台来显示图像)
  • 在 jupyter notebook 中可以很方便的修改程序、实时监控程序的运行，交互式调试等等
    

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五、参考资料

1. 28 Jupyter Notebook tips, tricks and shortcuts
2. Built-in magic commands
3. Running a notebook server
4. The five-minute guide to setting up a Jupyter notebook server
5. 五分钟建立Jupyter notebook服务器