《MIT缺失的一课》笔记：一、课程概览与 shell

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记录

  • 课程动机：挖掘现有工具的潜力，探索开发更多工具

  • 课程结构：11课时，每个课时关注一个 特定的主题

  • 课程主题：The Shell

  • shell是什么：它允许你执行程序，输入并获取某种半结构化的输出

  • 使用shell：shell 是一个编程环境，所以它具备变量、条件、循环和函数。当你在 shell 中执行命令时，您实际上是在执行一段 shell 可以解释执行的简短代码。如果你要求 shell 执行某个指令，但是该指令并不是 shell 所了解的编程关键字，那么它会去咨询 环境变量 $PATH，它会列出当 shell 接到某条指令时，进行程序搜索的路径。当我们执行 echo 命令时，shell 了解到需要执行 echo 这个程序，随后它便会在 $PATH 中搜索由 : 所分割的一系列目录，基于名字搜索该程序。当找到该程序时便执行（假定该文件是 可执行程序，后续课程将详细讲解）。确定某个程序名代表的是哪个具体的程序，可以使用 which 程序。我们也可以绕过 $PATH，通过直接指定需要执行的程序的路径来执行该程序。

  • 在shell中导航：shell 中的路径是一组被分割的目录，在 Linux 和 macOS 上使用 / 分割，而在Windows上是 \。路径 / 代表的是系统的根目录，所有的文件夹都包括在这个路径之下，在Windows上每个盘都有一个根目录（例如： C:\）。 我们假设您在学习本课程时使用的是 Linux 文件系统。如果某个路径以 / 开头，那么它是一个 绝对路径，其他的都是 相对路径 。相对路径是指相对于当前工作目录的路径，当前工作目录可以使用 pwd 命令来获取。此外，切换目录需要使用 cd 命令。在路径中，. 表示的是当前目录，而 .. 表示上级目录。

  • 在程序间创建连接：在 shell 中，程序有两个主要的“流”：它们的输入流和输出流。 当程序尝试读取信息时，它们会从输入流中进行读取，当程序打印信息时，它们会将信息输出到输出流中。 通常，一个程序的输入输出流都是您的终端。也就是，您的键盘作为输入，显示器作为输出。最简单的重定向是 < file 和 > file。这两个命令可以将程序的输入输出流分别重定向到文件。还可以使用 >> 来向一个文件追加内容。使用管道（ pipes ），我们能够更好的利用文件重定向。操作符 | 允许我们将一个程序的输出和另外一个程序的输入连接起来。

  • 根用户：对于大多数的类 Unix 系统，有一类用户是非常特殊的，那就是：根用户（root user）。 您应该已经注意到了，在上面的输出结果中，根用户几乎不受任何限制，他可以创建、读取、更新和删除系统中的任何文件。 通常在我们并不会以根用户的身份直接登录系统，因为这样可能会因为某些错误的操作而破坏系统。 取而代之的是我们会在需要的时候使用 sudo 命令。顾名思义，它的作用是让您可以以 su（super user 或 root 的简写）的身份执行一些操作。 当您遇到拒绝访问（permission denied）的错误时，通常是因为此时您必须是根用户才能操作。然而，请再次确认您是真的要执行此操作。有一件事情是您必须作为根用户才能做的，那就是向 sysfs 文件写入内容。系统被挂载在 /sys 下，sysfs 文件则暴露了一些内核（kernel）参数。 因此，您不需要借助任何专用的工具，就可以轻松地在运行期间配置系统内核。注意 Windows 和 macOS 没有这个文件。

简化

  • shell是编程环境

  • shell解析命令程序

  • 绝对路径 与 相对路径 

  • 程序间创建链接

  • 根用户

  • 命令： echo 、 which 、 pwd 、 cd、 ls、mv、 cp、mkdir、 man、 sudo、 touch及 chmod

讲述

  • shell是一个编程环境，具备变量、条件、循环和函数

  • shell解析命令程序，当在shell中执行命令时，实际在执行shell可以解释执行的简短代码

  • 绝对路径以 / 开头，那么它是一个 绝对路径，其他的都是 相对路径 

  • 程序间创建的链接，如|、>、和 < 是通过 shell 执行的，而不是被各个程序单独执行

  • 遇到拒绝访问的错误时，通常需使用根用户权限才能执行

  • 推荐掌握的命令： echo （打印参数）、 which （确定某个程序名代表的是哪个具体的程序）、 pwd （获取当前工作目录的路径）、 cd（切换目录）、 ls（查看指定目录下包含哪些文件）、mv（用于重命名或移动文件）、 cp（拷贝文件）、mkdir（新建文件夹）、 man（查询程序参数、输入输出的信息）、 sudo（以 su【super user 或 root 的简写】的身份执行）、 touch（新建文件）及 chmod（改变权限）

思考

1. echo命令详解

输出指定的字符串或者变量

补充说明

echo命令 用于在shell中打印shell变量的值，或者直接输出指定的字符串。linux的echo命令，在shell编程中极为常用, 在终端下打印变量value的时候也是常常用到的，因此有必要了解下echo的用法echo命令的功能是在显示器上显示一段文字，一般起到一个提示的作用。

语法

echo(选项)(参数)

选项

-e：启用转义字符。
-E: 不启用转义字符（默认）
-n: 结尾不换行

使用-e选项时，若字符串中出现以下字符，则特别加以处理，而不会将它当成一般文字输出：

  • \a 发出警告声；
  • \b 删除前一个字符；
  • \c 不产生进一步输出 (\c 后面的字符不会输出)；
  • \f 换行但光标仍旧停留在原来的位置；
  • \n 换行且光标移至行首；
  • \r 光标移至行首，但不换行；
  • \t 插入tab；
  • \v 与\f相同；
  • \\ 插入\字符；
  • \nnn 插入 nnn（八进制）所代表的ASCII字符；

参数

变量：指定要打印的变量。

实例

/bin/echo Hello, world!

在上面的命令中，两个词（Hello 和 world！）作为单独的参数传递给 echo，并且 echo 按顺序打印它们，用空格分隔

下一个命令产生相同的输出：

/bin/echo 'Hello, World!'

但是，与第一个示例不同，上述命令提供了单引号字符串 'Hello, world!' 作为一个单一的一个参数。

单引号将可靠地保护它免受 shell 解释，将特殊字符和转义序列逐字传递给 echo。

例如，在 bash shell 中，变量名前面有一个美元符号 ($)。 在下一个命令中，引号内的变量名按字面意思处理； 在引号之外，它被转换为它的值。

/bin/echo 'The value of $PATH is' $PATH
# The value of $PATH is
# /home/hope/bin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

用echo命令打印带有色彩的文字：

文字色：

# 这段命令在我的Mac上没有执行成功
echo -e "\e[1;31mThis is red text\e[0m"
This is red text
  • \e[1;31m 将颜色设置为红色
  • \e[0m 将颜色重新置回

颜色码：重置=0，黑色=30，红色=31，绿色=32，黄色=33，蓝色=34，洋红=35，青色=36，白色=37

# 这段执行成功
echo -e "\x1b[30;1m 0 黑色 \x1b[0m"\
"\x1b[31;1m 1 红色 \x1b[0m"\
"\x1b[32;1m 2 绿色 \x1b[0m"\
"\x1b[33;1m 3 黄色 \x1b[0m"\
"\x1b[34;1m 4 蓝色 \x1b[0m"\
"\x1b[35;1m 5 洋红 \x1b[0m"\
"\x1b[36;1m 6 青色 \x1b[0m"\
"\x1b[37;1m 7 白色 \x1b[0m"

背景色 ：

# 这段也没执行成功
echo -e "\e[1;42mGreed Background\e[0m"
Greed Background

颜色码：重置=0，黑色=40，红色=41，绿色=42，黄色=43，蓝色=44，洋红=45，青色=46，白色=47

文字闪动：

# 这段执行成功
echo -e "\033[37;31;5mMySQL Server Stop...\033[39;49;0m"

红色数字处还有其他数字参数：0 关闭所有属性、1 设置高亮度（加粗）、4 下划线、5 闪烁、7 反显、8 消隐

输出内容结尾不添加换行符

echo -n 'hello'

2. touch命令详解

创建新的空文件

补充说明

touch命令 有两个功能：一是用于把已存在文件的时间标签更新为系统当前的时间（默认方式），它们的数据将原封不动地保留下来；二是用来创建新的空文件。

语法

touch(选项)(参数)

选项

-a：或--time=atime或--time=access或--time=use  只更改存取时间；
-c：或--no-create  不建立任何文件；
-d：<时间日期> 使用指定的日期时间，而非现在的时间；
-f：此参数将忽略不予处理，仅负责解决BSD版本touch指令的兼容性问题；
-m：或--time=mtime或--time=modify  只更该变动时间；
-r：<参考文件或目录>  把指定文件或目录的日期时间，统统设成和参考文件或目录的日期时间相同；
-t：<日期时间>  使用指定的日期时间，而非现在的时间；
--help：在线帮助；
--version：显示版本信息。

参数

文件：指定要设置时间属性的文件列表。

实例

touch ex2

在当前目录下建立一个空文件ex2，然后，利用ls -l命令可以发现文件ex2的大小为0，表示它是空文件。

批量创建文件

touch file{1..5}.txt

创建 job1.md 文件，并写入 job 1

echo "job 1" > job1.md

3. chmod命令详解

用来变更文件或目录的权限

概要

chmod [OPTION]... MODE[,MODE]... FILE...
chmod [OPTION]... OCTAL-MODE FILE...
chmod [OPTION]... --reference=RFILE FILE...

主要用途

  • 通过符号组合的方式更改目标文件或目录的权限。
  • 通过八进制数的方式更改目标文件或目录的权限。
  • 通过参考文件的权限来更改目标文件或目录的权限。

参数

mode：八进制数或符号组合。

file：指定要更改权限的一到多个文件。

选项

-c, --changes：当文件的权限更改时输出操作信息。
--no-preserve-root：不将'/'特殊化处理，默认选项。
--preserve-root：不能在根目录下递归操作。
-f, --silent, --quiet：抑制多数错误消息的输出。
-v, --verbose：无论文件是否更改了权限，一律输出操作信息。
--reference=RFILE：使用参考文件或参考目录RFILE的权限来设置目标文件或目录的权限。
-R, --recursive：对目录以及目录下的文件递归执行更改权限操作。
--help：显示帮助信息并退出。
--version：显示版本信息并退出。

返回值

返回状态为成功除非给出了非法选项或非法参数。

例子

参考man chmod文档的DESCRIPTION段落得知：

  • u符号代表当前用户。
  • g符号代表和当前用户在同一个组的用户，以下简称组用户。
  • o符号代表其他用户。
  • a符号代表所有用户。
  • r符号代表读权限以及八进制数4。
  • w符号代表写权限以及八进制数2。
  • x符号代表执行权限以及八进制数1。
  • X符号代表如果目标文件是可执行文件或目录，可给其设置可执行权限。
  • s符号代表设置权限suid和sgid，使用权限组合u+s设定文件的用户的ID位，g+s设置组用户ID位。
  • t符号代表只有目录或文件的所有者才可以删除目录下的文件。
  • +符号代表添加目标用户相应的权限。
  • -符号代表删除目标用户相应的权限。
  • =符号代表添加目标用户相应的权限，删除未提到的权限。
linux文件的用户权限说明：

# 查看当前目录（包含隐藏文件）的长格式。
ls -la
  -rw-r--r--   1 user  staff   651 Oct 12 12:53 .gitmodules

# 第1位如果是d则代表目录，是-则代表普通文件。
# 更多详情请参阅info coreutils 'ls invocation'（ls命令的info文档）的'-l'选项部分。
# 第2到4位代表当前用户的权限。
# 第5到7位代表组用户的权限。
# 第8到10位代表其他用户的权限。

# 添加组用户的写权限。
chmod g+w ./test.log
# 删除其他用户的所有权限。
chmod o= ./test.log
# 使得所有用户都没有写权限。
chmod a-w ./test.log
# 当前用户具有所有权限，组用户有读写权限，其他用户只有读权限。
chmod u=rwx, g=rw, o=r ./test.log
# 等价的八进制数表示：
chmod 764 ./test.log
# 将目录以及目录下的文件都设置为所有用户拥有读写权限。
# 注意，使用'-R'选项一定要保留当前用户的执行和读取权限，否则会报错！
chmod -R a=rw ./testdir/
# 根据其他文件的权限设置文件权限。
chmod --reference=./1.log  ./test.log

注意

  1. 该命令是GNU coreutils包中的命令，相关的帮助信息请查看man chmod或info coreutils 'chmod invocation'。

  2. 符号连接的权限无法变更，如果用户对符号连接修改权限，其改变会作用在被连接的原始文件。

  3. 使用-R选项一定要保留当前用户的执行和读取权限，否则会报错！

复习

  • 掌握echo、touch、chmod等命令
  • 回顾原文示例代码
  • 动手写写

课程