Linux进程与其他浅谈

Linux 基础知识完整笔记

都是很碎的知识点,之后再做整理XD

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一、Linux 基础概述

1. 什么是 Linux？

• 定义：Linux 是一种开源的、类 Unix 操作系统，由 Linus Torvalds 于 1991 年创建。
• 组成：以内核（Kernel）为核心，结合用户空间工具和应用程序构成完整系统。
• 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：全球开发者社区维护，广泛用于服务器和嵌入式设备。
  • 安全：强大的权限管理和安全机制。
  • 高效灵活：资源管理高效，可高度定制。
• 发行版：Linux 内核搭配不同软件形成完整系统，常见发行版包括 Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、Red Hat Enterprise Linux (RHEL)、openSUSE 等。

2. 进程与程序

• 程序：静态的磁盘文件，可执行但未运行，是指令序列和数据。
• 进程：程序在内存中运行的动态实例，拥有独立地址空间和资源。
• 进程类型：
  • 前台进程：与用户交互，直接在终端运行。
  • 后台进程（守护进程，daemon）：在后台运行，独立于终端，通常为系统服务（如 Web 服务器、数据库服务），常以“d”结尾，如 sshd（SSH服务）、crond（定时任务）。

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二、进程管理

1. 进程基础

• 进程标识符：
  • PID（Process ID）：每个进程的唯一数字标识。
  • PPID（Parent Process ID）：父进程的 PID。
  • init 进程：PID 为 1，所有进程的祖先，由内核创建，负责启动系统服务。
• 查看进程：
  • ps aux：显示所有进程的详细信息。
  • ps -ef：显示所有进程，包括父进程信息。
  • top：动态显示进程状态，类似任务管理器。
  • htop：top的增强版，提供更友好的界面，显示CPU和内存使用。

2. 进程状态

• 常见状态：
  • Running (R)：运行或等待运行。
  • Sleeping (S)：等待事件（如 I/O），分为可中断（Interruptible）和不可中断（Uninterruptible，D）。
  • Stopped (T)：暂停（如 Ctrl+Z）。
  • Zombie (Z)：进程已终止但未被父进程回收，可用ps aux查看‘Z’标记。
  • Ready：等待 CPU 资源。
• 状态转换：
  • Running -> Sleeping：等待事件。
  • Sleeping -> Running：事件触发。

3. 进程控制

• 常用命令：
  • kill -9 PID：强制终止进程（SIGKILL），慎用以避免数据丢失。
  • kill -15 PID：正常终止进程（SIGTERM）。
  • pgrep name：按名称查找 PID。
  • pkill name：按名称终止进程。
  • jobs：查看当前 shell 的后台作业。
  • bg：将作业置于后台。
  • fg：将作业置于前台。
  • nohup command &：后台运行命令，终端关闭不中断。
• 进程优先级：
  • nice 值：范围 -20（高）到 19（低），默认 0。
  • nice -n 10 command：以 nice 值 10 启动命令。
  • renice 5 PID：修改运行中进程的 nice 值。

4. 进程间通信 (IPC)

• 定义：进程间交换数据或信息的机制。
• 常见方式：
  • 管道 (Pipe)：单向通信，常用于父子进程（如 ls | grep pattern）。
  • 命名管道 (Named Pipe/FIFO)：无亲缘进程通信，创建：mkfifo mypipe，写入：echo "Hello" > mypipe，读取：cat < mypipe，检查：ls -l mypipe（显示类型为‘p’）。
  • 其他方式：共享内存（速度快但需同步）和消息队列（适合传递小数据）。

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三、系统启动与服务管理

1. 启动流程

• 步骤：
  1. BIOS/UEFI 自检：硬件检测。
  2. 引导加载程序（如 GRUB）：加载内核。
  3. 内核初始化：初始化硬件，创建 init 进程。
  4. init 进程启动：启动服务和用户登录。
• 运行级别：
  • 0：关机
  • 1：单用户模式
  • 3：多用户文本模式
  • 5：多用户图形模式
  • 6：重启
• 查看：runlevel

2. systemd 服务管理

• 定义：现代 Linux 服务管理器，替代 SysVinit。
• 常用命令：
  • systemctl start service：启动服务。
  • systemctl stop service：停止服务。
  • systemctl restart service：重启服务。
  • systemctl status service：查看服务状态。
  • systemctl enable service：设置服务开机自启动。
  • systemctl disable service：取消服务开机自启动。

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四、网络基础

1. 网络协议

• TCP/IP：四层模型（应用、传输、网络、数据链路）。
• 常见协议：
  • TCP（Transmission Control Protocol）：可靠、面向连接，通过三次握手建立连接，确保数据顺序到达，适用于文件传输（如HTTP下载）。
  • UDP（User Datagram Protocol）：无连接、不可靠，适用于实时性要求高、可靠性要求低的场景（如实时视频流）。
• 端口示例：
  • HTTP：TCP 80
  • DNS：UDP 53

2. 网络配置

• IP 地址：如 192.168.1.1，用于标识网络中的主机。
• 子网掩码：区分网络地址和主机地址。
• 网关：连接不同网络的设备（如路由器）。
• DNS 服务器：域名解析为 IP 地址。
• 常用命令：
  • ip addr：查看或配置网络接口的 IP 地址。
  • ping www.google.com：测试网络连通性，返回延迟时间。
  • traceroute www.google.com：追踪数据包的路由路径。
  • ss -tuln：查看开放的 TCP/UDP 端口。

3. 防火墙

• iptables：规则管理网络流量。
• firewalld：动态管理，提供区域和服务配置。
• ufw：简单易用的防火墙工具。

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五、文件系统（简要补充，基于原始笔记逻辑）

1. 文件系统类型

• ext4：常见、可靠。
• XFS：高性能，大容量。
• Btrfs：支持快照。
• FAT32/NTFS：兼容 Windows。

2. 目录结构

• 根目录：/
• 常见目录：
  • /bin：常用命令。
  • /etc：配置文件。
  • /home：用户家目录。
  • /var：变化数据（如日志）。
  • /tmp：临时文件。

3. 文件操作

• 常用命令：
  • ls -l：列目录详情。
  • cd /path：切换目录。
  • mkdir dir：创建目录。
  • rm -r file：删除文件/目录。
  • cp src dest：复制。
  • mv src dest：移动/重命名。
  • touch file：创建空文件。

4. 磁盘管理

• 分区：fdisk /dev/sda
• 格式化：mkfs.ext4 /dev/sda1
• 挂载：mount /dev/sda1 /mnt
• 常用命令：
  • df -h：磁盘空间。
  • du -sh dir：目录大小。

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六、Shell 编程（简要补充，基于原始笔记逻辑）

1. 什么是 Shell？

• 定义：命令行解释器，用户与内核交互。
• 类型：bash（常用）、sh、zsh。

2. Shell 脚本

• 特点：自动化任务。
• 示例：以 #!/bin/bash 开头，chmod +x script.sh，运行 ./script.sh。

3. 基本语法

• 变量：var=value，使用 $var。
• 条件：if [ -e file ]; then ... fi。
• 循环：for i in 1 2 3; do ... done。