EasyHPC - Linux基础入门【笔记】

内容来源：超算习堂 (easyhpc.net)

01 linux常用快捷键以及帮助手册

快捷键

• Tab：命令补全，当你忘记某个命令的全称时可以只输入它的开头的一部分，然后按下 Tab 键就可以得到提示或者帮助完成。
• Ctrl + Shift + C：复制
• Ctrl + Shift + V：粘贴
• Shift + CapsLock：大小写切换
• Ctrl + c： 强行终止当前程序。
• Ctrl + d： 键盘输入结束或退出终端。
• Ctrl + s： 暂停当前程序，暂停后按下任意键恢复运行。
• Ctrl + z： 将当前程序放到后台运行，恢复到前台为命令fg。
• Ctrl + a： 将光标移至输入行头，相当于Home键。
• Ctrl + e： 将光标移至输入行末，相当于End键。
• Ctrl + k： 删除从光标所在位置到行末。
• Alt + Backspace：向前删除一个单词。
• Shift + PgUp：将终端显示向上滚动。
• Shift + PgDn：将终端显示向下滚动。

帮助手册

在 Linux 环境中，如果你对某个命令感到疑惑，可以使用man命令来获取帮助，它是Manual pages的缩写。用户可以通过执行man命令调用手册页。

你可以使用如下方式来获得某个命令的说明和使用方式的详细介绍：man

02 软件安装

apt

APT（Advanced Package Tool）是一款适用于Unix和Linux系统的安装包管理工具。它可以自动下载，配置，安装软件包，因此简化了管理软件的过程。APT由几个名字以“apt-”打头的程序组成。apt-get、apt-cache 和apt-cdrom是处理软件包的命令行工具。

既然是一个安装包管理工具，APT会在本地维护一个软件包列表，列表里会有软件依赖信息的记录，并且会定期从软件源服务器下载最新的软件包列表。当需要进行安装操作时，可以使用 apt-get 工具在本地列表中搜索相关软件信息，并根据这些信息在相关服务器下载软件安装。

1）搜索：如果想在安装前确认是否软件库有这个软件：sudo apt-cache search somesoftware结果就会显示软件的相关信息。

2）安装：安装只需要执行这样的命令即可：sudo apt-get install htop

当然它还有许多参数，例如在软件被破坏时重新安装：sudo apt-get --reinstall install htop

3）更新：软件版本也会不断的更迭，我们在安装前往往需要进行更新，例如：

更新软件源：sudo apt-get update

更新软件包：sudo apt-get upgrade需要注意的是依赖关系。

4）卸载：卸载一个软件也很简单：sudo apt-get remove htop

如果连配置文件也想一并删除：sudo apt-get purge htop

03 用户权限管理

Linux 是一个多用户的操作系统，所有用户共享一些主机的资源，但他们也分别有自己的用户空间，用于存放各自的文件。由于 Linux 的用户管理和权限机制，不同用户不可以轻易地查看、修改彼此的文件。

查看用户

whoami

输出：当前伪终端的用户名

创建用户

首先使用 adduser 命令创建用户并设置密码：sudo adduser

su，su- 与 sudo ：

• su 切换到用户 user，执行时需要输入目标用户的密码。
• sudo 以特权级别运行 cmd 命令，要求当前用户属于 sudo 组，且需要输入当前用户的密码。
• su - 切换用户，同时环境变量也会跟着改变成目标用户的环境变量。

查看用户组

groups user

输出为用户：用户组。

删除用户

sudo deluser user --remove-home

04 文件权限管理

查看文件权限

ls 命令不仅可以列出并显示当前目录的文件，还可以用来查看文件的权限。

ls -l

输出：文件类型和权限-链接数-所有者-所属用户组-文件大小-最后修改时间-文件名

这里特别解释一下文件类型和权限：第一位是指文件类型，例如 ‘d’ 表示目录，'-'表示普通文件，等等。后面的九位可以分成三组，每组三位分别表示读权限/写权限/执行权限，三组分别对应的是拥有者权限/所属用户组权限/其他用户权限。

首先，我们可以用 touch 命令创建一个新的文件，然后再进行以下测试。

变更文件所有者

sudo chown new_owner file

sudo命令在之前提到过，是权限命令。

修改文件权限

有两种方式对文件权限进行修改：

第一种方式：二进制数字表示。每个文件的三组权限对应一个“rwx”，每一位可以用 0 或 1 表示是否有权限，例如只有读和写权限的话就是“rw-” - “110”，所以"rwx"对应的二进制"111"就是十进制的7。

所以将 file 文件权限改为“rwx------”的命令是：chmod 700 file

第二种方式：加减赋值表示。假设一开始 file 文件的权限是“rwxr–r–”完成上述同样的效果，还可以：chmod go-rr file

g、o 还有 u 分别表示 group、others 和 user，+ 和 - 分别表示增加和去掉相应的权限。

05 目录及文件操作

基本目录操作

linux之“cd /“ 、“cd ~“、“cd /home“_街客#的博客-CSDN博客

在linux中，我们

• 使用 cd 命令来切换目录，
• 使用 . 表示当前目录，.. 表示上一级目录, - 表示上一次所在目录，～ 通常表示当前用户的 home 目录。
• 使用 pwd 命令可以获取当前所在路径（绝对路径）。

例如，进入上一级目录：cd ..

进入文件夹：cd 下载

进入D盘：

• 先D:，再cd 目录
• 或，直接cd /D 目录

基本文件操作

创建

文件：在这里，我们可以先简单地使用 touch 命令来创建一个新的空白文件。

例如：touch myfile

目录：使用 mkdir 命令可以创建一个新的目录。

创建名为“mydir”的空目录：mkdir mydir

复制

文件：使用 cp（copy）命令复制一个文件到指定目录。

例如：cp myfile ../../mydir

目录：在复制文件的基础上加上 -r 参数即可。

例如：cp -r dir mydir

删除

Linux系统删除文件命令 (lxlinux.net)

文件：使用 rm（remove files or directories）命令删除一个文件：rm file

目录：同样，删除目录也是需要加上 -r 参数。

移动及重命名

移动文件和对文件重命名都使用 mv 命令。

mv 源目录文件 目的目录：mv myfile mydir

注意，这里mv命令是剪切文件。

mv 旧的文件名 新的文件名：mv myfile myfile1

编辑文件

Linux系统存在许多编辑器，例如vim，emacs，nano等等。

vim编辑器功能非常强大，但随之而来的是它的学习难度并不简单。

06 搜索文件

which

which只从环境变量指定的路径中去搜索文件，所以我们常常使用which来判断是否安装了某个软件。

例如：which nano

whereis

一个比较简单的搜索命令，它直接从数据库而不是硬盘查询，而且只能搜索特定的文件。所以，它的搜索很快。

locate

在这里要先介绍"/var/lib/mlocate/mlocate.db"数据库，因为 locate 命令就是通过这个数据库查找的。这个数据库由系统每天定时维护更新，所以有时候需要手动执行 updatedb 命令来更新数据库。

例如，查找 /usr 及其子目录下所有以 a 开头的文件：locate /usr/a

find

find命令是一个功能非常强大的命令，它可以根据文件的各个属性来搜索，在此只介绍其简单的搜索。其基本命令格式为：find [path] [option] [action]

例如，在 /usr/ 目录下搜索名字为 myfile 的文件或目录：sudo find /usr/ -name myfile

07 文件解压缩

rar

rar是一种在windows常见的文件压缩格式，但是在linux下必须先安装才能使用。由于在linux中rar命令参数非常多，在此只介绍一些基本操作。

1）创建压缩文件：rar a ehpc.rar ./Desktop/这是将ehpc目录打包成ehpc.rar

2）使用 a 参数添加文件进压缩包：rar a ehpc.rar a.o

3）使用 d 参数删除文件：rar d ehpc.rar a.o

4）使用 l 参数查看文件：rar l ehpc.rar

5）解压分为两种，一种是 x 参数解压，这样会保持压缩文件的目录结构；另一种是 e 参数解压，将所有文件解压到当前目录：

unrar x ehpc.rar
unrar e ehpc.rar

zip

zip也是在windows和linux使用率比较高的文件压缩格式。

1）创建压缩包：zip -r -o ehpc.zip ./Desktop其中，-r 参数表示递归，所以上面命令是打包ehpc目录进压缩包；-o 参数表示输出到ehpc.zip压缩文件。

2）使用 -e 参数进行加密：zip -r -e -o ehpc.zip ./Desktop

需要注意的是，由于编码问题linux下和windows下的文本文件可能会不同，如果希望在linux压缩的文件在windows下正常解压，可以加上 -l 参数。

3）查看与解压

解压很简单：unzip ehpc.zip

查看只需加上 -l 参数：unzip -l ehpc.zip

tar

实际上，在linux中用得更多的是tar工具。tar 原本只是一个打包工具，没有压缩功能，需要配合其他具有压缩功能而没有打包功能的工具进行打包压缩。

1）创建一个 tar 包：tar -cf ehpc.tar ./Desktop其中，-c 参数表示创建，-f 参数表示指定文件名，必须跟在文件名之前。

可以发现这个tar包和原大小相同。

2）查看一个 tar 包：tar -tf ehpc.tar

3）解包一个 tar 包到指定目录：tar -xf ehpc.tar -C ehpcdir

上面我们说了 tar 需要配合其他工具进行压缩，其实一般只需要加一个参数就可以了。这里以gzip为例：tar -czf ehpc.tar.gz ./

解压缩：tar -xzf ehpc.tar.gz

08 管道与一些文本命令

管道是一种通信机制，它可以将前一个进程的输出作为下一个进程的输入。所以它常常用来进行进程间（也包括socket进行网络通信）的通信。不过，在这里我们首先介绍一些linux终端执行命令的知识。

&& 和 ||

当我们希望同时输入多条命令时，可能还希望对某几个命令的结果进行判断。例如，如果存在某个文件，就把它删除，如果不存在则什么也不做。而 && 和 || 就提供了这种判断的功能。

&& 表示如果前一个命令返回的状态为0（这些状态码有一套默认的规定），则执行后一个命令，否则不执行。而 || 则与之相反。

例如我们常常使用 which 命令来判断是否安装了某个命令：which rar>/dev/null && echo "Installed."

当然也可以结合使用：which rar>/dev/null && echo "Installed." || echo "Not installed"

管道

通常我们在命令行中使用匿名管道，由分隔符 | 表示，而命名管道更常出现在源代码中。

例如：ls -a | grep mysql这个命令就是先执行 ls -a 命令，然后将输出结果作为输入执行grep mysql命令，在其中查找包含mysql的文件。

下面介绍几个常用的命令，配合管道使用可以提高效率。

1） grep ：一个很常用的命令。使用者可以通过其与正则表达式配合实现很高效的查找，不过在这里先简单介绍一下。

在上面我们已经有一个使用 grep 命令的例子了，实际上我们还可以直接使用：grep -r "ehpc" ~搜索 ~ 目录下所有包含"ehpc"的文件。

2） wc ：统计并输出一个文件中行、字节等数据的数目。其中，-l 参数表示行数，-c 参数表示字节数。

结合管道使用，统计文件的个数：ls -a | wc -l

3） uniq ：在上面的统计中，我们可能会想要除去一些重复行以免影响结果，这时候我们可以使用 uniq 命令：cat words | uniq

值得注意的是，uniq只除去连续重复的的行，如果希望全文达到同样的效果我们往往会先使用 sort 命令进行排序，即：cat words | sort | uniq

当然，这些命令实际上是很复杂的，我们可以通过这些命令完成很多复杂但是有用的功能，这也是其魅力所在。在此仅作简单的介绍。

09 文本处理

sort

在之前出现过很多次的命令，顾名思义它的功能是排序。当然，它可以根据不同的标准来排序，例如：

默认为字典排序：ls -a | sort

反转排序：ls -a | sort -r

col

相信许多程序员在实际中都会遇到类似于将程序代码中的tab转空格的需要，而linux提供了tab和空格相互转换的命令 col。

在这里，-x 参数表示将 tab 转换成空格，而 -h 参数则相反。

例如：cat myFile | col -x | cat -A

tr

替换操作（删除操作也可以视为一种替换操作）也是文本处理常用的操作之一。

如果是要删除，可以使用 -d 参数：echo "Hello world!" | tr -d "el"这样会删除"Hello world!"中所有的“e”和“l”。

再例如将小写转换成大写：echo "Hello world!" | tr '[a-z]' '[A-Z]'

paste

这个命令可以简单地合并文件。

例如将数据以 ‘;’ 为分隔符合并（默认的分隔符为Tab）：paste -d ';' data1 data2 data3

10 重定向

将标准输出、标准错误等信息输出到指定文件中，就是重定向。

重定向

重定向是通过 ‘>’ 和 ‘>>’ 等操作符完成的，（当然也有’<‘和’<<’，前者是导向，后者是追加），其实将标准输出看作一个文件的话，将命令输出导向到另一个文件自然也是没问题的。

例如：echo “Hello world!” > output

结合管道：cat words | sort | uniq >> output

文件描述符

除了标准输出，我们还经常需要重定向标准错误，在此就必须提到标准输入、标准输出和标准错误的文件描述符。在linux中，它们的文件描述符分别是0、1、2，我们可以通过这几个描述符来完成我们想要的操作。

我们可以这样来将标准输出和标准错误重定向到同一个文件：cat words | sort | uniq > output 2>&1其中，&表示后面的是标准输出而不是一个文件名为1的文件，而这里的重定向顺序也是不能改变的。

也可以这么做：cat words | sort | uniq &> output

永久重定向以及“丢弃”输出

我们很容易想到如果我们想不断将标准输出重定向到某个文件，难道需要在每一个命令后面加上重定向命令？当然是不需要的，linux提供了永久重定向的方法。当然，这里的永久也并不是那么永久。

我们可以这样做：exec 1> output其中 exec 命令的作用是用新的进程去替换旧的进程，或者指定重定向。

有时候我们仅仅希望执行命令而不想要其输出，这时候我们可以将输出重定向到空设备 /dev/null ：cat words | sort | uniq 1>/dev/null 2>&1这样输出结果就没有啦。

11 进程的基本操作

前台/后台切换

终止一个在前台运行的进程的快捷键是 ctrl + c。将当前进程停止并转到后台的快捷键是 ctrl + z。

我们可以通过 & 这个符号，让我们的命令在后台中运行。

例如：ls &这样命令就会在后台自己运行了。

那么当我们如何查看在后台的工作呢？

可以使用：jobs这时我们可以看到每行是这样的格式：[1] + suspended ...(command)

其中，第一列的数字表示job编号，也就是转到后台的工作的编号，第二列如果是 ‘+’ 表示的是这是最后一个被转入后台的工作， ‘-’ 的话则是倒数第二个，其他的话在这列没有符号。第三列表示状态，而后面则是命令本身。

那么我们突然想要把工作从后台拿回前台怎么办呢？

可以使用：fg %jobid例如， fg %1

如果只是希望其在后台运行的话，可以：bg %jobid

终止

终止命令比较简单，但是在参数上我们可以通过选择信号值来决定以何种方式终止程序，信号值可以这样查看：kill -l

所以可以这样终止程序：kill -signal pid

或者kill -signal %jobid

12 进程管理

top

top 命令是我们常常使用查看工具，它可以实时查看系统的一些关键信息的变化。

top 命令的输出比较多，下面逐一介绍：

第一行：当前程序名称 当前系统时间 机器启动时间 系统用户数量 1分钟内、5分钟内和15分钟内cpu平均负载

第二行：进程总数 正在运行的进程数 休眠的进程数 停止的进程数 僵尸进程数

第三行：

• 用户空间占用CPU百分比
• 内核空间占用CPU百分比
• 用户空间优先级变化的进程占用CPU百分比
• 空闲CPU百分比
• 等待IO的CPU时间百分比
• 硬中断占用CPU的百分比
• 软中断占用CPU的百分比
• 虚拟 CPU 等待物理 CPU 的时间的百分比

第四行：

• 物理内存总量
• 使用物理内存总量
• 空闲内存总量
• 缓存内存总量

第五行：

• 交换区总量
• 使用交换区总量
• 空闲交换区总量
• 缓冲交换区总量

然后就是许多行进程的信息了，以下按顺序分别对应：

• PID：进程id
• USER：进程所属用户
• PR：进程动态优先级值
• NI：进程静态优先级值
• VIRT：进程使用虚拟内存总数
• RES：进程使用物理内存数
• SHR：进程共享内存大小
• S：进程状态
• %CPU：CPU利用率
• %MEM：内存利用率
• TIME+：进程活跃总时间
• COMMAND：进程运行名

我们甚至可以与这个程序交互，例如输入k的话系统会提示进一步输入信号值以及pid号以杀死一个进程，更多的信息可以查看帮助手册。

ps

你一定经常看见 ps aux 这个命令将会列出所有的进程信息。

我们还往往配合 grep 和正则表达式使用。

例如：ps aux | grep slurm

那么，打印出来的都是什么信息呢？

• F：进程的标志（process flags），当 flags 值为 1 则表示此子程序只是 fork 但没有执行 exec，为 4 表示此程序使用 root 权限
• USER：进程拥有者
• PID：进程ID
• PPID：父进程的PID
• SID：session 的ID
• TPGID：前台进程组的ID
• %CPU：进程占用的CPU百分比
• %MEM：占用内存的百分比
• NI：进程的 NICE 值
• VSZ：进程使用虚拟内存大小
• RSS：驻留内存中页的大小
• TTY：终端ID
• S or STAT：进程状态
• WCHAN：正在等待的进程资源
• START ：启动进程的时间
• TIME：进程消耗CPU的时间
• COMMAND：命令的名称和参数

我们还可以用这样的命令去查看进程树：

pstree