精通Linux系列二：Linux的文件系统

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要利用任何Linux系统，你需要对Linux的文件和目录（也称为文件夹）有所了解。在一个“窗口和图标”的系统中，屏幕上明显显示出文件和目录。但在像Linux shell这样的命令行系统中，同样的文件和目录仍然存在，但并不是一直可见，所以有时你需要记住你正在哪个目录中，以及它如何与其他目录相关联。你将使用像cd和pwd这样的shell命令在目录之间“移动”并跟踪你的位置。

让我们来看看一些术语。正如我们所说，Linux文件被收集到目录中。目录形成一个层级或树状结构，如[图3]所示：一个目录可能包含其他目录，这些目录被称为子目录，子目录本身可能包含其他文件和子目录，以此类推，无穷无尽。最顶层的目录被称为根目录，由斜杠(/)表示。

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图3. Linux文件系统（部分）。根目录位于顶部。“dan”目录的绝对路径是/home/dan。

我们用一种叫做路径的“名称和斜杠”语法来引用文件和目录。例如，这个路径：

/one/two/three/four

指的是根目录 /，其中包含一个名为one的目录，one包含一个名为two的目录，two包含一个名为three的目录，three包含一个最终的文件或目录，名为four。任何以斜杠开头的路径，从根目录一直下来的，都被称为绝对路径。

路径不必是绝对的：它们可以相对于根目录以外的某个目录。在[图3]中，有两个不同的目录都叫做bin，其绝对路径是*/bin和/usr/bin。如果我们只是提到“bin目录”，并不清楚我们是指哪一个（并且可能还有许多其他的bin目录）。更多的上下文是必要的。任何时候你引用一个不以斜杠开头的路径，比如bin*，它就被称为相对路径。

要理解相对路径，你需要知道你在Linux文件系统中的“位置”。这个位置被称为你的当前工作目录（或者就叫“当前目录”）。每个shell都有一个当前工作目录，当你在该shell中运行命令时，它们相对于那个目录进行操作。例如，如果你的shell在*/usr目录中，你运行一个引用相对路径bin的命令，你实际上是在引用/usr/bin。一般来说，如果你的当前目录是/one/two/three，一个相对路径a/b/c会指向绝对路径/one/two/three/a/b/c*。

两个特殊的相对路径分别被记作 .（一个句点）和..（两个连续的句点）。前者表示你的当前目录，后者表示你的父目录，即上一级。所以如果你的当前目录是*/one/two/three，那么.就表示这个目录，..就表示/one/two*。

你使用cd命令将你的shell从一个目录“移动”到另一个目录：

→ cd /usr/local/bin

更准确地说，这个命令将你的shell的当前工作目录改为*/usr/local/bin*。这是一个绝对变化（因为目录以“/”开始）。假设你将书中的示例目录安装在了你的主目录，你可以随时通过运行以下命令跳转到它：

→ cd ~/linuxpocketguide

（其中的波浪线是我们将在下一节介绍的一个缩写）。你也可以使用cd进行相对移动：

→ cd d         进入子目录d
→ cd ../mydir  上升到我的父目录，然后进入目录mydir

文件和目录的名称可以包含你预期的大多数字符：大写和小写字母，数字，句点，破折号，下划线和大多数符号（但不能包含“/”，因为它是用来分隔目录的）。然而，为了实际使用，避免使用空格、星号、美元符号、括号和其他对shell具有特殊含义的字符。否则，你需要一直引用或转义这些字符。（参见[“引用”]）。

Home Directories

用户的个人文件通常位于*/home目录（对于普通用户）或者/root目录（对于超级用户）。你的家目录通常是/home/<你的用户名>*（例如 /home/smith, /home/jones 等）。有几种方法可以定位或者引用你的家目录：

• • cd

• 如果没有参数，cd命令将你（即设置shell的工作目录）返回到你的家目录。

• • HOME 变量

• 环境变量 HOME（参见[“Shell 变量”]）包含你的家目录的名称：

• → **echo $HOME** echo命令打印出它的参数 /home/smith

• • ~

• 如果用于替代目录，一个单独的波浪线会被shell扩展为你家目录的名称：

• → echo 

• /home/smith

• 当波浪线后面跟着一个斜线，路径相对于HOME：

• → **echo ~/linuxpocketguide

• ** /home/smith/linuxpocketguide

• 当波浪线后面跟着一个用户名（例如 *fred*），shell会将此字符串扩展为用户的家目录：

• → **cd ~fred** 如果你的系统上有一个用户“fred” → **

• pwd** 打印工作目录的命令 /home/fred

系统目录(System Directories)

一个典型的Linux系统有成千上万的系统目录。这些目录包含操作系统文件、应用程序、文档，以及几乎所有除了个人用户文件的东西（这些文件通常存在于*/home*目录中）。

除非你是一个系统管理员，你很少会访问大多数系统目录——但是有了一点知识，你就可以理解或猜测它们的用途。他们的名称通常包含三个部分，如[图 4]所示。

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图 4. 目录的范围、类别和应用

目录路径部分1：类别(Category)

类别告诉你一个目录中找到的文件的类型。例如，如果类别是bin，你可以合理地确定该目录包含程序。一些常见的类别如下：

程序类别(Categories for programs)
bin	程序（通常是二进制文件）
sbin	程序（通常是二进制文件），主要供超级用户运行
lib	程序使用的代码库
文档类别(Categories for documentation)
doc	文档
info	Emacs内置帮助系统的文档文件
man	由man程序显示的文档文件（手册页）；这些文件通常被压缩，并带有供man解释的排版命令
share	程序特定文件，如示例和安装说明
配置类别(Categories for configuration)
etc	系统的配置文件（以及其他杂项）
init.d	启动Linux的配置文件
rc.d	启动Linux的配置文件；还包括rc1.d, rc2.d，等等...
编程类别(Categories for programming)
include	编程的头文件
src	程序的源代码
网页文件类别(Categories for web files)
cgi-bin	在网页上运行的脚本/程序
html	网页
public_html	网页，通常位于用户的家目录中
www	网页
显示类别(Categories for display)
fonts	字体（惊喜！）
X11	X窗口系统文件
硬件类别(Categories for hardware)
dev	用于与磁盘和其他硬件接口的设备文件
media	挂载点：提供对磁盘访问的目录
mnt	挂载点：提供对磁盘访问的目录
运行时文件类别(Categories for runtime files)
var	与此计算机特定的文件，创建和更新时计算机正在运行
lock	锁文件，由程序创建以表示：“我正在运行”；锁文件的存在可能阻止另一个程序，或者同一个程序的另一个实例，运行或执行操作
log	记录重要系统事件的日志文件，包含错误、警告和信息消息
mail	收入邮件的邮箱
run	PID文件，包含正在运行的进程的ID；这些文件通常用于追踪或杀死特定的进程
spool	队列中或传输中的文件，如发出的邮件，打印任务和计划任务
tmp	供程序和/或人员使用的临时存储
proc	操作系统状态：参见[“操作系统目录(Operating System Directories)”]

目录路径的第二部分：范围

目录路径的范围描述了整个目录层次结构的高级目的。一些常见的包括：

/	伴随Linux一起提供的系统文件（root）
/usr	更多伴随Linux一起提供的系统文件（读作“用户”）
/usr/local	“本地”开发的系统文件，要么为你的组织，要么为你的个人计算机
/usr/games	游戏（没错！）

因此，对于类似lib（库）这样的类别，你的Linux系统可能有*/lib，/usr/lib，/usr/local/lib和/usr/games/lib*这样的目录。

在实践中，*/和/usr之间并没有明显的区别，但/被认为是“更低级别”的，更接近操作系统。因此，/bin比/usr/bin包含更基础的程序，比如ls和cat，/lib比/usr/lib包含更基础的库，等等。/usr/local/bin*包含你的发行版中未包含的程序。这些并非严格的规则，而是典型的情况。

目录路径的第三部分：应用

目录路径的应用部分（如果存在）通常是程序的名称。在范围和类别之后（比如说，*/usr/local/doc），一个程序可能有它需要的文件包含在自己的子目录中（比如说，/usr/local/doc/myprogram*）。

操作系统目录

有些目录支持Linux内核，这是Linux操作系统的最底层部分：

• • /boot用于启动系统的文件。这是内核的存放位置，通常命名为*/boot/vmlinuz*或类似。

• • /lost+found由磁盘恢复工具挽救的损坏文件。

• • /proc描述当前正在运行的进程；用于高级用户。

/proc中的文件提供了正在运行的内核的视图，并且具有特殊的属性。它们始终看起来是零大小，只读，且日期为当前：

→ ls -lG /proc/version
-r--r--r--  1 root  0 Oct  3 22:55 /proc/version

然而，它们的内容神奇地包含了关于Linux内核的信息：

→ cat /proc/version
Linux version 2.6.32-71.el6.i686 ...

/proc中的文件大多被程序使用，但随意探索也无妨。以下是一些例子：

/proc/ioports	关于你的计算机的输入/输出硬件的列表。
/proc/cpuinfo	关于你的计算机的处理器的信息。
/proc/version	操作系统版本。uname命令会打印相同的信息。
/proc/uptime	系统运行时间（即，自系统最后一次启动以来所经过的秒数）。运行uptime命令以获得更易读的结果。
*/proc/*nnn	关于ID为nnn的Linux进程的信息，其中nnn是一个正整数。
/proc/self	关于你正在运行的当前进程的信息；一个指向*/proc/*nnn文件的符号链接，自动更新。尝试连续运行几次：→ **ls -l /proc/self**你会看到*/proc/self*指向的地方在变化。

文件保护

Linux系统可能有许多具有登录账户的用户。为了维护隐私和安全性，大多数用户只能访问系统上的部分文件，而不是全部。这种访问控制体现在两个问题上：

• • 谁有权限？每个文件和目录都有一个拥有者，拥有者有权对其进行任何操作。通常，创建文件的用户就是其所有者，但超级用户可以更改所有权。此外，预定义的用户组可能有权访问文件。用户组由系统管理员定义，详见[“群组管理”]。最后，文件或目录可以开放给系统上所有具有登录账户的用户。你也会看到这组用户被称为全世界或者简称其他。

• • 授予何种权限？文件所有者、用户组和全世界可能都有权限读取、写入（修改）和执行（运行）特定的文件。权限也扩展到目录，用户可以读取（访问目录内的文件）、写入（在目录内创建和删除文件）和执行（用cd进入目录）。

要查看名为myfile的文件的所有权和权限，运行：

→ ls -l myfile
-rw-r--r-- 1 smith smith  1168 Oct 28  2015 myfile

要查看名为mydir的目录的所有权和权限，添加-d选项：

→ ls -ld mydir
drwxr-x``` 3 smith smith  4096 Jan 08 15:02 mydir

在输出中，文件权限是最左边的10个字符，包含r（读取），w（写入），x（执行），其他字母和短划线的字符串。例如：

-rwxr-x```

以下是这些字母和符号的含义：

位置	含义
1	文件类型：- = 文件，d = 目录，l = 符号链接，p = 命名管道，c = 字符设备，b = 块设备
2–4	文件所有者的读取、写入和执行权限
5–7	文件组的读取、写入和执行权限
8–10	所有其他用户的读取、写入和执行权限

所以我们的示例-rwxr-x表示一个文件，该文件可以被所有者读取、写入和执行，可以被组读取和执行，并且不能被其他用户访问

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你好，我是拾叁，7年开发老司机、互联网两年外企5年。怼得过阿三老美，也被PR comments搞崩溃过。这些年我打过工，创过业，接过私活，也混过upwork。赚过钱也亏过钱。一路过来，给我最深的感受就是不管学什么，一定要不断学习。只要你能坚持下来，就很容易实现弯道超车！所以，不要问我现在干什么是否来得及。如果你还没什么方向，可以先关注我，这里会经常分享一些前沿资讯和编程知识，帮你积累弯道超车的资本。