131 python|第四部分：Linux操作系统

点击关注「缓缓而行」，让我们一起探索python学习之路~

前言：本篇文章进行Linux操作系统的梳理，目录如下：

01 Linux操作系统认知

    1.1 操作系统

    1.2‍‍‍‍ Linux操作系统介绍

    1.3 文件系统

‍‍‍‍02 Linux常用命令‍‍‍‍

    2.1 终端与命令行

    2.2 Linux常用命令

‍‍‍‍

 ‍03 Linux服务器环境

    3.1 vi编译器

    3.2 添加用户

    3.3 软件安装

    3.4 ssh服务

    3.5 终端启动python服务

引 言

作为程序员不会linux，就像数学系的人没学数分，物理系四大力学没学全，化学没学物化一样，会让人感觉你是一个假程序员。

呵呵哒

我们今天就来认识一下Linux操作系统~

01 Linux操作系统认知

       

1.1 操作系统

  

01.定义

操作系统（Operating System，简称OS）可以理解为一个大型的应用，直接运行在计算机的硬件上，用来管理计算机的硬件，为其他应用软件提供了一个平台，让应用软件可以借助这个平台更方便使用计算机的硬件。

操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

图片来自网络

02.操作系统分类

1. 桌面系统：Windows,MacOS为主，图形界面良好，运行在个人电脑上，比如台式机、笔记本。
   

2. 服务器系统：Linux（市场占有率约80%）,Unix（MacOS内核为Unix）为主，安全、稳定，费用低占用量大，公司运行大型后端程序时需要用到服务器。

3. 嵌入式系统：Linux（比如鸿蒙）为主，主要用于小型智能设备，比如智能手机，机器人等。
   

在Windows、Linux和Unix三大操作系统中，Linux是唯一一个开源的操作系统。python开发属于后端开发，主要运行在服务器上，而且Linux的占有率比较高，所以学习Linux操作系统是有必要的。

1.2 操作系统介绍

01.Linux起源

"Linux之父"林纳斯·托瓦兹(Linus Torvalds)1969年出生在芬兰，1991年就读于赫尔辛基大学期间刚刚开始对Unix产生浓厚兴趣，尝试着在Minix(Unix的变种)上做一些开发工作，Linux的诞生显得充满了偶然。
林纳斯
林纳斯经常要用他的终端仿真器(Terminal Emulator)去访问大学主机上的新闻组和邮件，为了方便读写和下载文件，他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统，这些在后来成为了Linux第一个内核的雏形。当时，他年仅21岁。
Linux操作系统标志
在自由软件之父理查德·斯托曼(Richard Stallman)某些精神的感召下，林纳斯以Linux的名字把这款类Unix的操作系统加入到了自由软件基金(FSF)的GNU计划中，并通过GPL的通用性授权，允许用户销售、拷贝并且改动程序，但你必须将同样的自由传递下去，而且必须免费公开你修改后的代码。
短短几年间，在Linux身边已经聚集了成千上万的狂热分子，大家不计得失的为Linux增补、修改，并随之将开源运动的自由主义精神传扬下去。（百度）

02.Linux系统特点

1. 开源免费
   

2. 支持多种硬件平台

3. 支持多用户

4. 具有非常强大的网络功能

03.Linux应用领域

1. Linux 服务器

   服务器

2. 桌面应用

3. 嵌入式系统
   

04.Linux系统构成

1. 内核：Linux操作系统的核心代码，与硬件进行交互。
   

2. 文件系统：通常指管理磁盘数据的系统，可以把数据以目录或者文件的形式存储，每个文件系统都有特定的格式和功能。

3. 命令解释器：用户通过解释器和操作系统交互，解释器接收用户的命令，然后调用操作系统功能。

4. 应用软件：包含桌面系统和基础的软件操作工具等。
   

Linux系统构成（图源网络）

05.Linux发行版本

严格来讲，Linux只是一个操作系统中的内核，内核建立了计算机软件与硬件之间通讯的平台，提供如文件管理、虚拟内存、设备I/O等系统服务。一些厂家或组织会将Linux 内核与GNU软件（系统软件和工具）整合起来，提供一些安装界面和系统设定与管理工具，就构成了一个发行套件，市面上比较知名的有Ubuntu、RedHat、CentOS、Debian、Fedora、SuSE、OpenSUSE、Arch Linux、SolusOS 等。
各大linux发行版本（图源网络）

1.3 文件系统

01.文件系统结构

和windows文件系统分盘符不同，linux文件系统中没有盘符，将根（/）作为整个文件系统的唯一起点。linux的普通文件指的是文本、压缩包、音频视频等；目录和windows中的文件夹是一个意思。以下为linux文件系统的树形结构：
图源：SunnyZhang的IT世界

Linux的系统目录功能
目录	功能
/bin目录	包含了引导启动或普通用户所需的命令，都是二进制文件的可执行程序，是比较重要的系统文件。（bin是binary二进制的简称）
/sbin目录	类似/bin，存储二进制文件，必要时才允许普通用户使用。
/etc目录	存放系统配置文件，如用户信息文件，系统初始化文件等。
/root目录	超级用户的目录
/lib目录	存放根文件系统程序运行所需的共享文件，包含了可以被许多程序共享的代码，使执行文件变得更小，节省空间。
/dev目录	设备驱动程序，用户通过这些文件访问外部设备。
/usr文件系统	所有程序都安装在这里，本地安装的都放在/usr/local下，占很多内存，好处是升级系统时无须重新安装全部程序。
/var文件系统	包含系统一般运行时要改变的数据，通常这些数据所在的目录大小是要经常变化和扩充的。
/home	普通用户的默认目录，该目录下用户拥有一个以用户名命名的文件夹。

02.绝对路径&相对路径

路径	定义	特点
绝对路径	文件在文件系统中以根目录为起始点的准确位置描述。	以‘/’作为路径描述的开头
相对路径	相对于用户当前位置为起始点，对一个文件位置的逐层描述。	. 表示当前目录，.. 表示上一级目录，../..表示上一级的上一级目录

绝对位置实例：当前位置在根下，想要进入到man文件夹/usr/local/man




相对位置实例：
1.当前位置在var文件夹下，想要进入到lib文件夹../usr/lib
注：向上一层找不写名字，向下层找写名字
2.当前位置在usr文件夹下，想要进入到bin文件夹

./local/bin  或者 local/bin

02 Linux常用命令

2.1 终端与命令行

01.命令使用场景

1. 完成linux服务器操作维护功能，一般由运维工程师进行远程操作，没有图形界面，需要通过命令完成。
   

2. 后端工程师写的代码运行在服务器上，掌握命令有助于将来对项目的部署和控制。
   

02.终端与命令行

1.认识终端
框起来的部分叫做命令提示行，即Linux命令或者shell命令
2.终端快捷键
1.打开终端：ctrl alt t 另打开一个终端，位置在根目录ctrl shift n    另打开一个终端，位置相同ctrl shift t  新建终端标签页，位置相同
2.关闭终端：ctrl d 或者命令行输入exit
3.终端字体大小调整：
ctrl shift + 放大ctrl - 缩小

2.2 Linux常用命令

01.命令格式

1.命令格式
command [-options] [parameter]command：命令名称，一般是英文单词或单词缩写[-options] ：命令选项（可省略），辅助命令进行细化[parameter]：传给命令的参数，可以为0或者多个
2.常用快捷键
清屏：ctrl l
调取历史命令：上下箭头自动补全：Tab

02.帮助命令

1. man command
实例：man pwd 查看pwd的意思

03.基础操作命令

1. ls 查看当前文件夹内容

ls 后也可以跟相对路径或者绝对路径，查看指定文件夹内容

ls -l    查看文件的详细内容
ls -a 隐藏文件

在终端中显示隐藏文件

写命令时，如果有选项，也有参数，顺序是 命令 选项 参数。

2.cd[目录名] 切换文件夹

3.touch[文件名]   如果文件不存在，创建文件

4.rm[文件名]  彻底删除指定文件（夹）

5.mkdir[目录名] 创建目录

6.cp  复制一个文件  ；mv 移动/剪切一个文件

复制文件夹需要加-r；移动文件夹不需要加


还可以复制/移动其他文件（夹）到当前位置

另存为/重命名
7.通配符
作用：对一类文件名称的书写进行简化，使用户不必一一输入文件名。

星号 *  ：匹配任意长度的字符串
问号？：匹配一个长度的字符串
方括号[...]：匹配指定的一个字符方括号[-]：匹配指定的一个字符范围
*实例：

？实例：
[...]实例：

[-]实例：

2.3 文件操作

cat[文件名] 查看文件内容、创建文件、文件合并、追加文件内容等。
head[文件名] 显示头部内容tail[文件名] 显示尾部内容
grep[搜索文本][文件名] 搜索文本文件内容

find[目录]-name[文件名] 在一个目录及其子目录下查找文件

wc[文件名] 查看文件行数、单词数等信息
管道：可以把一系列命令连接起来，第一个命令的输出作为第二个命令 的输入，依次类推。举例如下，除此之外可以根据需求搭配。

2.4 压缩解压

01.压缩目的&原理

整理文件，把多个文件汇总到一起；通过格式压缩把大文件变小（原理是将原有的文件进行重新编码，压缩率高的压缩软件会把文件变得更小，同时压缩耗时更长）。

02.命令

zip /unzip : 将文件压缩为zip格式，或者把zip格式的文件解压

  zip    test.zip   filelist 

  unzip  test.zip

  unzip  -d  /home/huanhuan  test.zip

tar：对gz或者bz2文件进行压缩解压压缩：-c归档，-j压缩格式为bz2，-z压缩格式为gz格式，-f指定压缩包的名称   tar  -czf  file.tar.gz  file1 file2 解压：-x 解压，-v显示解压文件    tar  -xvf  file.tar.gz注：对文件夹进行压缩解压不需要加-r

2.5 权限管理

sudo:放在一个命令前，表示以管理员权限执行
sudo实例：
chmod：修改文件权限注：打开终端第一次使用管理员权限sudo时，需要输入密码。chmod在设置权限时，可以用字母，也可以用三个数字分别对应拥有者/组/其他用户的权限。
方法1：通过字母设置权限chmod augo+/-rwx 文件名/目录名
a: all       u:user       g:group          o:otherr:read     w:write      x:execute(执行)

方法2：通过数字设置权限

图源：张纪勇

chmod实例：

依次去掉文件的读写权限，文件会被移除相应的功能：

去掉写功能：

去掉读功能：

获取管理员权限后可进行操作：

不常用：

通过数字设置权限实例：

06.显示展示命令

echo :向终端打印内容
date：显示当前时间df：显示磁盘剩余空间  搭配-Th以兆或G来显示硬盘大小whoami：显示当前用户history[num]：显示历史命令记录（默认显示500条）


输出重定向：把原本向终端显示的内容写入到文件> 

>>

07.其他命令

shutdown：关机或重启

    shutdown -r now 立即重启

    shutdown now 立即关机

    shutdown +10 10分钟后关机

    shutdown -c  取消关机计划

ln：创建链接  搭配-s创建软链接，类似快捷方式，跨目录创建要使用绝对路径。
修改原文件：


tree：获得树形结构

03 Linux服务器环境

3.1 vi 编辑器

01.认识vi

vi是Linux操作系统中一个自带的编辑器。没有图形界面，只能编译文本内容，没有字体段落等设置，通过命令强大的命令完成一系列的编写工作。
通过vi最初打开一个文件（如果文件已存在表示打开，文件不存在表示新建打开）的时候处于命令模式（输入命令），此时无法写入文件，按i可以切换到编辑模式（写入文件）。

命令模式是使用vi的入口，在其他图形编辑器下通过快捷键或者鼠标实现的操作，都通过vi的命令模式实现。通过命令对文件进行常规的编辑操作，例如：定位、翻页、复制、粘贴、删除……

编辑模式进行文字编辑

末行模式执行保存、退出等操作，是vi的出口。 

02.命令

进入编辑模式命令：i：在当前位置前输入字符o：在当前行后面一行插入空行
底行模式命令：
w：保存q：退出，如果没有保存则不允许退出q！：强行退出，不保存退出wq：保存并退出w！：强制保存
命令模式命令：行内移动：
w：向后移动一个单词
b：向前移动一个单词
0：行首
$：行尾
行数移动：gg：文件顶部
G：文件末尾：数字 ：移动到数字对应行数

撤销和恢复撤销：
u：撤销上次命令
ctrl r ：恢复撤销的命令
删除文本：
x：删除光标所在字符，或选中文字cc：删除光标所在行，并进入插入模式
剪切、复制、粘贴：yy：复制一行， nyy 复制多行dd：剪切光标所在行， ndd 剪切多行p：粘贴
替换：r：替换当前字符（命令模式）R：替换当前行光标后的字符（替换模式）:%s/str/replace/g：替换str为replace（底行模式）
查找：
/str：查找 str/ 查找到指定内容之后，使用‘n’查找下一个出现的位置:set nu ：显示行号:set nu ！：取消行号显示

3.2 添加用户

01.概念

1.用户：不同的用户有自己独立的空间内容。
2.用户组：对用户管理更加方便，将不同用户添加到对应的组中，方便用户设置权限。
3.root用户：用于系统的维护和管理，对操作系统的所有资源具有访问权限，一般不会用到。

02.用户管理命令

groupadd 组名 ：添加组

groupdel 组名：删除组

useradd -m 用户 -g 组：添加用户

passwd 用户名：设置用户密码

userdel -r 用户：删除用户

注：useradd中 -m表示添加用户时添加主目录，-g表示选择添加组，不写默认创建用户同名组。

创建用户实例：

1.创建用户并设置密码（sudo表示使用管理员权限）

2.为新用户添加sudo权限

3.设置命令解释器

linux 操作系统缺省的shell 是Bourne Again shell(简称Bash) ，它是 Bourne shell(sh)的扩展，在sh的基础上增加、增强了很多特性,如命令补全、命令编辑和命令历史表等功能.

luotaijia

新创建的用户和密码信息存储在/etc/passwd 文件中，什么时候需要设置命令解释器呢？当切换新用户后，如果终端命令行只有一个$提示，可以vi打开这个文件，将该用户的内容进行修改。目的是把sh解释器更改为bash解释器。

文件中存储了很多用户信息，并非所有用户都是用来登录的，很多用户属于虚拟用户，是专门针对某一程序所使用的。

4.新老用户切换

鼠标右键可以做出界面调整

5.删除用户 -r表示彻底删除，如果删除失败，说明使用用户后未注销，需要重启后再删除，或者执行以下操作：

删除用户命令：

无法删除可执行：

报错：userdel: user 用户名 is currently used by process 2314

执行：sudo kill -9 2314

3.3 软件安装

linux下安装的软件包格式为deb格式软件包，由于当时Linux系统中软件包存在复杂的依赖关系，所以通常使用网络安装。
更新软件源：apt update(如果长时间没有进行更新，在安装软件前可以先进行本步骤)
安装软件：apt install 软件名卸载软件：apt remove --purge 软件名删除缓存的软件安装包：apt clean安装本地软件包：dpkg -i卸载软件：dpkg -P
注：安装软件包通常需要管理员权限软件包下载位置：/var/cache/apt/archives
更新软件源：
安装软件（测试用例）

卸载软件（测试用例）

查看已安装软件包

删除缓存的软件包

网络安装apt可以直接处理依赖关系，而本地安装dpkg成功的前提是，把当前要安装的软件依赖的东西提前安装好。需要注意的是，在linux操作系统中，如果一个软件安装了一部分，转而去安装其他软件是不行的，要么把之前的卸载掉，要么安装完。

安装软件实例（以有道词典为例）

网页下载安装包（可以从“下载”处剪切到自己指定的文件夹）

安装本地软件包（不推荐）依赖关系太多，未安装成功

像上面这种情况，可以通过apt在线解决已有的依赖关系

安装成功

或者也可以直接卸载

3.4 ssh服务

4

01.概念

ssh是一种安全协议，主要用于给远程登录会话数据进行加密，保证数据传输的安全，ssh是通用的远程访问服务器的方法。

02.安装启动

安装ssh服务：sudo apt install openssh-server
查看ssh服务状态：ps -e | grep sshps -e指的是查看当前计算机下所有启动的服务进程
启动和关闭：sudo service ssh start/restart/stop

03.常用命令

1.登录远程主机：ssh 用户名@ip
注：ssh命令在linux和MacOs下是自带的，windows下需要安装一些辅助软件。用户名@ip被称为ssh地址。查看当前服务器地址：ifconfig2.远程复制文件：注：-r表示传送文件夹
1）复制本地文件到远程： scp -r  本地文件地址 远程主机用户名@远程主机ip:远程主机文件存放地址（可以写成绝对路径/home/地址）在本地用户名终端窗口操作：

2）复制远程文件到当前目录下：scp -r 远程主机用户名@远程主机ip:远程主机文件地址  .在远程主机用户名终端窗口操作：

ssh的登录、拷贝和秘钥下次再进行梳理。

3.5 在终端启动python服务

  1.编写python程序，在第一行增加解释器声明
注：#!/usr/bin/python3要放在第一行，而且和后面的内容有一行空行2.修改文件的权限，使其有可执行权限

3.通过指定文件位置执行代码（也可以通过创建软链接的方式执行）
预告：下篇文章将进行数据管理的学习

                                                                     

参考资料

[1] 学Python一定要掌握Linux？https://blog.csdn.net/sinat_38682860/article/details/84036609[2] 操作系统https://baike.so.com/doc/5354536-5590000.html[3] #!/bin/sh与#!/bin/bash的区别http://blog.chinaunix.net/uid-27037833-id-3431985.html

花样早餐展位