Linux

常用命令介绍

(1) ctrl c: 取消命令，并且换行

(2) ctrl u: 清空本行命令 ps windows下为 esc

(3) tab键：可以补全命令和文件名，如果补全不了快速按两下tab键，可以显示备选选项

(4) ls: 列出当前目录下所有文件，蓝色的是文件夹，白色的是普通文件，绿色的是可执行文件

ls -l 展示详细信息、ls -lh 文件大小换算、ls -a 显示隐藏文件

(5) pwd: 显示当前路径

(6) cd XXX: 进入XXX目录下

(7) cp XXX YYY: 将XXX文件复制成YYY，XXX和YYY可以是一个路径，比如…/dir_c/a.txt，表示上层目录下的dir_c文件夹下的文件a.txt

(8) mkdir XXX: 创建目录XXX

(9) rm XXX: 删除普通文件; rm XXX -r: 删除文件夹全称：remove
-f，–force：直接删除，不再询问
-r，-R，–recursive：递归删除，即删除所有子目录和子目录下的文件
-d，–dir，删除空目录
rmdir 删除空的子目录

(10) mv XXX YYY: 将XXX文件移动到YYY，和cp命令一样，XXX和YYY可以是一个路径；重命名也是用这个命令

(11) touch XXX: 创建一个文件 ps windows 下不生效

(12) cat XXX: 展示文件XXX中的内容

(13) 复制文本
windows/Linux下：Ctrl + insert

(14) 粘贴文本
windows/Linux下：Shift + insert

(15) 创建用户
useradd aaa // 创建用户名为 aaa 的用户
useradd -g group1 aaa // 创建用户名为 aaa 的用户并归到 group1 组内

(16) 创建用户
groupadd group1 // 创建名为 group1 的组

(17) 切换用户
su 用户名
该命令可以实现任何身份的切换，包括从普通用户切换为 root 用户（su root）、从 root 用户切换为普通用户以及普通用户之间的切换。
普通用户之间切换以及普通用户切换至 root 用户，都需要知晓对方的密码，只有正确输入密码，才能实现切换；从 root 用户切换至其他用户，无需知晓对方密码，直接可切换成功。

linux 优点

1、提供了先进的网络支持，内置 TCP/IP 协议
2、真正意义上的多任务、多用户操作系统
3、开放源代码，用户可以自己对系统进行改造
4、支持数十种文件系统格式

权限

通过 ls –l 查看当前目录的详细属性
权限为 drwxrwxr-x，d 表示目录，同一位置如果为 - 则表示普通文件
rwxrwxr-x 表示三种角色的权限，每三位为一种角色，依次为 user，group，other 权限，如上则表示 user 的权限为rwx，group的权限为rwx，other的权限为r-x

chmod(change mode) 控制用户对文件的权限的命令

-R : 对目前目录下的所有文件与子目录进行相同的权限变更(即以递归的方式逐个变更)

chmod –R g+rwx peter // 授予组对 peter 目录拥有 rwx 权限

chmod –R u=rx,g=rx,o=rx peter // 授予用户、组、其他人对 peter 目录只有 rx 权限

chmod –R 777 peter // 授予用户、组、其他人对 peter 目录拥有 rwx 权限

vim

1、在一般模式：
yy // 复制当前行
5yy // 复制当前行向下的5行（包括当前行）
p // 粘贴
dd // 删除当前行
10dd // 删除当前行向下的5行（包括当前行）
u // 撤销
gg // 光标移动到首行
G // 光标移动到末行
20G // 光标移动到第20行

2、在一般模式下输入 / 进入查找模式:
/关键字 回车，再输入 n 查找下一个

3、在一般模式下输入 : 进入命令模式:
:set nu // 设置行号
:set nonu // 取消行号

C / C++ 源文件

步骤：预处理、编译、汇编、链接

1
2
3

gcc test.c -o test2 //编译为 test2.out 文件
g++ test.c // 编译 C++ 文件
./test2.out // 运行 test2.out 可执行文件，相当于 exe 文件

路径

cd … 返回上层目录

cd 或 cd ~ 或 cd ~/，进入家目录，即 /home/zouweiyi

cd /，进入根目录即 /

常见目录

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

标准 I/O

操作系统提供的功能
1、系统调用
- 进程控制
- 进程间通信
- 文件系统控制
- 存储管理
- 网络管理
- 套接字控制
- 用户管理
2、用户程序
linux 遵循 POSIX 标准
标准 I/O 遵循 ANSI 规范
分类
全缓冲、行缓冲、无缓冲

mode 取值

mode	解释1	解释2
r	只读	文件必须存在
r+	可读写	文件必须存在
w	只写	覆盖原有文件
w+	可读写	覆盖原有文件
a	附加打开只写	不覆盖原有文件
a+	附加打开可读写	不覆盖原有文件

文件I/O

VFS

Virtual File System，虚拟文件系统，把各种具体的文件系统的公共部分抽取出来，形成一个抽象层。VFS是应用程序与具体的文件系统之间的桥梁，处于系统内核空间
文件分类
普通文件、目录文件、符号链接文件、管道文件、套接字文件、设备文件
文件 IO 与标准 I/O
文件：低级磁盘 I/O，每次操作都会执行相关的系统调用
标准：高级磁盘 I/O，在文件 I/O 基础上封装了缓冲机制
fcnt() 函数
file control，用来操作文件描述符，对已打开的文件进行各种操作，能够管理文件锁，获取和设置文件相关标志位以及复制文件描述符
文件锁
1、建议性锁，要求每个相关程序在访问文件之前检查是否有锁存在，并尊重已有锁，由 lockf() 实现
2、强制性锁，由内核执行的锁，当一个文件被上锁，进行写入操作时，阻止任何程序读写，由 fcntl() 实现

进程控制

任务与进程
一个任务包含一个或多个完成独立功能的进程
进程与线程
进程是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，是一个动态概念，竞争计算机系统资源的基本单位。线程是进程的一个执行单元，是调度的基本单位。比进程更小的独立运行的基本单位。线程也被称为轻量级进程
只有用户级线程的操作系统中，调度以进程为单位，由用户程序控制进程中的多个线程运行
每个执行的程序都成为一个进程。每个进程都分配一个 ID 号（pid）
进程特性：
并发性、动态性、交互性、独立性
进程类型：
交互式、批处理、守护
进程状态
1、运行
2、可中断的阻塞
3、不可中断的阻塞
4、暂停
5、僵死
6、消亡
fork() 函数
用于从已存在的进程中创建一个新进程
在子进程中返回 0
在父进程中返回子进程的 PID
exit() 与 _exit() 的区别
exit() 在终止当前进程之前检查该进程打开了哪些文件，并把文件缓冲区中的内容写回文件中
_exit() 直接使进程停止运行
wait() 与 waitpid() 的区别
wait() 使父进程阻塞，直到一个子进程结束或者该进程接到了一个指定的信号为止
waitpid() 提供了非阻塞版本的 wait() 功能，并不一定等待第一个终止的子进程
进程存在方式：
前台：用户目前的屏幕上可以进行操作的进程
后台：实际在操作，但屏幕上无法看到的进程，如 mysql、tomcat
常见参数
pid process identity，进程号
ppid parent process identity，父进程号
grep Global Regular Expression Print，文本搜索
%CPU 进程占用CPU的百分比
%MEM 进程占用物理内存的百分比
VSZ Virtual Memory Size，进程占用的虚拟内存大小
RSS Resident Set Size，进程占用的物理内存大小STAT 进程状态
STARTED 进程的启用时间
TIME 进程使用CPU的时间

ps命令用来查看目前系统中执行的进程

ps -a // 显示当前终端的所有进程信息
ps -u // 以用户的格式显示进程信息
ps -x // 显示后台进程运行的参数
ps -aux // 组合使用
ps -aux | grep xxx // 文本搜索
ps -ef // 以全格式显示当前所有的进程
ps -aux | grep bash // 查看终端进程
ps -aux | grep sshd // 查看远程连接进程

kill命令用来终止进程

1 2	kill [选项] 进程号 kill -9 进程号 // 强制终止进程

进程通信

分类

1、传统：管道、信号

2、System V：共享内存、消息队列、信号灯

3、BSD：套接字
管道

将前一个命令的标准输出作为后一个命令的标准输入，称之为管道

1、无名管道（匿名管道）

创建两个文件描述符，fd[0] 用于读管道，fd[1] 用于写管道

如果所有写进程都关闭了管道的写端时，read 返回 0，意味着文件的结束

只能以单工的方式通信

如果管道中无数据，则读进程将被挂起直到数据被写进管道

2、有名管道

创建命名管道除了使用 mkfifo 函数外，还可以使用 mknod 函数
- 区别
  
  无名管道只能用于具有亲缘关系的进程的通信
  
  有名管道可以使互不相关的两个进程实现彼此的通信
信号
- 信号通信机制可用于异步通信
- 信号处理函数：kill()、raise()、alarm()、signal()、sigaction()、pause()
- 常用信号
  
  SIGINT：interrupt request，中断请求信号（可屏蔽），在输入 Ctrl + C 后发出
  
  SIGQUIT：在输入 Ctrl + \ 后发出
  
  SIGKILL：立即结束程序的运行，不能被阻塞、处理和忽略

共享内存

最为高效的通信方式
适用于在进程间传输大量的数据
使用共享内存无法解决多个进程同时读写的冲突

指令

1 2	ipcs -m // 查看已经创建的共享内存情况 ipcrm -m 43 // 删除指定共享内存

shmget() 创建私有共享内存

int main() {
    system("ipcs -m");
    
    int shmid;
    shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 128, 0666);
    if (shmid < 0) {
        printf("failed!");
        return -1;
    }
    printf("success, shmid = %d\n", shmid);
    system("ipcs -m");
    return 0;
}

shmget() 用 key 来创建共享内存

int main() {
    system("ipcs -m");

    key_t key;
    key = ftok(".", "a"); // 创建 key
    if (key < 0) {
    	printf("key ERRER!");
    	return -2;
    }
    printf("key = %x\n", key);

    int shmid;
    shmid = shmget(key, 128, IPC_CREAT | 0666); // 传入 key
    if (shmid < 0) {
        printf("failed!");
        return -1;
    }
    printf("success, shmid = %d\n", shmid);
    system("ipcs -m");
    return 0;
}

shmat()
把创建的共享内存映射到具体的进程空间中
shmd()
撤销映射
shmctl()
传入 IPC_RMID 删除共享内存

消息队列
可以实现消息的随机查询，比 FIFO 具有更大的优势。这些消息存在于内核中
信号灯（信号量）
信号量可以用于实现多进程间的同步与互斥
- semget(key, nsems, semflg)
  创建信号量或获得系统已存在的信号量，key 是信号量的键值，nsems 是创建信号量的个数，semflg 是信号量的权限位
- semctl()
  初始化信号量
  传入 IPC_SETVAL 设置信号量的值
  传入 IPC_RMID 删除信号量
- semop()
  进行信号量的 PV 操作
套接字
套接字可用于不在同一台主机的两个进程通信

多线程

线程运行在用户空间
线程属性：

分离属性、堆栈大小、调度策略、优先级
生产者与消费者为何使用 3 个信号量：

avail 和 full 用于解决生产者和消费者线程之间的同步问题，mutex 用于这两个线程之间的互斥问题
avail 表示缓冲区中的空单元数，full 表示缓冲区中非空单元数，mutex 是互斥信号量
信号量的互斥

信号量的同步

网络

端口号是 16bit 的地址码，端口号和 IP 地址构成一个插口（socket）
一个完整的网络程序应该包含两个独立的程序，它们分别运行在客户端和服务器端
OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型
常见协议
网络接口层：ARP、RARP
网络层：ICMP、IP、IGMP
传输层：TCP、UDP
选择
TCP：对数据可靠性要求高的应用，网络状态不是很好的情况
UDP：对实时性要求高的应用
相同条件下 UDP 发送数据的速度要比 TCP 快
UDP 具有比 TCP 更好的网络性能，经常用于视频会议直播中
套接字类型
流式套接字、数据报套接字、原始套接字
TCP、UDP 流程

TCP

图 TCP流程

图 UDP流程