一看就懂的Linux Shell的基础使用（一）
前言
最近在学习MIT的“计算机科学教育中缺失的一课（The Missing Semester of Your CS Education）”，这篇博客既是shell常用命令的备忘，也是这门课程的学习笔记。
shell
shell是操作系统为用户提供交互界面的命令行解释器的统称，例如Windows中的cmd就是一种shell。Bash 是其中最流行的一种。Bash 是 Bourne Again shell 的简称，其他的shell还有：zsh、fish、csh等。
你需要使用一个类Unix shell来完成文中所提到的操作。你可以：
- 使用安装了Linux的电脑
- 使用Linux虚拟机
- 使用WSL(Windows Subsystem for Linux)。
使用shell
进入shell，可以看到这样的一行提示：
1 | cyrus:~$ |
cyrus代表当前用户的用户名，也可以使用echo $USER来查看；~代表当前所在路径，也可以使用pwd来查看；$是命令提示符，提示用户现在可以输入命令了。
~是表示用户的家目录，非root用户的~代表/home/$USER/，而root用户的~代表/root。
直接输入一个程序的名称就可以运行，例如，Linux中有一个程序叫做date，直接输入程序的名字，就可以运行它，这个程序将输出当前的时间：
1 | cyrus:~$ date |
程序可以附加参数，例如：
1 | cyrus:~$ echo hello |
这里的“hello”，就是传给程序echo的参数。echo程序的功能就是输出它的参数。参数和程序名、参数与参数之间都要使用空格隔开。如果参数里包含空格，可以用'或"将参数包裹起来，或者在空格前面加上一个反斜杠转义（如My\ Photos会被转义成My Photos）
shell怎么知道这些程序在哪里呢？其实shell会在$PATH里面的路径寻找。这里的$PATH和上面的$USER都是shell中的变量，$表示引用变量，提示shell把$变量名替换成变量的值。$PATH储存了多个路径，用“:”隔开，提示了shell去哪里找这个程序。你也可以使用which来查找某一个程序的具体位置。输入程序的完整路径，也可以绕过$PATH运行程序。
想要了解更多关于PATH的内容可以查看我的另一篇博客
1 | cyrus:~$ echo $PATH |
路径、pwd、cd
在Linux和MacOS中，路径使用/分隔，而在Windows中是\。在Linux和MacOS中，路径从/开始，代表根目录（包含了所有目录）；在Windows中，路径从盘符开始，如C:\。
以/开头的路径叫绝对路径，否则就是相对路径。pwd（print working directory的缩写）可以显示当前所在的绝对路径，cd（change directory的缩写）可以改变当前所在路径。
.代表当前所在目录，..代表父目录。
1 | cyrus:~$ pwd |
注意输入cd命令后，“cyrus:”后面的路径改变了。
输入cd -可以移动到上次所在的目录，相当于cd $OLDPWD，非常方便。
1 | cyrus:/$ cd ~ |
常用的快捷键
最常用的两个
- 在shell中输入路径时，可以按Tab来自动补全文件名。
- 在shell中按↑/↓方向键，可以浏览历史命令。
也很重要的其他
- Ctrl + A 可以跳转到行首（助记：a是第一个字母，所以是行首）
- Ctrl + E 可以跳转到行尾（助记：e -> end）
- Ctrl + R 打开历史命令搜索，可以搜索之前使用过的指令，非常好用
- Ctrl + L 清屏，和使用
clear命令效果相同 - Ctrl + C 强行终止当前程序
ls
ls（list的缩写）可以列出当前目录下有什么：
1 | cyrus:/$ ls |
绝大多数程序都可以接受以-开头的参数来改变程序的行为。例如，-h或--help一般会输出程序的帮助文本，如：
1 | cyrus:/$ ls --help |
显示ls的帮助只能使用--help而不能使用-h，因为-h已经被其他功能占用了
其中有一行
1 | -l use a long listing format |
根据这个内容，我们给ls命令附加上-l参数，有：
1 | cyrus:/home$ ls -l |
-l参数非常有用，可以列出详细信息。
第一列的第一个字符是d代表这是一个文件夹，下面列出了可能的类型：
| 标识符 | 类型 | 英文 |
|---|---|---|
| – | 常规文件 | regular file |
| d | 文件目录 | directory |
| c | 字符设备文件 | character device file |
| b | 块设备文件 | block device file |
| s | 本地socket文件 | local socket file |
| p | 命名管道 | named pipe |
| l | 符号链接 | symbolic link |
然后是九个字符描述了使用此文件的权限，三个字符为一组分成三组，分别表示文件持有者、文件持有组、和其他用户的权限。每组的三个字符中，r、w、x分别代表read读、write写、execute执行权限，-代表没有权限。
例如rwxr-xr--代表文件持有者可以读、写、运行此文件，文件持有组可以读、运行此文件，其他用户只能读此文件。
第二列是有多少“ 硬链接 ”指向这个文件。
第三列和第四列，分别是文件持有者和文件持有组的名称
第五列是文件大小，默认以byte为单位，如果想要显示成“8M”,“13K”这种形式，只需要为ls命令附加上-h参数。
第六列就是文件的修改时间，即mtime。
最后一列就是文件名
man
man可以显示一个命令的详细帮助文档，输入man ls，会显示比ls --help更加详细的命令使用帮助。
<、>、>>、|
“< 文件"可以使用文件作为程序的输入，”> 文件"可以将程序的输出保存到文件中（不存在就会被创建）
1 | cyrus:~$ echo hello > hello.txt |
上面cat的作用是将文件的内容展示到命令行输出。
“>”会覆盖原来存在的文件，如果文件不存在，会创建一个新文件并写入。
如果不想原来存在的文件被覆盖，而是想将新的内容加在文件末尾，可以使用“>>”
“|”长得像一个管道，它的作用就是像管道一样连接两个程序的输入与输出，它会把前面的程序的输出作为后面的程序的输入。
1 | cyrus:~$ ls -l / | tail -n1 |
这里的tail -n1表示将取输入的最后一行并输出。
touch、mkdir、mv、cp、rm
touch 文件名有两个作用：
mkdir 目录名（make directory）可以创建新的文件夹，例：
1 | cyrus:~$ mkdir new_dir |
mv 源 目标（move），可以用来移动文件/文件夹，也可以用来重命名文件/文件夹。
根据“源”和“目标”的不同，mv会做出以下不同的行为：
- 移动：如果目标是一个存在的路径，则源会被移动到此目录下，名称不变。
- 重命名：否则，则源文件名会变为此目标文件名，如果存在同名文件，则会覆盖己存在的同名文件。
cp（copy）的使用和mv很像，会在目标目录下生成一个副本，如果需要复制一个文件夹，需要附加-r参数（recursive 递归的缩写），来递归地拷贝文件夹下所有文件。
rm 目标（remove）可以删除文件或目录，如果要删除的是一个目录，也需要附加-r参数，来执行递归地删除。默认情况下，rm命令需要你逐个确认你是否确定删除这个文件，附加-f参数可以无需再次确认， 使用-f时请保证你真的要删除，没有再次确定的机会了
#
#表示注释，#后的文本会被忽略。
1 | cyrus:~$ echo hello |
\、'、"
在shell中，有一些字符不能直接作为参数的一部分传递，例如!、$、 、#、\。
使用反斜杠\可以转义单个字符，使其正常输出：
1 | cyrus:~$ echo hello$world |
使用单引号'括起来，可以让字符串原样输出，不进行转义和替换
1 | cyrus:~$ echo 'hello\\world' |
使用双引号"括起来的字符串仍然会被转义，参见Quoting。
1 | cyrus:~$ echo '$SHELL' |
sudo
Linux系统中有一个用户的身份是特殊的，那就是 root 用户，root用户拥有最高的权限，可以做几乎任何事情，直接登录到root用户是很危险的，因为你可能一不小心就利用root权限做出了一些破环性的操作（例如：误删除数据、全局修改了关键系统设置），因此，常常使用sudo 命令（意思是 do as superuser），来使用超级用户权限执行命令，这样可以让你能再次确认你的操作无误。
当你输入一个命令，发现命令行输出了“Permission denied”，很可能就是你没有合适的权限执行这个命令，只要在原命令前加上sudo就可以解决。
第一次sudo时，会输出一段这样的提示：
1 | We trust you have received the usual lecture from the local System |
翻译如下：
1 | 我们确信您已经收到了本地系统管理员的例行讲解。 |
“With great power comes great responsibility.”，使用root权限时要时刻提醒自己，谨慎对待每一个命令。
下面有一个来自 MIT Missing Semester 的例子，指出了使用sudo的一个常见误区：
例如，您笔记本电脑的屏幕亮度写在
brightness文件中，它位于
通过将数值写入该文件，我们可以改变屏幕的亮度。现在，蹦到您脑袋里的第一个想法可能是：
2
3
4
5
6
>/sys/class/backlight/thinkpad_screen/brightness
>$ cd /sys/class/backlight/thinkpad_screen
>$ sudo echo 3 > brightness
>An error occurred while redirecting file 'brightness'
>open: Permission denied出乎意料的是，我们还是得到了一个错误信息。毕竟，我们已经使用了
sudo命令！关于 shell，有件事我们必须要知道。|、>、和<是通过 shell 执行的，而不是被各个程序单独执行。echo等程序并不知道|的存在，它们只知道从自己的输入输出流中进行读写。 对于上面这种情况， shell (权限为您的当前用户) 在设置sudo echo前尝试打开 brightness 文件并写入，但是系统拒绝了 shell 的操作因为此时 shell 不是根用户。明白这一点后，我们可以这样操作：
因为打开 /sys 文件的是 tee 这个程序，并且该程序以 root 权限在运行，因此操作可以进行。 这样您就可以在 /sys 中愉快地玩耍了，例如修改系统中各种LED的状态（路径可能会有所不同）：
chmod
前面我们提到了文件的三种权限rwx，使用chmod可以调整这些权限。
chmod可以使用两种语法，字符串语法和数字语法。
字符串语法
- 用
ugoa四个字母表示设置哪些人的权限 - 用
+-=三个字母表示如何改变权限 - 用
rwx表示什么权限
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| u | user，文件的拥有者 |
| g | group，文件拥有者所在的组的其他人 |
| o | others，除了ug的其他人 |
| a | all，所有人 |
| + | 添加权限 |
| - | 减少权限 |
| = | 设置权限 |
| r | read，读取 |
| w | write，写入 |
| x | execute，执行 |
例如：
chmod ug+rw file表示文件拥有者所在的组的所有人添加读取和写入file的权限。
chmod a-w file表示所有人都不能写入file。
chmod ug=rwx,o=x file表示文件拥有者所在的组的所有人都可以读、写、运行file，其他人只能运行file
八进制数字语法
一共有三种权限rwx，，可以使用8个数字来表示某种人的权限，权限又分为针对三种人ugo，于是，一个文件的权限可以用三个0-7的数字表示。
rwx三种权限从高位到低位可以组成一个三位二进制数，0代表没有这种权限，1代表有，再将这个二进制数转化成八进制（或者十进制，在这里结果是一样的），就得到了对应的数字，下面列出了0-7对应的权限：
| 八进制 | 二进制 | 权限 |
|---|---|---|
| 0 | 000 | — |
| 1 | 001 | –x |
| 2 | 010 | -w- |
| 3 | 011 | -wx |
| 4 | 100 | r– |
| 5 | 101 | r-x |
| 6 | 110 | rw- |
| 7 | 111 | rwx |
例如：
-
chmod 777 file代表所有人都有file的所有权限 -
chmod 755 file代表file的权限是rwxr-xr-x
755是创建新文件夹的默认权限 -
chmod 644 file代表file的权限是rw-r--r--
644是创建新文件的默认权限
使用数字来设置权限，可以仅仅用三个字符就设置好每一个权限，非常方便快捷。
相关链接
MIT The Missing Semester of Your CS Education
GNU manual documents
本文属于系列文章：一看就懂的Linux Shell的基础使用
微信
