Linux相关知识（文件系统、目录树、权限管理）和Shell相关知识（字符串、数组）

news2025/2/27 2:17:10

仅供自学，请去支持javaGuide原版书籍。

1.Linux

1.1.概述

Linux是一种类Unix系统。

严格来讲，Linux 这个词本身只表示 Linux内核，单独的 Linux 内核并不能成为一个可以正常工作的操作系统。所以，就有了各种 Linux 发行版（Red Hat、Ubuntu、CentOS等）。

Linux之父 （林纳斯·本纳第克特·托瓦兹 Linus Benedict Torvalds）：他是 Linux内核的最早作者，还发起了 Git 这个开源项目，并为主要的开发者。

1.2.文件系统（一切皆文件）

在 Linux 操作系统中，一切被操作系统管理的资源，如网络接口卡、磁盘驱动器、打印机、输入输出设备、普通文件或目录等，都被视为文件。这是 Linux 系统中一个重要的概念，即一切都是文件。

这种概念源自 UNIX 哲学，即将所有资源都抽象为文件的方式来进行管理和访问。

1.2.1.inode

硬盘以扇区 (Sector) 为最小物理存储单位，通常为 4KB。

而操作系统和文件系统以块 (Block) 为单位进行读写，块由多个扇区组成。文件数据存储在这些块中。

固态硬盘 (SSD) 虽然没有物理扇区，但使用逻辑块，其概念与传统硬盘的块类似。

文件元信息（例如权限、大小、修改时间以及数据块位置）存储在inode（索引节点）中。每个文件都有唯一的inode。

inode本身不存储文件数据，而是存储指向数据块的指针，操作系统通过这些指针找到并读取文件数据。并且具有以下特性：

inode 是一种固定大小的数据结构，其大小在文件系统创建时就确定了，并且在文件的生命周期内保持不变。
inode 的访问速度非常快，因为系统可以直接通过 inode 号码定位到文件的元数据信息，无需遍历整个文件系统。
inode 的数量是有限的，每个文件系统只能包含固定数量的 inode。这意味着当文件系统中的 inode 用完时，无法再创建新的文件或目录，即使磁盘上还有可用空间。因此，在创建文件系统时，需要根据文件和目录的预期数量来合理分配 inode 的数量。
可以使用 stat 命令可以查看文件的 inode 信息，包括文件的 inode 号、文件类型、权限、所有者、文件大小、修改时间。

使用inode的好处是：

即使文件名被修改或删除，文件的 inode 号码不会改变，从而可以避免一些因文件重命名、移动或删除导致的错误。
同时，inode 也可以提供更高的文件系统性能，因为 inode 的访问速度非常快，可以直接通过 inode 号码定位到文件的元数据信息，无需遍历整个文件系统。

1.2.2.目录树

常见目录说明：

/bin：存放二进制可执行文件(ls、cat、mkdir等)，常用命令一般都在这里；
/etc：存放系统管理和配置文件；
/home：存放所有用户文件的根目录，是用户主目录的基点，比如用户 user 的主目录就是/home/user，可以用~user 表示；
/usr：用于存放系统应用程序；
/opt：额外安装的可选应用程序包所放置的位置。一般情况下，我们可以把tomcat等都安装到这里；
/proc：虚拟文件系统目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息；
/root：超级用户（系统管理员）的主目录；
/sbin: 存放二进制可执行文件，只有 root 才能访问。这里存放的是系统管理员使用的系统级别的管理命令和程序。如 ifconfig等；
/dev：用于存放设备文件；
/mnt：系统管理员安装临时文件系统的安装点，系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统；
/boot：存放用于系统引导时使用的各种文件；
/lib 和/lib64：存放着和系统运行相关的库文件；
/tmp：用于存放各种临时文件，是公用的临时文件存储点；
/var：用于存放运行时需要改变数据的文件，也是某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件（系统启动日志等。）等；
/lost+found：这个目录平时是空的，系统非正常关机而留下“无家可归”的文件（windows 下叫什么.chk）就在这里。

1.2.3.权限管理

通过 ls -l命令我们可以查看某个目录下的文件或目录的权限。
图源：javaGuide

在 linux 中的每个用户必须属于一个组，不能独立于组外。在 linux 中每个文件有 所有者（u）、所在组（g）、**其它组（o）**的概念。

在这里插入图片描述

Linux 中文件的类型：

d：代表目录
-：代表文件
l：代表软链接（可以认为是 window 中的快捷方式）

对于文件:

权限名称	可执行操作
r / 4	可以使用 cat 查看文件的内容
w / 2	可以修改文件的内容
x / 1	可以将其运行为二进制文件

对于目录:

权限名称	可执行操作
r / 4	可以查看目录下列表
w / 2	可以创建和删除目录下文件
x / 1	可以使用 cd 进入目录

需要注意的是：超级用户可以无视普通用户的权限，即使文件目录权限是 000，依旧可以访问。

1.2.3.1. chmod修改权限

示例：修改aaa.txt的权限为：文件所有者有全部权限，文件所有者所在的组有读写权限，其他用户只有读的权限。
chmod u=rwx,g=rw,o=r aaa.txt 或者 chmod 764 aaa.txt

用户级别环境变量 : ~/.bashrc、~/.bash_profile。
系统级别环境变量 : /etc/bashrc、/etc/environment、/etc/profile、/etc/profile.d。

上述配置文件执行先后顺序为：/etc/environment –> /etc/profile –> /etc/profile.d –> ~/.bash_profile –> /etc/bashrc –> ~/.bashrc

建议用户级别环境变量在 ~/.bash_profile中配置，系统级别环境变量在/etc/profile.d中配置。

2.Shell

目前 Linux 系统下最流行的运维自动化语言就是Shell和Python了。

2.1.为什么运行shell脚本一定要用`./`开头？

譬如，运行脚本./helloworld.sh。如果我们直接写 helloworld.sh，linux 系统会去 PATH里寻找有没有叫helloworld.sh的，而你的当前目录通常不在 PATH 里，所以写成 helloworld.sh是会找不到命令的，要用./helloworld.sh告诉系统说，就在当前目录找。

2.2.字符串

Shell中的字符串可以用单引号，也可以用双引号。
在单引号中所有的特殊符号，如$和反引号都没有特殊含义。
在双引号中，除了$、\、反引号和感叹号（需开启 history expansion），其他的字符没有特殊含义。

2.2.1.取字符串长度

2.2.1.1.使用`#变量`

#!/bin/bash
#获取字符串长度
name="shan"
echo ${#name}

2.2.1.2.使用`length和expr`

expr length "$name";

没有用echo length "$name"是因为length本身是个计算式，只有用expr才能解析这个计算式的值，如果使用echo的话，会直接原样输出length "$name"

注意：使用expr命令时，表达式中的运算符左右必须包含空格，如果不包含空格，将会输出表达式本身。

expr 5+6    // 直接输出 5+6
expr 5 + 6       // 输出 11

同时对于某些运算符，还需要我们使用符号\进行转义，否则就会提示语法错误。

expr 5 * 6       // 输出错误
expr 5 \* 6      // 输出30

2.2.2.截取子字符串

#从字符串第 1 个字符开始往后截取 10 个字符
str="Thanks to javaGuide"
echo ${str:0:10}

#!bin/bash
#author:amau

var="https://www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.html"
# 注: *为通配符, 意为匹配任意数量的任意字符

# %%表示删除从后匹配, 最长匹配结果
s1=${var%%t*} #h

# %表示删除从后匹配, 最短结果
s2=${var%t*}  #https://www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.h

# #表示删除从头匹配, 最短结果
s3=${var#*/}  #/www.runoob.com/linux/linux-shell-variable.html

# ##表示删除从头匹配, 最长匹配结果
s4=${var##*/} #linux-shell-variable.html

2.3.数组

#!/bin/bash
array=(1 2 3 4 5);
# 获取数组长度
length=${#array[@]}
# 或者
length2=${#array[*]}
#输出数组长度
echo $length #输出：5
echo $length2 #输出：5
# 输出数组第三个元素
echo ${array[2]} #输出：3
unset array[1]# 删除下标为1的元素也就是删除第二个元素
for i in ${array[@]};do echo $i ;done # 遍历数组，输出：1 3 4 5
unset array; # 删除数组中的所有元素
for i in ${array[@]};do echo $i ;done # 遍历数组，数组元素为空，没有任何输出内容