🐧 Linux 入门到实战

🎯 第一章：操作系统概述

什么是操作系统？

操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

操作系统的主要功能

进程管理：负责程序的加载、执行、调度与终止内存管理：分配和管理系统内存资源文件系统管理：提供文件存储、访问、保护机制设备管理：管理各类硬件设备的驱动与访问用户接口：提供命令行或图形化操作界面

主流操作系统对比

🐧 第二章：Linux 系统概述

Linux 的历史由来

Linux 诞生于1991年，由芬兰赫尔辛基大学的学生林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）开发。当时林纳斯不满意Minix（一个教学用的类Unix操作系统），决定开发一个自由的操作系统内核。

发展历程：

• 1991年：Linux 0.01版本发布
• 1992年：采用GPL许可证，成为自由软件
• 1993年：Slackware等早期发行版出现
• 1994年：Linux 1.0正式发布
• 2003年：Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 发布
• 2004年：CentOS项目启动（基于RHEL的免费版本）

Linux 的核心特点

开源免费：源代码公开，可自由使用、修改和分发稳定可靠：可连续运行数年而不需要重启安全高效：权限管理机制完善，病毒较少强大的网络功能：原生支持各种网络协议和服务丰富的软件生态：拥有大量的开源软件支持

Linux 发行版家族

Red Hat系列：RHEL、CentOS、FedoraDebian系列：Debian、Ubuntu、Linux MintSUSE系列：SUSE Linux Enterprise、openSUSEArch系列：Arch Linux、Manjaro

🛠️ 第三章：Linux 系统环境搭建

VMware 虚拟机安装配置

5.0 安装前准备

硬件要求：

• CPU：双核以上，支持虚拟化技术（Intel VT-x或AMD-V）
• 内存：8GB以上（建议分配4GB给虚拟机）
• 硬盘：100GB以上可用空间
• 网络：稳定的网络连接

软件准备：

• VMware Workstation Pro 16.x 或更高版本
• CentOS 7 ISO镜像文件（CentOS-7-x86_64-DVD-2009.iso）

VMware 安装步骤

1. 下载安装包：从VMware官网下载Workstation Pro安装程序
2. 运行安装向导：双击安装包，按提示完成安装
3. 输入许可证：输入购买的产品密钥或选择试用
4. 完成安装：重启系统确保虚拟机服务正常启动

CentOS 7 虚拟机创建

1. 新建虚拟机：

文件 → 新建虚拟机 → 典型(推荐) → 下一步

1. 选择安装源：

安装程序光盘映像文件(iso) → 浏览选择CentOS-7-x86_64-DVD-2009.iso

1. 配置虚拟机信息：

客户机操作系统：Linux
版本：CentOS 7 64位
虚拟机名称：CentOS7-BigData
位置：D:\VMware\CentOS7-BigData

1. 指定磁盘容量：

最大磁盘大小：100GB
选择：将虚拟磁盘存储为单个文件

1. 自定义硬件配置：

内存：4096MB
处理器：2个
网络适配器：NAT模式
CD/DVD：使用ISO镜像文件

CentOS 7 系统安装

1. 启动虚拟机，选择"Install CentOS 7"

2. 语言选择：中文 → 简体中文（中国）

3. 安装信息摘要配置：

日期和时间：

地区：亚洲
城市：上海

键盘布局：

添加：汉语

语言支持：

添加：中文（简体，中国）

安装源：

选择：本地介质

软件选择：

选择：基础设施服务器
附加选项：开发工具

安装位置：

选择：我要配置分区
分区方案：
/boot：1GB（标准分区）
swap：4GB（标准分区）
/：剩余空间（LVM）

网络和主机名：

主机名：bigdata-node01
网络配置：打开以太网连接

1. 开始安装，设置root密码和创建用户

网络配置详解

配置静态IP地址

1. 查看当前网络配置：

ip addr show

1. 编辑网络配置文件：

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

1. 配置文件内容（详细解释每个参数）：

TYPE="Ethernet"# 网络类型：以太网
BOOTPROTO="static"# 获取IP方式：static静态IP、dhcp动态IP、none不指定
DEFROUTE="yes"# 是否设置为默认路由：yes是、no否
IPV4_FAILURE_FATAL="no"# IPv4失败时是否致命：no继续、yes停止
IPV6INIT="yes"# 是否启用IPv6：yes启用、no禁用
IPV6_AUTOCONF="yes"# IPv6是否自动配置：yes是、no否
IPV6_DEFROUTE="yes"# IPv6是否默认路由：yes是、no否
IPV6_FAILURE_FATAL="no"# IPv6失败时是否致命：no继续、yes停止
NAME="ens33"# 网络连接名称
UUID="xxxx-xxxx-xxxx-xxxx"# 唯一标识符
DEVICE="ens33"# 设备名称
ONBOOT="yes"# 开机是否启动：yes启动、no不启动
IPADDR="192.168.1.100"# IP地址
NETMASK="255.255.255.0"# 子网掩码
GATEWAY="192.168.1.1"# 默认网关
DNS1="8.8.8.8"# 主DNS服务器
DNS2="114.114.114.114"# 备用DNS服务器

1. 重启网络服务：

systemctl restart network

1. 验证网络连接：

ping www.baidu.com

主机名配置

1. 临时修改主机名：

hostname bigdata-node01

1. 永久修改主机名：

hostnamectl set-hostname bigdata-node01

1. 配置hostname文件（永久修改）：

echo"主机名" >> /etc/hostname

💻 第四章：Linux 常用命令详解

4.1 文件和目录操作命令

ls 命令 - 列出目录内容

命令格式：ls [选项] [路径]

常用参数：

• -a, --all：显示所有文件，包括隐藏文件（以.开头的文件）
• -l：使用长格式显示详细信息（权限、所有者、大小、时间等）
• -h, --human-readable：以人类可读的方式显示文件大小（K、M、G）
• -d, --directory：显示目录本身的信息，而不是目录内容
• -t：按修改时间排序，最新的在前
• -r, --reverse：反向排序
• -S：按文件大小排序，最大的在前
• -R, --recursive：递归显示子目录内容
• -i, --inode：显示文件的inode号
• -F, --classify：在文件名后添加标识符（/表示目录，*表示可执行文件）

使用示例：

ls -la /home          # 显示/home目录下所有文件的详细信息
ls -lh /var/log# 以人类可读方式显示日志文件大小
ls -lt /tmp           # 按时间排序显示/tmp目录内容
ls -d /etc            # 只显示/etc目录本身的信息
ls -R /data           # 递归显示/data目录及其子目录内容

注意： 通过 命令 --help 可以常看命令的帮助文档。

cd 命令 - 切换目录

命令格式：cd [目录路径]

常用参数：

• ~ 或省略：切换到当前用户的主目录
• -：切换到上一次所在的目录
• ..：切换到上级目录
• .：当前目录
• /：根目录

使用示例：

cd /home/user         # 切换到指定目录
cd ~                  # 切换到主目录
cd -                  # 切换到上一次所在的目录
cd ..                 # 切换到上级目录
cd ../..              # 切换到上两级目录

pwd 命令 - 显示当前工作目录

命令格式：pwd [选项]

常用参数：

• -L, --logical：显示逻辑路径（默认）
• -P, --physical：显示物理路径（解析符号链接）

使用示例：

pwd# 显示当前目录的完整路径
pwd -P               # 显示物理路径，不显示符号链接

mkdir 命令 - 创建目录

命令格式：mkdir [选项] 目录名

常用参数：

• -p, --parents：递归创建目录，如果父目录不存在则一并创建
• -m, --mode：设置目录权限
• -v, --verbose：显示创建过程

使用示例：

mkdir testdir         # 创建单个目录
mkdir -p /data/logs/2024/01  # 递归创建多级目录
mkdir -m 755 /data/public  # 创建目录并设置权限为755
mkdir -v newdir       # 显示创建过程

touch 命令 - 创建空文件或更新时间戳

命令格式：touch [选项] 文件

常用参数：

• -a：只修改访问时间
• -m：只修改修改时间
• -c, --no-create：不创建新文件，只更新时间戳
• -d, --date=STRING：使用指定的时间而不是当前时间
• -t STAMP：使用指定的时间戳

使用示例：

touch newfile.txt     # 创建新文件或更新时间戳
touch -a file.txt     # 只更新访问时间
touch -m file.txt     # 只更新修改时间
touch -c file.txt     # 不创建文件，只更新时间戳
touch -d "2024-01-01" file.txt  # 设置为指定日期

rm 命令 - 删除文件或目录

命令格式：rm [选项] 文件或目录

常用参数：

• -f, --force：强制删除，不提示确认
• -i：删除前逐一确认
• -r, -R, --recursive：递归删除目录及其内容
• -v, --verbose：显示删除过程
• -d, --dir：删除空目录

使用示例：

rm file.txt           # 删除单个文件（会提示确认）
rm -f file.txt        # 强制删除文件，不提示
rm -rf /data/temp     # 递归强制删除目录及其内容
rm -i *.log# 删除前逐一确认
rm -v oldfile         # 显示删除过程

cp 命令 - 复制文件或目录

命令格式：cp [选项] 源文件 目标文件

常用参数：

• -r, -R, --recursive：递归复制目录及其内容
• -i, --interactive：覆盖前提示确认
• -f, --force：强制复制，如果目标文件存在则强制覆盖
• -p：保持文件属性（权限、时间戳等）
• -v, --verbose：显示复制过程
• -a, --archive：归档复制，保持所有属性并递归复制
• -u, --update：只在源文件比目标文件新或目标文件不存在时才复制

使用示例：

cp file.txt backup.txt  # 复制文件
cp -r /data /backup     # 递归复制目录
cp -i file.txt /tmp/    # 覆盖前提示确认
cp -p file.txt newfile  # 保持文件属性复制
cp -v *.txt /backup     # 显示复制过程
cp -u source.txt dest.txt  # 只在新文件时复制

mv 命令 - 移动或重命名文件

命令格式：mv [选项] 源文件 目标文件

常用参数：

• -i, --interactive：覆盖前提示确认
• -f, --force：强制移动，不提示
• -v, --verbose：显示移动过程
• -n, --no-clobber：不覆盖已存在的文件
• -u, --update：只在新文件时移动

使用示例：

mv old.txt new.txt    # 重命名文件
mv file.txt /tmp/     # 移动文件到目录
mv -i source.txt dest.txt  # 覆盖前确认
mv -v *.log /logs     # 显示移动过程
mv dir1/ dir2/        # 移动目录

4.2 基础文本处理命令

echo 命令 - 输出文本和变量

命令格式：echo [选项] [字符串或变量]

常用参数：

• -n：不换行输出
• -e：启用转义字符解释
• -E：禁用转义字符解释（默认）

常用转义字符：

• \n：换行
• \t：制表符
• \\：反斜杠
• \$：美元符号

使用示例：

echo"Hello World"# 基本输出
echo -n "请输入："# 不换行输出
echo -e "Line 1\nLine 2"# 使用转义字符
echo"当前用户是：$USER"# 输出变量
echo"今天日期是：$(date)"# 输出命令结果

输出重定向

标准输出重定向：

• >：覆盖写入文件
• >>：追加写入文件

标准错误重定向：

• 2>：重定向错误输出
• 2>&1：将错误输出重定向到标准输出

使用示例：

echo"Hello" > file.txt               # 写入文件（覆盖）
echo"World" >> file.txt              # 追加到文件
ls -l /etc > output.txt 2> error.txt # 标准输出和错误分别重定向
ls -l /etc > output.txt 2>&1          # 输出和错误都重定向到同一文件
ls -l /etc &> output.txt              # 简化的全部重定向方式

cat 命令 - 显示文件内容

命令格式：cat [选项] 文件

常用参数：

• -n, --number：显示行号
• -b, --number-nonblank：对非空行显示行号
• -s, --squeeze-blank：压缩连续的空行到一行
• -E, --show-ends：在每行结束处显示$
• -T, --show-tabs：将TAB字符显示为^I
• -v, --show-nonprinting：显示非打印字符

使用示例：

cat file.txt          # 显示文件内容
cat -n file.txt       # 显示文件内容并显示行号
cat file1.txt file2.txt  # 显示多个文件内容
cat -b file.txt       # 对非空行显示行号
cat -E file.txt       # 显示行尾符号

more 命令 - 分页显示文件内容

命令格式：more [选项] 文件

常用参数：

• +n：从第n行开始显示
• -n：定义屏幕大小为n行
• -d：显示帮助信息
• -c：不滚屏，显示新内容时清屏

使用交互：

• Space：向下翻页
• Enter：向下翻行
• b：向上翻页
• /字符串：搜索字符串
• q：退出

使用示例：

more longfile.txt     # 分页显示长文件
more +100 file.txt    # 从第100行开始显示
ls -la | more         # 将命令输出分页显示

less 命令 - 增强版分页显示

命令格式：less [选项] 文件

常用参数：

• -N：显示行号
• -i：搜索时忽略大小写
• -m：显示百分比
• -S：不换行显示长行

使用交互：

• Space：向下翻页
• b：向上翻页
• j/k：向下/向上移动一行
• /字符串：向下搜索
• ?字符串：向上搜索
• n：重复上次搜索
• q：退出

使用示例：

less largefile.txt    # 分页显示大文件
less -N file.txt      # 显示行号
ps aux | less         # 分页显示进程信息

head 命令 - 显示文件开头内容

命令格式：head [选项] 文件

常用参数：

• -n NUM：显示前NUM行（默认10行）
• -c NUM：显示前NUM个字节
• -q：不显示文件名（当显示多个文件时）

使用示例：

head file.txt         # 显示前10行
head -n 20 file.txt   # 显示前20行
head -n -5 file.txt   # 显示除最后5行外的所有内容
head -c 100 file.txt  # 显示前100个字节

tail 命令 - 显示文件末尾内容

命令格式：tail [选项] 文件

常用参数：

• -n NUM：显示后NUM行（默认10行）
• -c NUM：显示后NUM个字节
• -f, --follow：动态跟踪文件内容变化
• -F：类似-f，但在文件不可读时继续尝试
• --pid=PID：与-f一起使用，当指定进程结束时停止跟踪

使用示例：

tail file.txt         # 显示后10行
tail -n 50 file.txt   # 显示后50行
tail -f log.txt       # 动态跟踪日志文件
tail -n +20 file.txt  # 从第20行开始显示

grep 命令 - 文本搜索工具

命令格式：grep [选项] 模式 文件

常用参数：

• -i, --ignore-case：忽略大小写
• -v, --invert-match：反向匹配，显示不匹配的行
• -n, --line-number：显示匹配行的行号
• -c, --count：只显示匹配的行数
• -l, --files-with-matches：只显示包含匹配的文件名
• -r, --recursive：递归搜索目录
• -w, --word-regexp：匹配整个单词
• -A NUM：显示匹配行后NUM行
• -B NUM：显示匹配行前NUM行
• -C NUM：显示匹配行前后各NUM行
• --color=auto：高亮显示匹配内容

使用示例：

grep "error" log.txt  # 搜索包含error的行
grep -i "error" log.txt  # 忽略大小写搜索
grep -n "error" log.txt  # 显示行号
grep -v "error" log.txt  # 显示不包含error的行
grep -r "error" /var/log# 递归搜索目录
grep -A 3 -B 3 "error" log.txt  # 显示匹配行前后3行

4.3 文件内容编辑命令

vi/vim 编辑器 - 强大的文本编辑器

vi/vim 基本模式：

• 命令模式：等待用户操作（默认的模式）
• 编辑模式：用于用户编辑文件内容
• 末行模式：用于用户保存或退出

基本操作：

vi filename                 # 打开或创建文件
vim filename               # 使用vim编辑器（增强版）

模式切换：

• i：在当前位置前插入
• a：在当前位置后插入
• o：在当前行下方新建一行
• O：在当前行上方新建一行
• Esc：返回普通模式

导航命令（命令模式）：

• h/j/k/l：左/下/上/右移动
• w/b：下一个/上一个单词
• ^/$：行首/行尾
• gg/G：文件开头/文件末尾
• nG：跳到第n行

编辑命令（命令模式）：

• x：删除当前字符
• dd：删除当前行
• yy：复制当前行
• p：粘贴到当前行下方
• P：粘贴到当前行上方
• u：撤销
• Ctrl+r：重做

搜索替换（命令模式）：

• /关键词：向下搜索
• ?关键词：向上搜索
• n：下一个匹配
• N：上一个匹配

替换操作（末行模式）

• :s/old/new/g：替换当前行
• :%s/old/new/g：替换整个文件

保存退出（命令模式）：

• :w：保存
• :q：退出
• :wq 或 ZZ：保存并退出
• :q!：强制退出不保存
• :e!：放弃修改重新加载

补充（命令模式）：

• :set nu ：显示行号
• :set nonu ：不显示行号
• :n : n 表示数字，跳转到第几行
• :nd: n 表示数字，d表示删除，n可以是个范围（1,5 | 2,9 | 1,$ ....）

使用示例：

# 编辑文件
vi /etc/hosts

# 在普通模式下：
i                           # 进入插入模式
192.168.1.100 server01     # 输入内容
Esc                         # 返回普通模式
:wq                         # 保存并退出

4.4 文件权限管理命令

📋 文件类型与权限详解

文件类型识别： 在Linux中，每个文件和目录都有特定的类型，通过ls -l命令可以查看文件类型：

ls -l /etc/passwd
-rw-r--r--. 1 root root 2659 Jan  1 12:00 /etc/passwd

文件类型标识符（第一个字符）：

• -：普通文件（regular file）
• d：目录（directory）
• l：符号链接（symbolic link）
• c：字符设备文件（character device）
• b：块设备文件（block device）
• p：命名管道（named pipe）
• s：套接字文件（socket）

文件类型查看命令：

# 查看文件类型
file /etc/passwd           # ASCII text
file /bin/ls               # ELF 64-bit LSB executable

# 查看文件详细信息
stat /etc/passwd           # 显示文件的详细状态信息
ls -la /dev/               # 查看设备文件

特殊文件类型详解：

1. 普通文件（-）：

# 文本文件
-rw-r--r-- 1 root root  100 Jan  1 10:00 config.txt

# 二进制可执行文件
-rwxr-xr-x 1 root root 5000 Jan  1 10:00 program

# 数据文件
-rw-r--r-- 1 root root  200 Jan  1 10:00 data.dat

2. 目录文件（d）：

drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jan  1 10:00 documents/

# 目录权限含义：
# r：可以列出目录内容（ls）
# w：可以在目录中创建、删除文件
# x：可以进入目录（cd）

3. 符号链接（l）：

lrwxrwxrwx 1 root root    9 Jan  1 10:00 link -> target.txt

# 创建符号链接
ln -s target.txt link      # 创建软链接
readlink link             # 查看链接指向的目标

4. 设备文件：

# 字符设备（c）- 串行设备，如终端
 crw--w---- 1 root tty  4, 0 Jan  1 10:00 /dev/tty0

# 块设备（b）- 随机访问设备，如硬盘
 brw-rw---- 1 root disk 8, 0 Jan  1 10:00 /dev/sda

# 设备文件格式：主设备号,次设备号
# 主设备号：设备类型
# 次设备号：具体设备实例

5. 命名管道（p）：

prw------- 1 root root    0 Jan  1 10:00 mypipe

# 创建命名管道
mkfifo mypipe              # 创建命名管道
ls -l mypipe              # 查看管道文件

6. 套接字文件（s）：

srwxrwxrwx 1 root root    0 Jan  1 10:00 socket

# 套接字用于进程间网络通信
# 通常由应用程序自动创建

chmod 命令 - 修改文件权限

权限表示方法：

• 数字表示法：4(读r)、2(写w)、1(执行x)
• 7 = rwx (4+2+1)
• 6 = rw- (4+2)
• 5 = r-x (4+1)
• 4 = r-- (4)
• 符号表示法：u(用户)、g(组)、o(其他)、a(所有)
• u+x：给用户添加执行权限
• g-w：移除组的写权限
• o=r：设置其他人的权限为只读
• a+r：给所有人添加读权限

权限对文件和目录的不同含义：

常用参数：

• -R, --recursive：递归修改目录及其内容的权限
• -v, --verbose：显示修改过程
• -c, --changes：只在权限改变时显示信息

使用示例：

chmod 755 script.sh   # 用户：rwx，组：r-x，其他：r-x
chmod u+x file.txt    # 给用户添加执行权限
chmod g-w file.txt    # 移除组的写权限
chmod 644 *.txt       # 所有txt文件设为rw-r--r--
chmod -R 755 /data    # 递归修改/data目录权限

特殊权限位：

# SUID (Set User ID) - 4000
chmod u+s program       # 设置SUID权限
# 当用户执行该程序时，以程序所有者的身份运行

# SGID (Set Group ID) - 2000  
chmod g+s directory     # 设置SGID权限
# 在目录中创建的新文件将继承目录的组

# Sticky Bit - 1000
chmod +t /tmp           # 设置粘滞位
# 只有文件所有者才能删除目录中的文件（如/tmp目录）

# 数字表示法
chmod 4755 program      # 设置SUID (4) + 755
chmod 2755 directory    # 设置SGID (2) + 755  
chmod 1755 /tmp         # 设置Sticky Bit (1) + 755

chown 命令 - 修改文件所有者

命令格式：chown [选项] [所有者][:[组]] 文件

常用参数：

• -R, --recursive：递归修改目录及其内容的所有者
• -v, --verbose：显示修改过程
• -c, --changes：只在所有者改变时显示信息
• --from=当前所有者:当前组：只在当前所有者匹配时才修改

使用示例：

chown user file.txt   # 修改文件所有者为user
chown user:group file.txt  # 同时修改所有者和所属组
chown :group file.txt  # 只修改所属组
chown -R user:group /data  # 递归修改目录所有者
chown -v user file.txt  # 显示修改过程

文件权限查看与解析：

# 详细查看文件权限
ls -l filename            # 查看文件权限
ls -ld directory/        # 查看目录权限
ls -la /tmp              # 查看所有文件包括隐藏文件



# 权限数字计算
rwx = 4+2+1 = 7
rw- = 4+2+0 = 6  
r-x = 4+0+1 = 5
r-- = 4+0+0 = 4

# 所以：
# rwxr-xr-x = 755
# rw-r--r-- = 644
# rwx------ = 700

权限验证命令：

# 检查文件权限
test -r file.txt && echo"可读" || echo"不可读"
test -w file.txt && echo"可写" || echo"不可写"
test -x script.sh && echo"可执行" || echo"不可执行"

# 使用[ ]进行权限检查
[ -r file.txt ] && echo"文件可读"
[ -w file.txt ] && echo"文件可写"
[ -x script.sh ] && echo"脚本可执行"
[ -d directory ] && echo"是目录"
[ -f file.txt ] && echo"是普通文件"
[ -L linkname ] && echo"是符号链接"

chgrp 命令 - 修改文件所属组

命令格式：chgrp [选项] 组 文件

常用参数：

• -R, --recursive：递归修改目录及其内容的所属组
• -v, --verbose：显示修改过程
• -c, --changes：只在所属组改变时显示信息

使用示例：

chgrp admin file.txt   # 修改文件所属组为admin
chgrp -R admin /data   # 递归修改目录所属组
chgrp -v admin file.txt  # 显示修改过程

4.5 用户和组管理命令（详细版）

useradd 命令 - 添加用户

命令格式：useradd [选项] 用户名

常用参数：

• -d, --home HOME_DIR：指定用户主目录
• -m, --create-home：创建用户主目录
• -s, --shell SHELL：指定用户登录shell
• -g, --gid GROUP：指定主要组
• -G, --groups GROUPS：指定附加组
• -u, --uid UID：指定用户ID
• -c, --comment COMMENT：添加用户描述
• -e, --expiredate EXPIRE_DATE：设置账户过期日期
• -f, --inactive INACTIVE：设置密码过期后账户禁用天数

使用示例：

useradd testuser      # 创建新用户
useradd -m -d /home/test testuser  # 创建用户并指定主目录
useradd -s /bin/bash testuser  # 指定登录shell
useradd -g users -G admin,db testuser  # 指定主要组和附加组
useradd -u 1001 testuser  # 指定用户ID
useradd -c "Test User" testuser  # 添加用户描述

passwd 命令 - 设置用户密码

命令格式：passwd [选项] [用户名]

常用参数：

• -d, --delete：删除用户密码
• -l, --lock：锁定用户账户
• -u, --unlock：解锁用户账户
• -e, --expire：强制用户下次登录时修改密码
• -n, --minimum DAYS：设置密码最小使用天数
• -x, --maximum DAYS：设置密码最大使用天数
• -w, --warning DAYS：设置密码过期警告天数

使用示例：

passwd testuser       # 设置用户密码
passwd -l testuser    # 锁定用户账户
passwd -u testuser    # 解锁用户账户
passwd -e testuser    # 强制下次登录修改密码
passwd -d testuser    # 删除用户密码

userdel 命令 - 删除用户

命令格式：userdel [选项] 用户名

常用参数：

• -r, --remove：删除用户主目录和邮件目录
• -f, --force：强制删除用户，即使用户仍在登录

使用示例：

userdel testuser      # 只删除用户，保留主目录
userdel -r testuser   # 删除用户及其主目录
userdel -f testuser   # 强制删除用户

usermod 命令 - 修改用户属性

命令格式：usermod [选项] 用户名

常用参数：

• -d, --home HOME_DIR：修改用户主目录
• -m, --move-home：移动用户主目录到新位置
• -s, --shell SHELL：修改用户登录shell
• -g, --gid GROUP：修改主要组
• -G, --groups GROUPS：修改附加组
• -u, --uid UID：修改用户ID
• -c, --comment COMMENT：修改用户描述
• -L, --lock：锁定用户账户
• -U, --unlock：解锁用户账户

使用示例：

usermod -d /new/home testuser  # 修改用户主目录
usermod -s /bin/zsh testuser  # 修改登录shell
usermod -g newgroup testuser  # 修改主要组
usermod -G group1,group2 testuser  # 修改附加组
usermod -L testuser    # 锁定用户账户
usermod -U testuser    # 解锁用户账户

groupadd 命令 - 添加组

命令格式：groupadd [选项] 组名

常用参数：

• -g, --gid GID：指定组ID
• -r, --system：创建系统组
• -f, --force：如果组已存在，强制成功退出

使用示例：

groupadd admin        # 创建新组
groupadd -g 1001 admin  # 指定组ID
groupadd -r system    # 创建系统组

groupdel 命令 - 删除组

命令格式：groupdel  组名

使用示例：

groupdel admin        # 删除组

groupmod 命令 - 修改组属性

命令格式：groupmod [选项] 组名

常用参数：

• -g, --gid GID：修改组ID
• -n, --new-name NEW_NAME：修改组名

使用示例：

groupmod -g 1002 admin  # 修改组ID
groupmod -n newadmin admin  # 修改组名

4.6 压缩和解压命令

gzip 命令 - gzip压缩

命令格式：gzip [选项] 文件

常用参数：

• -d, --decompress：解压缩
• -c, --stdout：将输出写入标准输出，保留原文件
• -v, --verbose：显示压缩过程
• -1 到 -9：压缩级别，1最快压缩比最低，9最慢压缩比最高
• -r, --recursive：递归处理目录

使用示例：

gzip file.txt         # 压缩文件，原文件会被删除
gzip -d file.txt.gz   # 解压缩文件
gzip -c file.txt > file.txt.gz  # 压缩并保留原文件
gzip -v file.txt      # 显示压缩过程

zip 命令 - zip压缩

命令格式：zip [选项] 压缩包名 文件或目录

常用参数：

• -r, --recurse-paths：递归处理目录
• -v, --verbose：显示详细过程
• -q, --quiet：安静模式，不显示过程
• -9：最高压缩比
• -0：不压缩，只存储
• -x：排除指定文件
• -m：压缩后删除原文件

使用示例：

zip archive.zip file1 file2  # 压缩文件
zip -r archive.zip /data  # 递归压缩目录
zip -r archive.zip /data -x "*.log"# 排除日志文件
zip -9 archive.zip file.txt  # 最高压缩比

unzip 命令 - zip解压缩

命令格式：unzip [选项] 压缩包名

常用参数：

• -l：列出压缩包内容
• -v：显示详细信息
• -d 目录：解压到指定目录
• -o：覆盖已存在的文件
• -n：不覆盖已存在的文件
• -q：安静模式

使用示例：

unzip archive.zip     # 解压缩zip文件
unzip -l archive.zip  # 查看zip文件内容
unzip archive.zip -d /tmp  # 解压到指定目录
unzip -o archive.zip  # 覆盖已存在文件

tar 命令 - 打包和压缩

命令格式：tar [选项] 包名 指定文件

常用参数：

• -c, --create：创建新的归档文件
• -x, --extract：解包归档文件
• -t, --list：列出归档文件内容
• -v, --verbose：显示详细过程
• -f, --file：指定归档文件名
• -z, --gzip：通过gzip压缩/解压缩
• -j, --bzip2：通过bzip2压缩/解压缩
• -J, --xz：通过xz压缩/解压缩
• -C, --directory：解压到指定目录
• --exclude=PATTERN：排除匹配的文件

使用示例：

tar -cvf archive.tar file1 file2  # 创建tar包
tar -xvf archive.tar              # 解包tar文件
tar -tvf archive.tar              # 查看tar包内容
tar -czvf archive.tar.gz /data    # 创建gzip压缩的tar包
tar -xzvf archive.tar.gz          # 解压gzip压缩的tar包
tar -xvf archive.tar -C /tmp       # 解压到指定目录

4.7 定时任务命令

crontab 命令 - 定时任务管理

命令格式：crontab [选项] [文件]

常用参数：

• -e：编辑当前用户的crontab文件
• -l：列出当前用户的crontab内容
• -r：删除当前用户的crontab文件
• -u 用户：指定要操作的用户（需要root权限）
• -i：删除前提示确认

时间格式：

* * * * * command
│ │ │ │ │
│ │ │ │ └─── 星期 (0-7, 0和7都表示星期日)
│ │ │ └───── 月份 (1-12)
│ │ └─────── 日期 (1-31)
│ └───────── 小时 (0-23)
└─────────── 分钟 (0-59)

特殊符号：

• *：任意值
• ,：列举值（如1,3,5）
• -：范围值（如1-5）
• /：步进值（如*/5表示每5个单位）

使用示例：

# 编辑定时任务
crontab -e

# 每小时的第5分钟执行
5 * * * * /script.sh

# 每天的2:30执行
30 2 * * * /script.sh

# 每周一的8:00执行
0 8 * * 1 /script.sh

# 每月1号的0:00执行
0 0 1 * * /script.sh

# 每5分钟执行一次
*/5 * * * * /script.sh

# 查看定时任务
crontab -l

# 删除定时任务
crontab -r

at 命令 - 一次性定时任务

命令格式：at [选项] 时间

常用参数：

• -f 文件：从指定文件读取命令
• -l：列出待执行的at任务
• -d 任务号：删除指定的at任务
• -c 任务号：查看指定任务的内容
• -m：任务完成后发送邮件给用户

时间格式：

• HH:MM：指定小时和分钟（如14:30）
• now + n minutes/hours/days/weeks：相对时间
• midnight/noon/teatime：特殊时间
• MMDDYY 或 MM/DD/YY：指定日期

使用示例：

# 在指定时间执行命令
echo"backup.sh" | at 14:30
at 14:30
> /script/backup.sh
> Ctrl+D

# 查看待执行的at任务
at -l

# 删除at任务
at -d 1

# 相对时间
at now + 2 hours
at now + 30 minutes
at now + 1 day

4.8 正则表达式基础

📖 正则表达式概述

正则表达式（Regular Expression，简称regex或regexp）是一种用于匹配字符串中字符组合的模式。在Linux文本处理中，正则表达式是三剑客（grep、sed、awk）的核心基础，掌握正则表达式对于高效的文本处理至关重要。

🔤 基本正则表达式（BRE）元字符

字符匹配：

• .：匹配任意单个字符（除换行符）
• []：匹配方括号内的任意一个字符
• [^]：匹配不在方括号内的任意一个字符
• \：转义特殊字符

使用示例：

grep 'a.c' file.txt      # 匹配a、c之间有任意字符的字符串，如abc、aac、a1c
grep '[aeiou]' file.txt   # 匹配任意元音字母
grep '[0-9]' file.txt    # 匹配任意数字
grep '[^0-9]' file.txt   # 匹配任意非数字字符
grep '\.' file.txt      # 匹配实际的点号字符

位置锚定：

• ^：匹配行首
• $：匹配行尾
• \<：匹配词首
• \>：匹配词尾

使用示例：

grep '^hello' file.txt   # 匹配以hello开头的行
grep 'world$' file.txt   # 匹配以world结尾的行
grep '^$' file.txt       # 匹配空行
grep '\<word' file.txt  # 匹配以word开头的单词
grep 'word\>' file.txt  # 匹配以word结尾的单词

重复匹配：

• *：匹配前面的字符0次或多次
• \{n\}：匹配前面的字符恰好n次
• \{n,\}：匹配前面的字符至少n次
• \{n,m\}：匹配前面的字符n到m次

使用示例：

grep 'ab*c' file.txt        # 匹配ac、abc、abbc、abbbc等
grep 'o\{2\}' file.txt     # 匹配恰好两个连续的o
grep 'o\{2,\}' file.txt    # 匹配至少两个连续的o
grep 'o\{1,3\}' file.txt  # 匹配1到3个连续的o

🚀 扩展正则表达式（ERE）

扩展正则表达式提供了更强大的匹配能力，在grep中使用-E选项，在sed中使用-r选项启用。

重复匹配：

• +：匹配前面的字符1次或多次
• ?：匹配前面的字符0次或1次
• {n}：匹配前面的字符恰好n次
• {n,}：匹配前面的字符至少n次
• {n,m}：匹配前面的字符n到m次

使用示例：

grep -E 'ab+c' file.txt     # 匹配abc、abbc、abbbc等（至少一个b）
grep -E 'ab?c' file.txt     # 匹配ac或abc（b可选）
grep -E 'o{2}' file.txt     # 匹配恰好两个连续的o
grep -E 'colou?r' file.txt  # 匹配color或colour

分组和引用：

• ()：分组，将多个字符当作一个整体
• |：或运算，匹配多个模式中的任意一个
• \n：向后引用，n为1-9的数字

使用示例：

grep -E '(ab)+' file.txt     # 匹配ab、abab、ababab等
grep -E 'cat|dog' file.txt   # 匹配cat或dog
grep -E 'go{2}d|bad' file.txt # 匹配good或bad

# 分组引用示例
echo"the the" | grep -E '(\w+) \1'# 匹配重复的单词

预定义字符类：

• \w：匹配单词字符（字母、数字、下划线）
• \W：匹配非单词字符
• \s：匹配空白字符（空格、制表符等）
• \S：匹配非空白字符
• \d：匹配数字（0-9）
• \D：匹配非数字字符

使用示例：

grep -E '\w+' file.txt      # 匹配一个或多个单词字符
grep -E '\d{3}' file.txt    # 匹配恰好3个数字
grep -E '\s+' file.txt      # 匹配一个或多个空白字符

🛠️ 正则表达式在三剑客中的应用

grep 与正则表达式

grep命令默认使用基本正则表达式，使用-E选项启用扩展正则表达式。

基本用法：

grep "pattern" file.txt           # 基本字符串匹配
grep -E "pattern1|pattern2" file.txt  # 扩展正则，匹配多个模式
grep -P "pattern" file.txt        # 使用Perl兼容正则表达式（部分系统支持）

高级示例：

# 匹配IP地址
grep -E '\b([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}\b' file.txt

# 匹配邮箱地址
grep -E '\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Za-z]{2,}\b' file.txt

# 匹配日期格式（YYYY-MM-DD）
grep -E '\b[0-9]{4}-[0-9]{2}-[0-9]{2}\b' file.txt

# 匹配手机号码（中国）
grep -E '\b1[3-9][0-9]{9}\b' file.txt

# 匹配URL
grep -E 'https?://[^/]+' file.txt

grep常用正则选项：

grep -i "pattern" file.txt        # 忽略大小写
grep -v "pattern" file.txt        # 反向匹配（不匹配的行）
grep -w "pattern" file.txt        # 匹配整个单词
grep -x "pattern" file.txt        # 匹配整行
grep -A 2 "pattern" file.txt      # 显示匹配行及后2行
grep -B 2 "pattern" file.txt      # 显示匹配行及前2行
grep -C 2 "pattern" file.txt      # 显示匹配行及前后各2行

sed 与正则表达式

sed命令支持基本正则表达式，使用-r选项启用扩展正则表达式。

基本替换语法：

sed 's/regexp/replacement/' file.txt      # 替换每行第一个匹配
sed 's/regexp/replacement/g' file.txt     # 替换所有匹配
sed -r 's/regexp/replacement/' file.txt   # 使用扩展正则表达式

高级sed正则示例：

# 提取行首的数字
sed 's/^\([0-9]\+\).*/\1/' file.txt

# 删除HTML标签
sed 's/<[^>]*>//g' file.html

# 格式化电话号码（123-456-7890）
sed -r 's/([0-9]{3})([0-9]{3})([0-9]{4})/\1-\2-\3/' file.txt

# 提取URL中的域名
sed -r 's|https?://([^/]+).*|\1|' file.txt

# 将日期格式从MM/DD/YYYY转换为YYYY-MM-DD
sed -r 's|([0-9]{1,2})/([0-9]{1,2})/([0-9]{4})|\3-\1-\2|' file.txt

sed地址定界与正则：

sed '/pattern/d' file.txt           # 删除匹配pattern的行
sed '/pattern/s/old/new/g' file.txt # 在匹配pattern的行中替换
sed '/start_pattern/,/end_pattern/d' file.txt  # 删除两个模式之间的行
sed '1,/pattern/s/old/new/' file.txt # 从第1行到匹配pattern的行进行替换

awk 与正则表达式

awk内置强大的正则表达式支持，可以在模式和动作中使用。

基本正则匹配：

awk '/pattern/ {print}' file.txt           # 匹配包含pattern的行
awk '!/pattern/ {print}' file.txt          # 匹配不包含pattern的行
awk '$1 ~ /pattern/ {print}' file.txt     # 匹配第1列包含pattern的行
awk '$1 !~ /pattern/ {print}' file.txt    # 匹配第1列不包含pattern的行

高级awk正则示例：

# 匹配以数字开头的行
awk '/^[0-9]/ {print}' file.txt

# 匹配IP地址并提取
awk '/\b([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}\b/ {print}' file.txt

# 匹配邮箱地址并统计
awk '/\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Za-z]{2,}\b/ {count++} END {print "邮箱数量:", count}' file.txt

# 匹配日期并重新格式化
awk 'match($0, /([0-9]{1,2})\/([0-9]{1,2})\/([0-9]{4})/, arr) {print arr[3] "-" arr[1] "-" arr[2]}' file.txt

# 使用split函数和正则提取域名
awk '{split($0, arr, "https?://"); if(length(arr)>1) {split(arr[2], dom, "/"); print dom[1]}}' file.txt

awk内置字符串函数与正则：

# sub函数：替换第一个匹配
awk '{sub(/pattern/, "replacement"); print}' file.txt

# gsub函数：替换所有匹配
awk '{gsub(/pattern/, "replacement"); print}' file.txt

# match函数：返回匹配位置
awk 'match($0, /pattern/) {print "匹配位置:", RSTART, "匹配长度:", RLENGTH}' file.txt

# split函数：按正则分割
awk '{n = split($0, arr, /[,:;]/); for(i=1; i<=n; i++) print arr[i]}' file.txt

💡 正则表达式实战技巧

性能优化建议：

1. 尽量使用具体的字符类：[0-9]比.更高效
2. 避免过度使用通配符：.*可能导致回溯过多
3. 使用非贪婪匹配：在支持的情况下使用.*?代替.*
4. 预编译正则表达式：在脚本中多次使用时考虑预编译

调试技巧：

# 使用grep --color高亮显示匹配部分
grep --color -E 'pattern' file.txt

# 使用grep -o只显示匹配的部分
grep -o -E 'pattern' file.txt

# 使用sed -n和p命令只显示匹配的行
sed -n '/pattern/p' file.txt

# 使用awk打印匹配位置和长度
awk 'match($0, /pattern/) {print NR ":" RSTART "-" RSTART+RLENGTH-1 ":" $0}' file.txt

常见模式参考：

# 匹配整数
^[0-9]+$

# 匹配浮点数
^[0-9]+\.[0-9]+$

# 匹配十六进制颜色代码
^#[0-9A-Fa-f]{6}$

# 匹配中文字符
[\u4e00-\u9fa5]

# 匹配HTML标签
<[^>]+>

# 匹配JSON字符串
"[^"\\]*(\\.[^"\\]*)*"

4.9 文本处理三剑客实战

grep 命令 - 文本搜索专家

grep（Global Regular Expression Print）是Linux中最常用的文本搜索工具，支持强大的正则表达式。

命令格式：grep [选项] 模式 文件

常用参数：

• -i, --ignore-case：忽略大小写
• -v, --invert-match：反向匹配，显示不匹配的行
• -n, --line-number：显示匹配行的行号
• -c, --count：只显示匹配的行数
• -l, --files-with-matches：只显示包含匹配的文件名
• -r, --recursive：递归搜索目录
• -w, --word-regexp：匹配整个单词
• -A NUM：显示匹配行后NUM行
• -B NUM：显示匹配行前NUM行
• -C NUM：显示匹配行前后各NUM行
• --color=auto：高亮显示匹配内容
• -E, --extended-regexp：使用扩展正则表达式
• -P, --perl-regexp：使用Perl兼容正则表达式

实战示例：

# 基本文本搜索
grep "error" log.txt                    # 搜索包含error的行
grep -i "error" log.txt                 # 忽略大小写搜索
grep -n "error" log.txt                 # 显示行号
grep -v "error" log.txt                 # 显示不包含error的行
grep -c "error" log.txt                # 统计匹配行数

# 高级正则表达式搜索
grep -E "error|fail|exception" log.txt  # 匹配多个错误关键词
grep -E "\b[0-9]{3}-[0-9]{3}-[0-9]{4}\b" file.txt  # 匹配电话号码格式
grep -E "\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Za-z]{2,}\b" file.txt  # 匹配邮箱

# 上下文搜索
grep -A 3 "error" log.txt               # 显示匹配行及后3行
grep -B 3 "error" log.txt               # 显示匹配行及前3行
grep -C 3 "error" log.txt               # 显示匹配行及前后各3行

# 文件搜索
grep -r "error" /var/log/               # 递归搜索目录
grep -l "error" *.log# 只显示包含匹配的文件名
grep -w "error" log.txt                 # 匹配整个单词（不会匹配errors）

# 复杂模式匹配
grep -E "^2024-01-01.*error.*timeout" log.txt  # 匹配特定日期和错误类型的行
grep -P "(?<=user:)[a-zA-Z0-9]+" log.txt       # 使用Perl正则提取用户名
grep --color=auto "error" log.txt              # 高亮显示匹配内容

sed 命令 - 流编辑器

sed（Stream Editor）是一个强大的流编辑器，可以对文本进行各种转换和处理。

命令格式：sed [选项] '脚本' 文件

常用参数：

• -n：关闭默认输出
• -e 脚本：添加要执行的脚本
• -f 脚本文件：从文件读取脚本
• -i：直接修改文件内容
• -r, -E：使用扩展正则表达式

常用操作：

• s/旧字符串/新字符串/：替换（默认只替换每行第一个）
• s/旧字符串/新字符串/g：全局替换
• d：删除行
• p：打印行
• i\：插入行
• a\：追加行
• c\：替换整行
• y/字符集1/字符集2/：字符转换

实战示例：