《拉鉤課程 - 重學操作系統 - Linux 指令入門》

1、進程是什麼?進程是應用的執行副本。應用的可執行文件是放在文件系統裏,把可執行文件啓動,就會在操作系統裏(具體來說是內存中)形成一個應用的副本,這個副本就是進程。

2、Linux 管道(Pipeline)的作用是在命令和命令之間,傳遞數據。比如說一個命令的結果,就可以作爲另一個命令的輸入。這裏說的命令就是進程。更準確地說,管道在進程間傳遞數據。

3、每個進程擁有自己的標準輸入流、標準輸出流、標準錯誤流。

  • 標準輸入流(用 0 表示)可以作爲進程執行的上下文(進程執行可以從輸入流中獲取數據)。
  • 標準輸出流(用 1 表示)中寫入的結果會被打印到屏幕上。
  • 如果進程在執行過程中發生異常,那麼異常信息會被記錄到標準錯誤流(用 2 表示)中。

4、重定向:具體來說 > 符號叫作覆蓋重定向;>> 叫作追加重定向。> 每次都會把目標文件覆蓋,>> 會在目標文件中追加(ls -l > out)。另外一種情況,可以把標準錯誤流重定向到標準輸出流,然後再重定向到文件(ls1 &> out 或者 ls1 > out 2>&1)。

5、管道和重定向很像,但是管道是一個連接一個進行計算,重定向是將一個文件的內容定向到另一個文件,這二者經常會結合使用。Linux 中的管道也是文件,有兩種類型的管道:

  • 匿名管道(Unnamed Pipeline),這種管道也在文件系統中,但是它只是一個存儲節點,不屬於任何一個目錄。說白了,就是沒有路徑。
  • 命名管道(Named Pipeline),這種管道就是一個文件,有自己的路徑。用 mkfifo 指令可以創建一個命名管道(mkfifo pipe1)。

6、去重可以使用 uniq 指令,uniq 指令能夠找到文件中相鄰的重複行,然後去重。

7、grep -v 是匹配不包含的結果, 比如:我們希望包含 Spring 但不包含 MyBatis 就可以這樣操作:

find ./ | grep Spring | grep -v MyBatis

^    # 錨定行的開始 如:'^grep'匹配所有以grep開頭的行。    
$    # 錨定行的結束 如:'grep$' 匹配所有以grep結尾的行。
.    # 匹配一個非換行符的字符 如:'gr.p'匹配gr後接一個任意字符,然後是p。    
*    # 匹配零個或多個先前字符 如:'*grep'匹配所有一個或多個空格後緊跟grep的行。  
--color=auto # 標記匹配顏色。 

8、wc -l 用來統計行數。比如:統計 Java 文件有多少行?(wc -l Client.java), 統計當前目錄下有多少個文件?(ls | wc -l)。

# 利用 nginx 的 access_log 統計網站的 PV(Page View),用戶每訪問一次頁面就是一次 PV
wc -l access.log

9、tee 指令從標準輸入流中讀取數據到標準輸出流,可以把中間的結果保存下來。比如:從當前目錄中找到所有含有 Spring 關鍵字的 Java 文件。tee 本身不影響指令的執行,但是 tee 會把 find 指令的結果保存到 JavaList 文件中。

find ./ -iname "*.java" | tee JavaList | grep Spring

10、xargs 指令從標準數據流中構造並執行一行行的指令。xargs 從輸入流獲取字符串,然後利用空白、換行符等切割字符串,在這些字符串的基礎上構造指令,最後一行行執行這些指令。比如:統計目錄下所有 Java 文件的行數。

find ./ -iname "*.java" | xargs wc -l

11、cat pipe1 後面增加了一個 & 符號。這個 & 符號代表指令在後臺執行,不會阻塞用戶繼續輸入。

cat pipe1 &

12、文件被創建後,初始的權限如何設置?文件被創建後的權限通常是 rw-rw-r--,也就是用戶、組維度不可以執行,所有用戶可讀。文件被創建後,文件的所屬用戶會被設置成創建文件的用戶,所屬用戶組是當時用戶所在的工作分組,如果沒有特別設置,那麼就屬於用戶所在的同名分組。

13、需要全部用戶都可以執行的指令,比如 ls,它們的權限如何分配?用戶維度可讀寫和執行,組維度和所有用戶可以讀和執行。到這裏你可能會有一個疑問:如果一個文件設置爲不可讀,但是可以執行,那麼結果會怎樣?答案當然是不可以執行,無法讀取文件內容自然不可以執行。

[[email protected] ~]# ls -l /usr/bin/ls
-rwxr-xr-x. 1 root root 117680 10月 31 2018 /usr/bin/ls

14、當用戶輸入一個文件名,如果沒有指定完整路徑,Linux 就會在一部分目錄中查找這個文件,你可以通過 echo $PATH 看到 Linux 會在哪些目錄中查找可執行文件。

15、內核是操作系統連接硬件、提供操作硬件、磁盤、內存分頁、進程等最核心的能力,並擁有直接操作全部內存的權限,因此內核不能把自己的全部能力都提供給用戶,而且也不能允許用戶通過 shell 指令進行調用。Linux 下內核把部分進程需要的系統調用以 C 語言 API 的形式提供出來。

16、優秀的權限架構主要目標是讓系統安全、穩定且用戶、程序之間相互制約、相互隔離。這要求權限系統中的權限劃分足夠清晰,分配權限的成本足夠低。因此,優秀的架構,應該遵循最小權限原則(Least Privilege)。

17、請簡述 Linux 權限劃分的原則? Linux 遵循最小權限原則。

  • 每個用戶掌握的權限應該足夠小,每個組掌握的權限也足夠小。實際生產過程中,最好管理員權限可以拆分,互相牽制防止問題。
  • 每個應用應當儘可能小的使用權限。最理想的是每個應用單獨佔用一個容器(比如 Docker),這樣就不存在互相影響的問題。即便應用被攻破,也無法攻破 Docker 的保護層。
  • 儘可能少的 root。如果一個用戶需要 root 能力,那麼應當進行權限包圍——馬上提升權限(比如 sudo),處理後馬上釋放權限。
  • 系統層面實現權限分級保護,將系統的權限分成一個個 Ring,外層 Ring 調用內層 Ring 時需要內層 Ring 進行權限校驗。

18、可不可以多個用戶都登錄 root,然後只用 root 賬戶?當然不行!舉個例子,你有一個 MySQL 進程執行在 root(最大權限)賬戶上,如果有黑客攻破了你的 MySQL 服務,獲得了在 MySQL 上執行 SQL 的權限,那麼,你的整個系統就都暴露在黑客眼前了。這會導致非常嚴重的後果。

黑客可以利用 MySQL 的 Copy From Prgram 指令爲所欲爲,比如先備份你的關鍵文件,然後再刪除他們,並要挾你通過指定賬戶打款。如果執行最小權限原則,那麼黑客即便攻破我們的 MySQL 服務,他也只能獲得最小的權限。當然,黑客拿到 MySQL 權限也是非常可怕的,但是相比拿到所有權限,這個損失就小多了。

19、ifconfig 命令被用於配置和顯示 Linux 內核中網絡接口的網絡參數。

ifconfig   #處於激活狀態的網絡接口
ifconfig -a  #所有配置的網絡接口,不論其是否激活
ifconfig eth0  #顯示eth0的網卡信息
ifconfig eth0  #顯示eth0的網卡信息
ifconfig eth0 mtu 1500    #設置能通過的最大數據包大小爲 1500 bytes
ifconfig eth0 arp    #開啓網卡eth0 的arp協議
ifconfig eth0 -arp   #關閉網卡eth0 的arp協議
ifconfig eth0 up     #啓動網卡
ifconfig eth0 down   #關閉網卡

20、netstat 命令用來打印 Linux 中網絡系統的狀態信息,可以讓你得知 Linux 系統的網絡情況。

# -a或--all:顯示所有連線中的Socket;
# -n或--numeric:直接使用ip地址,而不通過域名服務器;
# -l或--listening:顯示監控中的服務器的Socket;
# -r或--route:顯示Routing Table;
# -t或--tcp:顯示TCP傳輸協議的連線狀況;
# -u或--udp:顯示UDP傳輸協議的連線狀況;
# -p或--programs:顯示正在使用Socket的程序識別碼和程序名稱;
# -i或--interfaces:顯示網絡界面信息表單;
netstat -ap | grep java # 找出程序運行的端口
netstat -anp | grep 8081 | grep LISTEN | awk '{printf $7}' | cut -d/ -f1 # 通過端口找進程ID
netstat -ntu | grep :80 | awk '{print $5}' | cut -d: -f1 | awk '{++ip[$1]} END {for(i in ip) print ip[i],"\t",i}' | sort -nr # 查看連接某服務端口最多的的IP地址
netstat -nt | grep -e 127.0.0.1 -e 0.0.0.0 -e ::: -v | awk '/^tcp/ {++state[$NF]} END {for(i in state) print i,"\t",state[i]}' # TCP各種狀態列表
netstat -an | tail -n +3| grep TIME_WAIT | wc -l # 查看正在 TIME_WAIT 狀態的連接數量(netstat 會有兩行表頭,這兩行可以用 tail 過濾掉)

21、ss 比 netstat 好用的 socket 統計信息,iproute2 包附帶的另一個工具,允許你查詢 socket 的有關統計信息。

當服務器的 socket 連接數量變得非常大時,無論是使用 netstat 命令還是直接 cat /proc/net/tcp,執行速度都會很慢。可能你不會有切身的感受,但請相信我,當服務器維持的連接達到上萬個的時候,使用 netstat 等於浪費生命,而用 ss 纔是節省時間。

ss 快的祕訣在於,它利用到了 TCP 協議棧中 tcp_diag。tcp_diag 是一個用於分析統計的模塊,可以獲得Linux 內核中第一手的信息,這就確保了 ss 的快捷高效。當然,如果你的系統中沒有 tcp_diag,ss 也可以正常運行,只是效率會變得稍慢。

# -a, --all:顯示所有套接字(sockets)
# -n, --numeric:不解析服務名稱
# -l, --listening:顯示監聽狀態的套接字(sockets)
# -t, --tcp :僅顯示 TCP套接字(sockets)
# -u, --udp: 僅顯示 UCP套接字(sockets)
# -p, --processes:顯示使用套接字(socket)的進程
ss -s       # 顯示 Sockets 摘要
ss -l       # 列出所有打開的網絡連接端口
ss -pl      # 查看進程使用的 socket
ss  -tan|awk 'NR>1{++S[$1]}END{for (a in S) print a,S[a]}' # 查看TCP的連接狀態

22、awk 是一個處理文本的領域專有語言。那麼什麼是領域專有語言呢?英文是 Domain Specific Language。領域專有語言,就是爲了處理某個領域專門設計的語言。比如 awk 是用來分析處理文本的 DSL,html 是專門用來描述網頁的 DSL,SQL 是專門用來查詢數據的 DSL。

# 對 nginx 的 access.log 進行 pv (Page views)分組
awk '{print substr($4, 2, 11)}' access.log | sort | uniq -c
# 對 nginx 的 access.log 進行 UV(Uniq Visitor)分析,統計訪問人數,利用 IP 訪問進行統計
awk '{print $1}' access.log | sort | uniq -c | wc -l
# 對 nginx 的 access.log 進行按天分組分析每天的 UV 情況
awk '{print substr($4,2,11) " " $1}' access.log | sort | uniq | awk '{uv[$1]++;next}END{for (day in uv) print day, uv[day]}'

# 對 nginx 的 access.log 分組統計出哪些終端訪問了這些網站
awk -F\" '{print $6}' access.log | sort | uniq -c | sort -fr
# 對 nginx 的 access.log 分析出訪問量 Top 前三的網頁
awk '{print $7}' access.log | sort | uniq -c | head -n 3
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