《Ubuntu Linux操作系统》读书笔记
文|Seraph
一、Ubuntu安装与基本使用
- Linux是一种起源于UNIX，以可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface, POSIX）标准为框架发展起来的开放源代码的操作系统。
- GNU是“GNU‘s Not UNIX”的递归缩写，其含义是开发出一套与UNIX相似而不是UNIX的系统。
- GNU包含以下三个协议条款：
- GNU通用公共许可证（GNU General Public License, GPL)
- GNU较宽松公共许可证（GNU Lesser General Public License, LGPL）
- GNU自由文档许可证（GNU Free Documentation License, GFDL）
1991年，Linus Torvalds按照GPL条款发布了Linux。
- Windows系列操作系统采用为内核体系结构，模块化设计，将对象分为用户模式层和内核模式层。
Linux操作系统是采用但内核模式的操作系统，内核代码结构紧凑，执行速度快。 - linux内核版本
[主版本].[次版本].[修改版本]-[附版本]
次版本表示内核类型，偶数说明稳定的产品版本，奇数说明是开发中的实验版本。 - Window系统一般磁盘从C开始分配，因为A和B表示软盘。
- 初次使用Ubuntu系统，如果要使用root用户，需要使用
sudo passwd root给root添加密码。 - 如软件安装包下载失败，可以在
软件和更新中变更软件源。
二、图形界面与命令行
- Linux图形架构
Ctrl+Alt+T打开仿真终端窗口Ctrl+Alt+Fn切换控制台界面，linux系统允许用户同时打开6个虚拟控制台（tty1～tty6）。- Shell是用户和系统交互的接口
Ubuntu默认使用的Shell程序是bash - 正则表达式
- 通配符
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| * | 表示任何字符串 |
| ? | 表示任何单个字符 |
| [] | 表示一个字符序列 |
| ! | 在[]中使用！表示排除其中任意字符 |
| ^ | 只在一行的开头匹配字符串 |
| $ | 只在行尾匹配字符串 |
- 模式表达式
模式表达式是那些包含一个或多个通配符的字符串，各模式之间以竖线（|）分开
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| * | 匹配任意多个模式 |
| + | 匹配1个或多个模式 |
| ? | 匹配模式表中任何一个模式 |
| @ | 仅匹配模式表中一个给定模式 |
| ! | 除了给定模式表中的一个模式之外，它可以匹配其他任何字符串 |
- Shell中的特殊字符
- 单引号括起来的字符串视为普通字符串
- 双引号括起来的的字符串，除$、\、单引号和双引号仍然作为特殊字符并保留其特殊功能外，其他都视为普通字符对待
- 反单引号括起来的字符串被Shell解释为命令行
- 环境变量
| 环境变量 | 含义 |
|---|---|
| PATH | 可执行命令的搜索路径 |
| HOME | 用户主目录 |
| LOGNAME | 当前用户的登录名 |
| HOSTNAME | 主机名 |
| PSI | 当前命令提示符 |
| SHELL | 用户当前的Shell |
- 一个命令行中使用多个命令，用
；隔开；
用\表示命令行持续到下一行。 - Ctral+D结束输入符
Ctrl+C强制中断
三、用户与组管理
- Ubuntu初始使用时，root没有密码的，所以不能使用
su root切换，但是可以使用sudo su root命令。 - UID，root账户的UID为0，系统账户的UID的范围为1～499，还包括65534，常规用户的UID默认从1000开始顺序编号。
- GID，root组的GID为0，系统组的GID的范围为1～499，自定义组由管理员创建，GID默认从1000开始。
- 一个用户可以同时属于多个组，其中某个组为该用户的主要组，其他组为该用户的次要组。
- Linux用户账户的其相关信息（除密码外）均存放在
/etc/passwd配置文件中
每条信息格式含义如下：
账户名:密码:UID:GID:注释:主目录:Shell
如果要禁用某个账户，可以在passwd文件中该账户记录行前加*。 - 账户密码信息保存在
/etc/shadow中，且密码都是由MD5加密后保存的。
每条密码信息格式含义如下：
账户名:密码:最近一次修改:最短有效期:最长有效期:过期前警告器:过期日期:禁用:保留用于未来扩展
日期格式从1970年1月1日到修改日期的天数。 - 组账户配置文件
/etc/group
信息格式如下：
组名:组密码:GID:组成员列表
该文件中，用户的主要组不会将该用户自己作为成员列出。 - 组密码配置文件
/etc/gshadow
信息格式如下：
组名:加密后的组密码:组管理员:组成员列表 - 安装“用户与组”管理命令
sudo apt install gnome-system-tools - 文本分析工具
awk
如下命令可以列举出passwd文件中所有用户
awk -F':' '{print $1}' /etc/passwd - 添加用户账户
useradd
用法格式：
useradd [选项] <用户名>
对于没有指定选项的情况，系统将根据/etc/default/useradd配置文件中的定义为新建用户账户提供默认值。
-D选项用于显示默认的useradd配置。
相似命令：adduser - 管理用户账户密码
passwd
用法格式：
passwd [选项] <用户名> - 修改用户账户
usermod
用法格式：
usermod [选项] <用户名> - 更该用户的个人信息
chfn
用法格式：
chfn [选项] <用户名> - 删除用户
userdel
用法格式：
userdel [-r] <用户名>
如果选择-r，则在删除该账户的同时，一并删除该账户对应的主目录和邮件目录。
相似命令：deluser - 创建组账户命令
groupadd
用法格式：
groupadd [选项] <组名>
相似命令：addgroup - 修改组账户命令
groupmod - 删除组账户命令
groupdel
相似命令：delgroup - 显示某用户所属的全部组命令
groups
如果没有指定用户，则显示当前用户。 - 向组中添加或删除用户命令
gpasswd
相似命令：adduser deluser - 查看用户信息命令
id - 查看的登录用户命令
who - 查看系统的历史登录情况命令
last
四、文件与目录管理
- 特殊目录符号
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| . 或 ./ | 当前目录 |
| … 或 …/ | 上一层目录 |
| ~ | 当前用户的主目录 |
- FHS(Filesystem Hierarchy Standard)规范
| 目录 | 存放内容 |
|---|---|
| /bin | 存放用于系统管理维护的常用实用命令文件 |
| /boot | 存放用于系统启动的内核文件和引导装载程序文件 |
| /dev | 存放设备文件 |
| /etc | 存放系统配置文件 |
| /home | 各个用户的主目录 |
| /lib | 存放动态连接共享库 |
| /media | 为光盘软盘等设备提供的默认挂载点 |
| /mnt | 为某设备提供的默认挂载点 |
| /root | root用户主目录 |
| /proc | 系统自动产生的映射文件 |
| /sbin | 存放系统管理员或者root用户使用的命令文件 |
| /usr | 存放应用程序和文件 |
| /var | 保持经常变化的内容，如系统日志、打印 |
- 文件结构：索引节点（包含文件权限/所有者/大小等信息）+数据
- 文件类型：普通文件、目录文件、设备文件、链接文件
- 目录文件：当文件添加到一个目录中时，该目录的大小会增加，当删除文件时，目录的尺寸并未减少，内核对该目录项做上特殊标记，以便下次添加一个文件时重新使用它；
- 链接文件：分为符号链接（类似Windows快捷方式）和硬链接（对原文件的建立的别名，无法区分硬链接与原文件）
- Linux将文件访问者身份分为：所有者（owner）、所属组（group）、其他用户（others）。
文件访问权限：读（read）、写（write）、执行（execute）。 ls -l执行后文件信息格式如下
rwxr-xr-x 2 liushupeng liushupeng 4096 Dec 28 2018 Videos
文件权限 链接 所有者 所属组 容量 修改日期 文件名
第一列的文件权限含义：
字符1：文件类型（d表示目录，-表示文件，l表示链接文件，b表示块设备文件，c表示字符设备文件）
字符2~4：所有者权限（r表示读，w表示写，x表示执行）
字符5~7：所属组权限
字符8~10：其他用户的权限- 文件权限数字表示法：r(4) w(2) x(1)
- umask命令查询默认文件访问权限掩码
五、磁盘存储管理
- MBR分区格式，一个磁盘最多4个主分区，最多16个分区（全分成逻辑分区的情况下）
- GPT分区格式，磁盘最多可以创建128个主分区
- 扩展分区下的逻辑分区从5开始命名
- Linux分区作用：比如/boot分区，单独给他挂载分区的话，当根分区出了问题，linux也依然能启动
- swap一般建议为物理内存的2~2.5倍
- 磁盘管理工具：fdisk、parted
- 创建文件系统命令：mkfs
- 查询文件系统的UUID命令：blkid
- 设置和清除文件系统的UUID命令：tune2fs
- 目录挂载命令：mount
- 查询磁盘占用情况命令：df
- 查询文件和目录的磁盘使用情况命令：du
- 磁盘分区工具：Gparted
- 备份和恢复命令：dump、restore
- 光盘刻录：cdrecord
- 镜像生成：mkisofs
六、软件包管理
-
常见的软件包格式：
RPM(RedHat Package Manager)，已成为目前Linux各发行版中应用最广泛的软件包格式，使用rpm工具来管理；
Deb(Debian packager)，是Debian和Ubuntu系列发行版本使用的软件包格式，使用dpkg命令进行管理。
使用这两种包管理都需要自己考虑软件包依赖性。 -
高级软件包管理工具：
Yum(Yellow dog Updater, Modified)是基于RPM包的软件包管理；
APT(Advanced Packaging Tools是Debian及派生发行版的软件包管理器。
使用这两种高级软件包管理器，可以自动处理依赖性关系。但如果安装过程中由于兼容问题、安装源等问题停止，则需要用户自己来解决软件依赖问题。 -
PPA(Personal Package Archive)是个人软件包档案，Ubuntu官方仓库收录的软件比较正式，版本也就相对滞后，PPA则可以第一时间体验到最新版本软件。
PPA维护网站地址launchpad.net
添加PPA源命令：add-apt-repository ppa:user/ppa-name
删除PPA源命令：add-apt-repository -r ppa:user/ppa-name
添加PPA源后记得更新软件更新列表，再安装。 -
Ubuntu的
/var/lib/apt/lists目录存放的是已经下载的各软件源的元数据；
var/lib/dpkg/states目录存放的是Ubuntu软件中心和APT安装和卸载软件的信息。
软件更新器通过比较这两个目录信息来判断是否更新。 -
apt-cache 查询软件包
apt-cache pkgnames列出当前所有可用的软件包
apt-cache search xxx搜索包含xxx名字的所有软件
apt-cache show 软件包名查看指定名称的软件包的详情
apt-cache depends 软件包名查看软件包所依赖的软件包
atp-cache rdepends 软件包名查看软件包被哪些软件包所依赖
apt-cache showpkg 软件包名查看软件包的依赖关系信息
apt-cache policy 软件包名显示软件包的安装状态和版本信息 -
apt-get 操作软件包
| 子命令 | 说明 |
|---|---|
| apt-get update | 获取最新的软件包列表，同步/etc/apt/sources.list和/etc/apt/sources.list.d中列出的源的索引 |
| apt-get upgrade | 更新当前系统中所有已安装的软件包，并同时更新这些软件包所依赖的软件包 |
| apt-get install | 下载、安装软件包并自动解决依赖关系 |
| apt-get remove | 卸载指定的软件包 |
| apt-get autoremove | 自动卸载所有未使用的软件包 |
| apt-get purge | 卸载指定的软件包及其配置文件 |
| apt-get source | 下载软件包的源代码 |
| apt-get clean | 清理已下载的软件包，实际上是清理/var/cache/apt/archives目录中的软件包 |
| apt-get autoclean | 删除已卸载的软件的软件包备份 |
- APT会将下载的Deb包缓存在硬盘上的目录
/var/cache/apt/archives下
-
升级的最新版本来源于
/etc/apt/sources.list列表中给出的安装源，另外与该文件功能相同的是/etc/apt/sources.list.d/目录下的.list文件。
sources.list文件软件源记录信息含义：
eg.deb http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse
第1个字段用于指示软件包的类型；
第2个字段定义URL，表示提供软件源的CD-ROM、HTTP或FTP服务器的URL地址；
第3个字段定义软件包的发行版本或分类，用于帮助APT命令遍历软件库。这些字段是用空格隔开的字符串，每个字符串分别对应相应的目录结构。如下：
mainCanonical支持的开源软件，大部分都是从这个分支获取的；
universe社区维护的开源软件
restricted由设备生产商专用的设备驱动软件
multiverse受版权或者法律保护的相关软件
security重要的安全更新
updates推荐的一般更新
proposed预览版的更新
backports无支持的更新，这种更新一般存在一些bug
这些信息实际上指向的是http:archive.ubuntu.com/ubuntu/下dists目录。
如要修改sources.list文件，需记得先使用cp命令备份一下文件 -
新立得界面软件包管理器(Synaptic Package Manager)安装
apt-get install synaptic -
使用
alien可以将.rpm格式转换为.deb。 -
.run与.bin下载以后，给文件添加执行软件，安装即可
chmod +x 文件名.run
通常安装目录下回提供反安装脚本uninstall，如没有则会提供维护工具，例如QT的MaintenanceTool。 -
使用源码安装比较复杂，再说。。。
七、系统高级管理
-
静态查询进程命令
ps。
常用命令ps -aux显示的部分列信息含义如下：
VSZ表示占用虚拟内存的数量
RSS表示驻留内存的数量
TTY表示进程的控制终端(?表示与控制终端没有关联)
STAT表示进程运行状态(R准备就绪 S可中断的休眠状态 D不可中断的休眠状态 T暂停执行 Z不存在但暂时无法消除 W无足够内存页面可分配 <高优先级 N低优先级 L内存页面被锁定 s创建会话的进程 1多线程进程 +前台进程组） -
动态查询进程命令
top，按空格键立即刷新。
部分列信息含义如下：
PR表示优先级
NI表示nice值(负值表示高优先级，正值表示低优先级）
VIRT表示进程使用的虚拟内存总量(单位kb)
RES表示进程使用的、未被换出的物理内存大小(单位kb)
SHR表示共享内存大小
S表示进程状态 -
进程管理
- 进程终止键 Ctrl+Z
- 结束进程命令 kill（killall）
- 设置进程优先级 nice；调整进程优先级 renice
-
系统启动
GRUB配置文件/boot/grub/grub.cfg，该文件是由grub-mkconfig命令根据/etc/grub.d中的模板和/etc/default/grub中的设置自动生成的。
所以我们编辑/etc/default/grub后，输入update-grub命令后修改内容便会自动更新至/boot/grub/grub.cfg文件中。 -
Ubuntu运行级别
Linux标准的运行级别从0~6，Debian系列的Linux版本一般讲运行级别2作为默认启动的级别。
Ubuntu与Redhat的运行级别如下：
| 级别 | Ubuntu | Redhat |
|---|---|---|
| 0 | 关机(halt) | 关机 |
| 1 | 单用户模式。以root身份开启一个虚拟控制台，主要用于管理员维护系统 | 同Ubuntu |
| 2 | 带显示器(GUI)的完整多用户模式 | 多用户模式，不支持NFS。除不启动网络功能外，级别与3相同 |
| 3 | 带显示器(GUI)的完整多用户模式 | 完整多用户模式。允许所有用户登录，拥有完整的功能，但是以文本模式进入系统 |
| 4 | 带显示器(GUI)的完整多用户模式 | 保留。用户自定义环境 |
| 5 | 带显示器(GUI)的完整多用户模式 | X11图形模式。与级别3功能一样，拥有完整功能，以图形界面模式进入系统 |
| 6 | 重启 | 重启 |
-
Ubuntu现在采用Upstart与System V initialzation启动服务。
-
Linux使用Internet网络服务文件
/etc/services来定义网络服务名和它们对应使用的端口号及协议。
Linux系统的端口范围为0~65535，分为三个不同意义的范围：
- 公认端口(端口0~1023)
- 已注册端口(端口1024~49151)，分配给用户进程或应用程序
- 动态或私有端口，又称临时端口
-
Ubuntu会将服务的启动脚本存放在
/etc/init.d目录下。
Ubuntu将各个运行级别对应的脚本文件存放在/etc/rcn.d目录中。这些目录下存放的是指向/etc/init.d目录中脚本程序的符号链接。
命名规则为：S表示启动，K表示停止，后面接的数字表示执行顺序。 -
从所有运行级别中删除指定服务的启动项
update-rc.d -f 服务名 remove
向所有运行级别中添加指定服务的启动项
update-rc.d -f 服务名 defaults -
使用Linux服务启动脚本管理服务语法：
/etc/init.d/服务启动脚本名 {start|stop|status|restart|reload|force-reload}
其中reload指不重新启动服务的前提下加载该服务的配置文件。
也可使用service命令来替代脚本的全路径。
service 服务启动脚本名 {start|stop|status|restart|reload|force-reload} -
配置服务启动状态
其它Linux发行版通常使用chkconfig工具来配置服务启动状态，Ubuntu可以使用sysv-rc-conf工具：
sysv-rc-conf --list命令将显示所有服务各个运行级别(1-6)的启动状态。sysv-rc-conf 服务名启动或关闭某项指定服务sysv-rc-conf --level <运行级别列表> 服务名设置指定运行级别中服务的启动状态
亦可以使用update-rc.d配置服务：update-rc.d [-f] 服务名 disable|enable [S|2|3|4|5]
- 自动化周期任务配置
- 使用
/etc/crontab定义系统级周期性任务 - 使用
/etc/cron.d添加指定时间计划任务 - 使用
crontab [-u 用户名] [-e|-l|-r]，该命令生成的cron调度文件位于/var/spool/cron/crontabs目录下
- 一次性任务配置at（batch类似）
at 时间参数atq查看为未执行的at任务atrm 序号删除指定的at作业
其中时间参数格式如下：HH:MM时刻MMDDYY、MM/DD/YY、MM.DD.YY日期格式- 月日年英文格式(例如：
January 15 2018) - 特定时间(
midnight表示12:00 AM、noon12:00PM、teatime4:00 PM) now + n[minutes/hours/days/weeks]从现在开始多少时间可以执行
- 系统日志管理
一些Linux版本采用的是syslog工具，日志配置文件是/etc/syslog.conf
而Ubuntu采用的是rsyslog工具，日志配置文件为/etc/rsyslog.conf，并且将所有配置文件放置/etc/rsyslog.d目录下，默认的是/etc/rsyslog.d/50-default.conf。
每天信息配置格式：
信息来源.优先级 处理方式
- 信息来源如下
| 信息来源 | 说明 | 信息来源 | 说明 |
|---|---|---|---|
| authpriv | 安全/授权 | 电子邮件系统 | |
| cron | at或cron定时执行 | news | 网络新闻系统 |
| daemon | 守护进程 | syslog | syslogd内部 |
| ftp | ftp守护进程 | user | 一般用户级别 |
| kern | 内核 | uucp | UUCP系统 |
| lpr | 打印系统 | localN | 保留 |
- 优先级
| 优先级 | 说明 | 优先级 | 说明 |
|---|---|---|---|
| debug | 调试排错信息，仅对程序开发人员有用 | err | 一般的错误信息 |
| info | 一般信息，可以忽略 | crit | 关键状态信息 |
| notice | 正常提示信息 | alert | 需特别注意的警报信息，一般要迅速更正 |
| warn | 可能是由问题的警告信息 | emerg | 最严重，紧急状况，一般是系统不可用 |
- 大部分日志文件放置在
/var/log目录心中。
八、Ubuntu桌面应用
- FileZilla
- GIMP图像处理
- Inkscape矢量图像编辑器
- Dia图表编辑器
- VLC媒体播放
- Audacity音频编辑工具
- Openshot视频编辑工具
- LibreOffice组件：Writer(文本文档 .odt)、Cacl(电子表格 .ods)、Impress(演示文稿 .odp)、Draw(绘图 .odg)、Math(公式 .odf)、Base(数据库 .odb)
九、Shell编程
- HelloWorld示例
#!/bin/bash
echo "Hello World!"
echo -n “当前日期和时间”
date
echo "当前登录用户名：`whoami`"
其中#!/bin/bash表示使用的Shell解析器是bash
echo命令用来显示提示信息，参数-n表示在显示信息时不自动换行
反引号用于命令转换，所以执行whoami命令
-
包含外部脚本文件用法
. 脚本文件名
或
source 脚本文件名 -
执行Shell脚本方式
- 给脚本文件添加执行权限后，直接运行
- 指定Shell执行
bash 脚本名称 [参数] - 重定向到Shell脚本
bash < 脚本名
- 调试Shell脚本
bash [选项] 脚本名
-v-x选项都是允许用户查看Shell程序的读入和执行，不同的是-v打印的是命令行的原始内容，而-x打印的是替换后的命令行内容。
- Shell变量类型分三种：
- 用户自定义
- 环境变量
- 内部变量，如下表
| 内部变量 | 说明 |
|---|---|
| $0 | 当前脚本的文件名 |
| $n | 传递给脚本或函数的参数。n表示第几个参数，当参数超过10时，用{}界定 |
| $# | 传递给脚本或函数的参数个数 |
| $* | 传递给脚本或函数的所有参数 |
| $@ | 传递给脚本或函数的所有参数。被双引号包含时，会将各个参数分开输出 |
| $? | 上个命令的退出状态或返回值 |
| $$ | 当前Shell进程ID |
可以使用set [参数列表]为位置参数重新赋值。
-
printf命令格式
printf 格式字符串 [参数列表...] -
echo输出显示
单引号字符串不进行转义。 -
变量值读取
read 变量
-p用于定义提示语句-n用于设置最大读取长度
- 变量替换
${var}替换为变量本来的值${var:-word}如果变量var为空或已被删除，则返回word，但不改变var的值${var:=word}如果变量var为空或已被删除，则返回word，并将var值设置为word${var:?message}如果变量var为空或已被删除，则将消息message发送至标准错误输出${var:+word}如果变量var被定义，则返回word，但不改变var的值
- 数组
- 定义
myarray=(A B C D) - 读取
${myarrsy[下标]} - 读取所有
${myarrsy[*]}或${myarrsy[@]} - 读取元素个数
${#myarrsy[@]} - 读取数组单个元素长度
${#myarrsy[n]}
- 表达式
expr 表达式- 需要计算如：
val=${5+3}或let val=5+3
- 逻辑表达式
test 逻辑表达式或[ 逻辑表达式]
- 整数关系云算法
-eq相等-ne不相等-gt大于-lt小于-ge大于等于-le小于等于
- 字符检测云算法
=检测两个字符是否相等!=检测两个字符是否不相等-z检测字符是否长度是否为0-n检测字符长度是否不为0
- 文件测试运算符
| 文件测试运算符 | 含义 |
|---|---|
| -b | 检测文件是不是块文件 |
| -c | 检测文件是不是字符设备文件 |
| -d | 检测文件是不是目录 |
| -f | 检测文件是不是普通文件 |
| -g | 检测文件是不是设置了SGID位 |
| -k | 检测文件是否设置了粘着位 |
| -p | 检测文件是不是具体管道 |
| -u | 检测文件是否设置了SUID位 |
| -r | 检测文件是否可读 |
| -w | 检测文件是否可写 |
| -x | 检测文件是否可执行 |
| -s | 检测文件是否为空 |
| -e | 检测文件或目录是否存在 |
- 布尔运算
-a与运算-o或运算!非运算
- if语句
if [ 条件表达式1 ]
then
语句序列1
elif [ 条件表达式2 ]
then
语句序列2
else
语句序列3
fi
- case语句
case 值 in
模式1)
语句序列1
;;
模式2)
语句序列2
;;
......
模式n)
语句序列n
;;
*)
其它语句序列
esac
- while语句
while 测试条件
do
语句序列
done
- until语句
until 测试条件
do
语句序列
done
- for语句
for 变量 [in 列表]
do
语句序列
done
-
break、continue语句
break [n]表示跳出几层循环。 -
exit语句
exit [n]n是设定的退出值。 -
函数定义和调用
[function] 函数名()
{
命令序列
[return 返回值]
}
直接使用函数名即能调用函数。
十、C/C++编程
- Emacs编辑器
后面两章为JAVA、Android开发和LAMP平台与PHP开发环境的搭建，暂时不需要，就不记录了。