情景题之小明的Linux实习之旅：linux实战练习1（下）【基础命令，权限修改，日志查询，进程管理...】

小明的Linux实习之旅：基础指令练习情景练习题下

- 前景提要
- 小明是怎么做的
- - 场景1：初识Linux，创建目录和文件
  - 场景2：权限管理，小明的权限困惑
  - 场景3：打包与解压，小明的备份操作
  - 场景4：使用Grep，小明的搜索技能
  - 场景5：系统服务管理，小明的首次接触
  - - ==小明笔记大公开：==
  - 场景6：进程管理，小明的多任务处理
  - - ==小明笔记大公开：==
  - 场景7：定时任务与系统状态
  - - ==小明笔记大公开：==
    - ==小明笔记大公开之`uptime`命令：==
    - ==小明笔记大公开之关于内存：==
    - ==小明笔记大公开之`uptime`命令：==
    - ==小明笔记大公开之`top`命令：==
  - 场景8：dd命令，小明的惊险操作
  - - ==小明的提醒：==

前景提要

小明刚刚开始他的Linux测试开发实习。第一天，他的leader给了他一系列任务，帮助他熟悉Linux命令行操作。以下是小明的冒险故事。

小明是怎么做的

场景1：初识Linux，创建目录和文件

小明的导师要求他创建一个项目目录，并在其中创建一个README文件。

mkdir ~/project     #make directory建立目录
cd ~/project    #change directory，改变目录或切换到另一个文件夹
touch README.md    #碰到文件

小明在README.md中写下了项目简介，但不小心写错了内容。

vi README.md
# 按i进入插入模式，输入“这是小明的第一个项目。”
# 但写成了“这是小明的第一个错误。”
# 按Esc键，输入:wq保存并退出

小明发现写错了，需要修改内容。

vi README.md
# 按i进入插入模式，将“错误”改为“项目”
# 按Esc键，输入:wq保存并退出

导师检查后，认为小明的描述还不够详细，要求他再添加一些信息。

echo "项目描述：这是一个用于学习Linux基本命令的项目。" >> README.md
cat README.md     #concatenate（连锁，用于连接并显示文件内容）

小明的电脑界面：
小明的界面

场景2：权限管理，小明的权限困惑

导师提醒小明要注意文件权限管理，要求他将README.md的权限修改为755。

chmod 755 README.md    #change mode改变权限
ls -l README.md        #list（列出目录内容）

导师还要求小明将项目目录的所有者改为root。

sudo chown root:root ~/project   
#superuser do，用于执行需要超级用户（root）权限的命令，而不需要实际切换到root用户
#change owner改变所有者
ls -ld ~/project   #d:directory，表示只显示目录的信息不显示内部文件（夹）

3.导师刚才说错了，他是要确认该项目目录不是root，因为之后需要进行一些写入操作。小明于是默默地将项目目录的所有者改回来。

  groups christine  #确认原来默认群组是否也是christine（我的用户名）
  # 结果：christine : christine
  [christine@localhost rongyi_project]$ sudo chown 
  # 结果：christine:christine ~/rongyi_project
  [christine@localhost rongyi_project]$ ls -ld ~/rongyi_project
  # 结果： drwxrwxr-x. 2 christine christine 68 6月   9 00:46 /home/christine/rongyi_project

小明的电脑界面：
在这里插入图片描述

场景3：打包与解压，小明的备份操作

导师告诉小明要定期备份项目目录，于是小明打包了整个项目目录。

#确保回到home页面
cd ~
# 使用 tar 命令来打包目录时，压缩文件会被存放在执行命令时所在的目录中。
tar -cvf project_v1.tar project   #区别~/project
ls -lh project_v1.tar

一天，小明需要恢复之前的备份，于是他解压了备份文件。

mkdir ~/backup #新建一个备份目录用来放解压文件
tar -xvf project_v1.tar -C backup   #-C一定是大写，tar方法敏感
cd backup
ls

小明的电脑界面：
在这里插入图片描述

场景4：使用Grep，小明的搜索技能

小明需要在项目目录中查找所有包含“项目”字样的文件。

grep -r "项目" ~/project
# grep:文本搜索工具，允许你使用正则表达式来搜索文本。
# -r:递归搜索，即搜索指定目录及其所有子目录中的文件。

导师要求他找出README.md文件中所有包含“描述”字样的行。
```
grep "描述" ~/project/README.md
```

小明的电脑界面：
在这里插入图片描述

场景5：系统服务管理，小明的首次接触

导师让小明检查防火墙状态，并确保它是开启的。

sudo systemctl status firewalld
sudo systemctl start firewalld

导师让小明启动MySQL服务并查看其状态。

sudo systemctl start mysql
sudo systemctl status mysql

小明还需要启动Redis服务并检查其状态。

sudo systemctl start redis
sudo systemctl status redis

最后，导师让小明查看网络接口的状态。
```
ifconfig
```

小明的电脑界面：
在这里插入图片描述

小明笔记大公开：

systemctl是systemd的控制工具（control tool）的缩写。systemd是一个初始化系统（init system）和用户空间（userspace）的系统管理器，用于管理系统资源和服务。

systemctl start <service>：启动一个服务
systemctl stop <service>：停止一个服务
systemctl restart <service>：重启一个服务
systemctl status <service>：查询一个服务的状态
systemctl enable <service>：在系统启动时自动启动一个服务
systemctl disable <service>：在系统启动时禁用一个服务的自动启动

场景6：进程管理，小明的多任务处理

小明查看了系统中所有正在运行的进程。
```
ps -ef
```

小明搜到了一个排序方法，发现有一个进程占用了大量内存资源，于是他结束了该进程。。

ps aux --sort=-%mem   #按内存使用量排序：通过管道和 sort 命令按 %MEM 或 RSS 列排序，找到内存占用最高的进程。

# kill <PID>    #新手不要学小明，容易坏事  终止指定PID

小明根据进程名称结束了一个测试进程。
```
pkill test_process  #终止指定进程名
```

小明笔记大公开：

UID: 用户ID。显示了哪个用户拥有该进程。例如，root 表示该进程是由 root 用户拥有的。
PID: 进程ID。这是一个唯一的数字，用于标识系统中的每个进程。
PPID: 父进程ID。这是创建该进程的进程的PID。
C: CPU 使用率。这表示进程最近的 CPU 使用率，通常是一个介于 0.0（没有使用）和 100.0（完全使用）之间的十进制数。但在这里，由于 ps 命令的默认输出格式，它可能只是一个简单的数字，代表优先级。
STIME: 启动时间。这显示了进程开始运行的时间。
TTY: 终端类型。通常表示进程在哪个终端上运行，或者如果没有关联到终端，则可能显示为 ?。
TIME: CPU 时间。这显示了进程自启动以来所使用的 CPU 时间总量。
CMD: 命令。这显示了启动进程的命令名或命令行。

常见的：

systemd 是系统的初始化系统和服务管理器，负责启动和管理系统进程。
kthreadd、ksoftirqd、kworker、migration、rcu_bh 和 rcu_sched 都是内核线程，它们处理系统的低级任务，如中断、调度和其他内核功能。这些通常不由用户直接管理。

场景7：定时任务与系统状态

导师要求小明设置一个定时任务，每天备份项目目录。

crontab -e
# 添加以下行以每天午夜备份项目目录：
# 0 0 * * * tar -cvf ~/project_v1_$(date +\%F).tar ~/rongyi_project

小明查看了当前用户的所有定时任务。
```
crontab -l
```

小明笔记大公开：

crontab 是由 “cron” 和 “tab” 两个单词组成的缩写。

cron：这是 Unix 和 Linux 系统中用于定时执行任务的守护进程（daemon）的名称。它会在后台运行，并每分钟检查是否有预定的作业需要执行。这些作业通常被称为 “cron jobs”。
tab：这里可以理解为表格（table）的简写，因为 crontab 文件实际上是一个用于存储和管理定时任务的列表或表格。

因此，crontab 的整体意思是“cron的表格”或“cron的任务列表”。

在 crontab 文件中，每一行代表一个任务，包含了该任务的时间设置和要执行的命令或脚本。这些时间设置可以精确到分钟、小时、日期、月份和星期等不同的时间单位。

小明查看了系统运行时间和负载信息。
```
uptime
```

小明笔记大公开之`uptime`命令：

显示系统已经运行了多长时间、当前有多少用户登录、以及系统在过去的 1 分钟、5 分钟和 15 分钟内的平均负载。

[christine@localhost ~]$ uptime

06:08:38 up 19:35, 5 users, load average: 0.11, 0.22, 0.26

在上一行小明得到结果中：

06:08:38：当前的系统时间。
up 19:35：系统已经运行了 19 小时 35 分钟。~~（看得出小明很努力，忘了断开）~~
5 users：当前有 5 个用户登录到系统。
load average: 0.11, 0.22, 0.26：系统在过去的 1 分钟、5 分钟和 15 分钟内的平均负载。

负载平均值是一个表示系统负载的度量，但它不是直接表示 CPU 使用率或正在运行的进程数量。它实际上是系统中处于可运行（或等待运行）状态的进程队列的平均长度。负载值越低，表示系统越空闲；负载值越高，表示系统越繁忙。

0.11：过去 1 分钟内的平均负载。
0.22：过去 5 分钟内的平均负载。
0.26：过去 15 分钟内的平均负载。

以小明的这个情况，负载值都很低，表示系统目前很空闲，有足够的处理能力来处理额外的任务。

小明查看了系统内存使用情况。

free -h

小明笔记大公开之关于内存：

当运行 free -h 命令时，查看系统上的内存使用情况，其中 -h 选项表示“human-readable”，即以人类可读的格式（如 G、M）显示结果。

[christine@localhost ~]$ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 972M 580M 64M 124M 327M 65M
Swap: 2.0G 496M 1.5G

Mem: 这部分显示了物理内存（RAM）的使用情况。
total: 总的物理内存大小，这里是 972M（972 兆字节）。
used: 当前已使用的物理内存，这里是 580M。
free: 当前未使用的物理内存，这里是 64M。
shared: 被多个进程共享的内存量，这里是 124M。
buff/cache: 缓存和缓冲区使用的内存量，这部分内存可以被回收以满足应用程序的需求，而不必从磁盘读取数据。这里是 327M。
available: 估计的、在不交换出的情况下，可以分配给应用程序的内存量。这是 “free” 和 “buff/cache” 的一个估计值，考虑了它们被回收的可能性。这里是 65M。

Swap: 这部分显示了交换空间（swap space）的使用情况。
total: 总的交换空间大小，这里是 2.0G（2 吉字节）。
used: 当前已使用的交换空间，这里是 496M。
free: 当前未使用的交换空间，这里是 1.5G。

从小明的输出中，可以看到物理内存的大部分（超过一半）已经被使用，但交换空间的使用量相对较少（不到四分之一）。如果这个系统开始大量使用交换空间，那么性能可能会受到影响，因为从磁盘读取数据通常比从 RAM 读取要慢得多。不过，在这个例子中，系统似乎还有足够的 RAM 和交换空间来处理当前的工作负载。

小明查看了磁盘使用情况。

df -h

小明笔记大公开之`uptime`命令：

当运行 df -h 命令时，你正在查看文件系统的磁盘空间使用情况。-h 选项表示“human-readable”，即以人类可读的格式（如 G、M）显示结果。

[christine@localhost ~]$ df -h
文件系统容量已用可用已用% 挂载点
/dev/sda3 38G 5.8G 32G 16% /
devtmpfs 471M 0 471M 0% /dev
tmpfs 487M 0 487M 0% /dev/shm
tmpfs 487M 15M 472M 4% /run
tmpfs 487M 0 487M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 297M 147M 151M 50% /boot
tmpfs 98M 4.0K 98M 1% /run/user/42
tmpfs 98M 32K 98M 1% /run/user/1000

文件系统：文件系统的名称，通常与挂载点或设备关联。
容量：文件系统的总容量。
已用：已使用的磁盘空间。
可用：剩余的磁盘空间。
已用%：已使用的磁盘空间的百分比。
挂载点：文件系统被挂载到哪个目录。

在你的输出中：

/dev/sda3 是主要的根文件系统（root filesystem），它位于 sda 磁盘的第三个分区上，总共有 38G 的空间，已经使用了 5.8G，剩余 32G，使用了 16% 的空间，并挂载在根目录 / 下。
devtmpfs 和多个 tmpfs 是临时文件系统，用于存储临时文件或作为内存中的文件系统使用。这些文件系统通常不会占用硬盘空间，而是使用 RAM。从输出中可以看出，它们几乎没有被使用。
/dev/sda1 是 /boot 分区，用于存放引导加载器（如 GRUB）和内核文件。这个分区总共有 297M 的空间，已经使用了 147M，剩余 151M，使用了 50% 的空间。
/run/user/42 和 /run/user/1000 是为特定用户（ID 为 42 和 1000 的用户）提供的临时目录，通常用于存储会话特定的文件。这些目录也没有被大量使用。

从输出中，可以看到主要的文件系统和引导分区都有足够的可用空间。如果小明看到任何文件系统的已用百分比接近或超过 100%，那就需要采取措施来释放空间或扩展文件系统的容量。

小明使用top命令实时查看系统资源使用情况。

top

小明笔记大公开之`top`命令：

用于实时监视系统的动态运行状况。当运行 top 命令时，它会显示系统中各个进程的资源占用情况，包括 CPU 使用率、内存占用、运行时间等。同时，top 还会更新这些信息，以便可以看到系统的实时状态。

输出解释：

第一行：显示系统时间、系统运行时间、登录用户数、系统负载（最近1分钟、5分钟、15分钟的平均值）。
第二行：显示进程总数、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：显示 CPU 状态，包括用户空间占用 CPU 百分比、内核空间占用 CPU 百分比、空闲 CPU 百分比、等待 I/O 操作的 CPU 百分比、硬中断和软中断占用的 CPU 百分比。
第四行：显示物理内存总量、已使用的物理内存、空闲的物理内存、已缓冲的内存。
第五行：显示交换空间总量、已使用的交换空间、空闲的交换空间。

接下来是进程列表，每个进程都有一行信息，包括进程 ID、用户、优先级、CPU 占用率、内存占用、进程状态等。

常用交互命令：

在 top 运行过程中，可以按以下键进行交互：

P：按 CPU 使用率排序。
M：按内存使用量排序。
N：以 PID 顺序排序。
T：按 CPU 时间排序。
R：对当前排序进行反转。
k：杀死一个进程（需要输入 PID）。
q：退出。
h：显示帮助信息。

注意了：

top 命令提供的信息是实时的，所以它会持续更新。
如果你发现某个进程的 CPU 或内存占用过高，可能需要进一步检查该进程。
在使用 top 时，要注意系统负载和 CPU 使用率，以确保系统没有过载或运行缓慢。

场景8：dd命令，小明的惊险操作

*这几步不用跟着做，容易出问题，了解即可

小明使用dd命令备份数据。

sudo dd if=/dev/sda of=~/sda_backup.img bs=4M
# dd 命令用于低级复制和转换文件，在这里，它被用来复制整个硬盘。名称来源于 "data duplicator" 或 "disk dump" 的缩写
# if 是 "input file" 的缩写。of 是 "output file" 的缩写。bs 是 "block size" 的缩写。
# if=/dev/sda: 这是 dd 命令的一个选项，指定输入文件（或设备）。
# 注意：/dev/sda 通常指的是整个硬盘，而不是某个分区（如 /dev/sda1）。
# bs=4M是 dd 命令的块大小（block size）选项。指定了每次读取和写入的块大小为 4MB，可以提高复制大文件的效率。

小明的提醒：

警告：这条命令极其危险，因为它会覆盖 ~/sda_backup.img 文件（如果它已经存在），并且如果错误地指定了 if 或 of 参数，它可能会导致数据丢失。在执行此类命令之前，请确保你完全理解它的工作原理，并已经采取了适当的预防措施（如备份）。

此外，对于备份整个硬盘，更安全和更常见的方法是使用专业的磁盘镜像工具，如 ddrescue（它可以处理坏扇区）或图形界面的工具，如 CloneZilla。

小明试图恢复数据，但不小心输入了错误的输出路径，导致系统崩溃。

sudo dd if=~/sda_backup.img of=/wrong/path bs=4M
# 系统崩溃，恢复重启后导师解释了错误的原因

小明再试一次，这次成功恢复了数据。

sudo dd if=~/sda_backup.img of=/dev/sda bs=4M