Linux常用操作

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Jul 16, 2022
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Linux 常用操作：从入门到效率提升

无论是后端开发者、数据科学家，还是运维工程师，Linux 都是绕不开的强大工具。它稳定、高效、开源，是现代服务器和开发环境的基石。掌握常用的 Linux 命令，能极大地提升工作效率。
本文内容涵盖文件操作、进程监控、远程会话管理等核心领域。

1. Linux 命令的基本哲学

在开始之前，先了解 Linux 命令的基本格式和两个核心哲学。
命令格式:
  • command: 你要执行的命令，如 ls, cd。
  • options: 命令的选项或标志，通常以 (短选项，如 l) 或 - (长选项，如 -all) 开头，用于调整命令的行为。
  • arguments: 命令作用的对象，通常是文件名或路径。
核心哲学:
  1. 一切皆文件 (Everything is a file)：在 Linux 中，硬件设备、目录、网络连接等都被抽象为文件，这使得我们可以用统一的方式来处理它们。
  1. 组合小程序，完成复杂任务：Linux 提倡使用功能单一的小工具，通过管道（Pipe）将它们组合起来，像乐高积木一样搭建出强大的功能。

2. 文件与目录核心操作

这是最基础也是最频繁的操作。
命令
描述
常用示例
ls
列出目录中的文件和子目录。
ls -alh (列出所有文件，包括隐藏文件，并以人类可读的格式显示大小)
cd
切换当前工作目录。
cd /var/log (切换到指定目录) <br> cd .. (返回上一级目录) <br> cd ~ 或 cd (返回家目录)
pwd
显示当前所在的目录路径。
pwd
mkdir
创建新目录。
mkdir my_project <br> mkdir -p dir1/dir2 (-p 选项可以递归创建多层目录)
touch
创建一个空文件或更新文件时间戳。
touch new_file.txt
cp
复制文件或目录。
cp source.txt dest.txt <br> cp -r source_dir/ dest_dir/ (-r 选项用于递归复制整个目录)
mv
移动或重命名文件/目录。
mv old_name.txt new_name.txt (重命名) <br> mv file.txt /path/to/dest/ (移动)
rm
删除文件或目录。
rm file.txt <br> rm -r old_dir/ (-r 选项用于递归删除目录) <br> 警告：rm -rf / 是世界上最危险的命令，请谨慎使用 -rf！
chmod
修改文件或目录的权限。
chmod u+x script.sh (给文件的所有者 u 增加可执行权限 x) <br> chmod 755 script.sh (使用数字模式设置权限)

3. IO 重定向与管道

这是发挥 Linux "组合" 哲学威力的关键。
  • 管道 | 将上一个命令的标准输出 (stdout) 连接到下一个命令的标准输入 (stdin)。 示例：查找所有 Python 相关的进程。
    • 重定向 > 和 >> 将命令的输出重定向到文件，而不是显示在屏幕上。
      • > (覆盖)：如果文件存在，则覆盖其内容；如果不存在，则创建新文件。
      • >> (追加)：如果文件存在，则将输出追加到文件末尾；如果不存在，则创建新文件。
        • 示例：
    • 标准输出与标准错误 Linux 中有两个主要的输出流：
      • 1: 标准输出 (stdout)
      • 2: 标准错误 (stderr) 默认情况下，> 只重定向标准输出。要同时重定向两者，可以使用 2>&1。 示例：将命令的所有输出（包括错误信息）都保存到文件。

    4. 进程监控与管理

    实时了解系统正在运行什么，并对它们进行管理。
    • ps -aux 静态查看当前系统的所有进程。
      • USER: 进程所有者
      • PID: 进程 ID，是进程的唯一标识。
      • %CPU: CPU 使用率。
      • %MEM: 内存使用率。
      • STAT: 进程状态 (R:运行, S:睡眠, Z:僵尸)。
      • COMMAND: 启动进程的命令。
    • top 动态、实时地显示系统进程状态，相当于任务管理器。
      • PID, USER, %CPU, %MEM, COMMAND: 与 ps 类似。
      • PR: 优先级。
      • NI: Nice 值，负值表示高优先级。
      • 在 top 界面，可以按 P (按CPU排序)，M (按内存排序)，q (退出)。
    • kill 向进程发送信号，通常用于终止进程。

      5. GPU 资源监控 (AI/ML 必备)

      对于进行深度学习等计算密集型任务的用户，nvidia-smi 是必不可少的工具。
      • nvidia-smi 实时监控 NVIDIA GPU 的状态。
        • Fan: 风扇转速。
        • Temp: GPU 温度。
        • Perf: 性能状态 (P0 最高，P12 最低)。
        • Pwr:Usage/Cap: 当前功耗 / 总功耗。
        • Memory-Usage: 显存使用量，这是最常关注的指标。
        • GPU-Util: GPU 利用率。
        • 下方会列出当前正在使用 GPU 的进程及其 PID 和显存占用。
      • 指定使用的 GPU 当服务器有多张 GPU 时，可以通过环境变量 CUDA_VISIBLE_DEVICES 来指定程序在哪张卡上运行。 命令行中指定：
          • 在 Python 脚本中指定：

      6. 文本编辑神器：Vim

      Vim 是 Linux 环境下强大的文本编辑器，虽然学习曲线陡峭，但回报巨大。
      • 三种模式
          1. 正常模式 (Normal Mode): 默认模式，用于移动光标、删除、复制、粘贴文本。
          1. 插入模式 (Insert Mode): 用于输入文本。按 i, a, o 等键从正常模式进入。按 Esc 返回正常模式。
          1. 命令模式 (Command Mode): 在正常模式下按 : 进入，用于保存、退出、搜索等。
      • 常用操作
        • dd: 删除整行。
        • yy: 复制整行。
        • p: 粘贴。
        • u: 撤销。
        • Ctrl + r: 重做（反撤销）。
        • :w: 保存。
        • :q: 退出。
        • :wq: 保存并退出。
        • :q!: 强制退出（不保存）。

      7. 环境配置与解压缩

      • 配置文件
        • .bashrc 或 .profile: 用户家目录下的隐藏文件，用于定义用户的环境变量和别名。
        • export PATH=$PATH:/path/to/my/bin: 临时将一个新路径添加到 PATH 环境变量中，使其下的可执行文件能被直接调用。将此行写入 .bashrc 可使其永久生效（需 source ~/.bashrc 或重开终端）。
      • 别名 alias 为长命令创建快捷方式，写入 .bashrc 中。
        • 解压缩
          • tar (常用于 .tar.gz 或 .tgz 文件)
            • 解压: tar -xzvf archive.tar.gz
            • 压缩: tar -czvf archive.tar.gz directory_to_compress/
          • zip/unzip
            • 解压: unzip archive.zip
            • 压缩: zip -r archive.zip directory_to_compress/

        8. 让程序在后台运行

        当需要运行耗时很长的任务，并且希望关闭终端后程序依然运行时，以下工具至关重要。
        • nohup "No Hang Up" 的缩写，让命令在退出终端后继续运行，默认输出会重定向到 nohup.out 文件。
            • & 符号表示将命令放到后台执行。
        • screen 一个更强大的工具，可以创建多个虚拟终端会话，并随时分离（detach）和重新连接（reattach）。
            1. 新建会话: screen -S my_session_name
            1. 在会话中运行程序: python my_app.py
            1. 分离会话: 按 Ctrl + a 然后按 d。此时你可以安全地关闭终端。
            1. 列出所有会话: screen -ls
            1. 重新连接会话: screen -r my_session_name

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