计算机教育中缺失的一课

同学们好,今天二哥是来补课的。

上一篇「终于制服了它们」把命令行、终端、Shell 搞清楚后,今天这篇写起来就顺畅多了。哦,极度的舒适!

开门见山地说吧。大学里的计算机课程通常专注于讲授计算机操作系统、计算机组成原理、计算机网络等学院派的课程,以及某一门具体的编程语言,比如说 Java、C++/C,而对于如何精通工具这个主题往往不在讲授的课程之内,需要同学们自行摸索。

但实际上呢,某些工具的使用频率高到可以使用一个成语来形容——朝夕相伴。比如说命令行,不仅在学生时代经常用到,工作后更是形影不离。因此,花一些时间来打磨使用这些工具的能力就变得迫在眉睫。比如说今天的主角——命令行 Shell,项目的运维基本上都是通过 Shell 完成的。

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记得刚参加工作那会,需要向一名前辈请教线上部署的问题。我站在他的身后,看着他灵巧地手指在键盘上熟练地操作着,黑色的 XShell 窗口里,彩色的字符在愉快地跳跃着,有一种杰伦在钢琴上弹奏《逆鳞狂想曲》的感觉,特别崇拜。

01、再说 Shell 是什么

现代计算机的交互接口多种多样,从常见的图形化界面,到语音输入,再到 AR 和 VR,都可以满足指令的输入。这些接口可以覆盖绝大多数的应用场景,但它们从根本上限制了另外一种操作方式——你不能点击一个不存在的按钮,或者使用语音输入一个还没录入的指令。

为了能充分地利用计算机的能力,我们有时候不得不回到最原始的交互方式——文字接口:Shell,一个用 C 语言编写的程序,它是用户使用 Linux 的桥梁。

几乎所有的操作系统都支持某种形式的命令行  Shell,有些甚至提供了多种 Shell 可供选择。Linux 上常见的 Shell 有:

  • Bourne Shell(/usr/bin/sh 或 /bin/sh)
  • Bourne Again Shell(/bin/bash)
  • C Shell(/usr/bin/csh)
  • K Shell(/usr/bin/ksh)
  • Shell for Root(/sbin/sh)

虽然细节上有些许差异,但核心功能是一样的:允许你执行程序,输入指令并获取某种半结构化的输出。

可通过 cat /etc/shells 命令来显示本机上的 Shell。我用的 Mac,上面有 bash、csh、ksh、sh、tcsh、zsh 等等。

默认是 zsh,在窗口标题上可以看得出来。如果想切换到另外一种 Shell,可以直接敲 Shell 的名字,比如 tcsh,见下图。

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害,一不小心还是暴露了自己的名字。如果想退出当前 Shell 到默认 Shell 的话,敲exit 命令就可以了。

02、初用 Shell

在启动台找到“终端”,打开(我用的 Mac),如下图所示。

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先从窗口标题说起,重点是 zsh。

2019 年,Apple 发布了新一代 macOS——macOS Catalina,为专业用户带来了一项重大变化,zsh 取代了 bash,成为默认的 Shell。相比 bash,zsh 拥有更强大的功能,比如说更智能的自动补全、更丰富的主题等等。这逼绝对是马车中的跑车,跑车中的飞行车,史称「终极 Shell」。

再说说窗体内容。

第一行内容显示了最近一次的登录时间。有些同学会好奇,“ttys000”是什么鬼?

简单来说,tty 是终端的统称。看过「终于制服了它们」的同学应该知道了,早期的终端是电传字打印机(Teletype / Teletypewriter),英文缩写就是 tty。虽然终端设备已经不再限制于电传打字机了,但是 tty 这个名称还是就这么保留了下来。

“ttys000” 就是 tty 加了一个代号 s000。

第二行内容告诉我们,主机名是 itwanger。可通过「系统偏好设置」→「共享」→「电脑名称」→「编辑」修改主机名。% 后面跟了一个提示符,可以在此输入任意字符,只不过有些可以被 Shell 解析,有些则不能。

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03、Oh My Zsh

zsh 本身非常强大,但配置复杂,对普通用来来说体验非常差。直到有一天,有个无聊的家伙开发出了一个能够快速配置 zsh 的项目,叫做「Oh My Zsh」,GitHub 地址如下所示:

https://github.com/ohmyzsh/ohmyzsh

这玩意安装起来极为简单,能够让我们神功速成,有点「五分钟学会 XXX」的味道。

直接在终端里执行 sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)" 就可以自动安装 Oh My Zsh 了。

如果自动安装失败的话,可以尝试手动安装。

git clone git://github.com/robbyrussell/oh-my-zsh.git ~/.oh-my-zshcp ~/.oh-my-zsh/templates/zshrc.zsh-template ~/.zshrc

由于某些原因,速度可能会比较慢,耐心地等待一会。

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安装完成后重新打开一个新的终端,就可以看到彩色的提示符(Oh My Zsh 默认主题的标志)了。

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Oh My Zsh 的配置集中在 ~/.zshrc 文件里(~/ 表示根目录),可以通过 vim 打开。

vim ~/.zshrc

可以看到,Oh My Zsh 默认使用的主题是 robbyrussell,可在 ~/.oh-my-zsh/themes 目录下找到更多主题进行切换。

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如果你不知道选择哪个主题,可以通过下面的网址进行预览。

https://github.com/ohmyzsh/ohmyzsh/wiki/External-themes

如果你有选择困难症,可以像我一样,配置成随机,每新开一次窗口,Oh My Zsh 就替你选一次。

ZSH_THEME="random"

现在,就新开一个窗口吧,可以看到主题随机到了 essembeh。

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再来说说插件。Oh My Zsh 提供了完善的插件体系,默认有 100 多种,可以在 ~/.oh-my-zsh/plugins 目录下找到这些插件。如果不确定这些插件是干嘛的,可以查看一下插件目录下对应的 README.md 文件。插件的配置同样在 .zshrc 文件里,目前默认的插件只有 git。

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到此为止,Oh My Zsh 的安装、配置、插件完成了三位一体,终极 Shell 全面登场。

04、再用 Shell

来执行一个最简单的命令 date,不出意外的话,它将会打印出当前的日期和时间。

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然后,光标等待我们输入其他命令,我们可以在执行命令的时候带上参数。

echo hello

echo 命令会将参数 hello 打印出来,Shell 是基于空格分隔命令进行解析的,第一个单词代表可执行的程序,后续的单词作为传递给程序的参数。如果你希望参数里包含空格的话,可以使用单引号或者双引号包裹起来。

echo "hello world"

当我们在 Shell 中执行命令时,实际上是在执行一段 Shell 可以解释执行的简单代码。如果命令不是 Shell 的预知范围之内的话,它会去咨询环境变量 $PATH

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可以使用 which 命令来确定某个程序名代表的是哪个具体的程序。也可以绕过 $PATH,直接使用带路径的命令来执行,比如 /bin/date

Shell 中的路径是一组被分割的目录,在 Linux 和 macOS 上使用的 / 分割,在 Windows 上是 \,正因为这样,我们在编程的时候一定要先获取系统的分隔符(Java 是 File.separator 获取的),不然会导致程序在不同的操作系统下无法执行!

如果某个路径以 / 开头,那么它就是一个绝对路径,其他都是相对路径。当前工作目录可以通过 pwd 命令来获取,切换目录通过 cd 命令。. 表示的是当前目录,.. 表示上级目录。

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Shell 会实时显示当前的路径信息。可以通过 ls 命令查看当前目录下包含哪些文件,安装了 Oh My Zsh 后,还可以通过 ll(其实是 ls -l 的简写)显示文件或者文件夹的详细信息。

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简单来介绍一下文件属性,以后会很有用。

  • d:第 1 位表示文件类型,d 是目录、l 是链接文件、- 是普通文件。
  • rwx:第 2-4 位表示这个文件的所有者拥有的权限,r 是读、w 是写、x 是执行。
  • r-x:第 5-7 位表示和这个文件的所有者所在同一个组的用户具有的权限。
  • r-x:第 8-10 位表示其他用户所具有的权限。

比如:

-rw-r--r--   1 maweiqing  staff     6B  1 12 16:35 hello.txt

表示 hello.txt 是个普通文件,maweiqing 拥有读和写的权限,但没有执行的权限,和 maweiqing 所在的同一个 staff 组的用户拥有只读权限,剩余用户同样。

如果你想要知道命令的参数、输入输出信息,或者是想要了解它们的工作方式,可以试试 man 这个命令。它会接受一个程序名作为参数,然后将它的文档(用户手册)展现出来。

man ls
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可以按 q 键退出用户手册。你可以趁机学习一下 mv(用于重命名或移动文件)、cp(拷贝文件)以及 mkdir(新建文件夹)这些常用命令。注意,rm (删除文件)这个命令一定要慎用啊,搞不好就是删库跑路的节奏!

在 Shell 中,程序主要有两个流:输入流和输出流。当程序尝试读取信息时,就从输入流中读取;当程序尝试打印信息时,就将信息输出到输出流中。通常来说,键盘作为输入设备,显示器作为输出设备。

可以使用 < 和 > 来重定向输入输出流。使用 >> 将输出以追加的方式重定向到文件。

➜  itwanger echo hello > hello.txt➜  itwanger cat hello.txthello➜  itwanger cat < hello.txt hello➜  itwanger cat < hello.txt > hello1.txt➜  itwanger cat hello1.txt hello➜  itwanger echo world >> hello.txt ➜  itwanger cat hello.txt helloworld

对于 Java 程序员来说,我们通常需要在运行环境上这样运行 jar 文件。& 代表在后台运行。

nohup java -jar XXX.jar > out.log &

对于绝大多数的类 Unix 系统,有一类用户非常特殊,就是 root 用户,可以创建、读取、更新和删除系统中的任何文件。

Unix 于 1969 年由贝尔实验室开发,目前主流的 Unix 系统有三种,分别是 AIX、HP-UX、Solaris,互不兼容。Linux 于 1991 年由芬兰大学生 Linus 开发,是一个类 Unix 系统,但是其代码不源自任何 Unix 版本,完全不是 Unix 的一个分支。

通常来说,我们并不会用 root 用户直接登录系统,因为这样可能会因为某些错误破坏系统。所以在需要的时候,我们会使用 sudo 命令,也就是以 su(super user)的身份去执行一些操作。

当你遇到 permission denied(拒绝访问)的错误时,通常是因为需要是 root 用户才能操作的原因引起的。get 了吧?


学到这,你掌握的 Shell 知识已经可以完成一些基础的任务了。有云服务器的同学,或者安装了虚拟机的同学,可以在上面建个临时文件夹练习下文中提到的命令。

好啦,以上就是今天的分享啦,觉得不错的话,不要吝啬你的点赞和在看哟~

来源:沉默王二,本文观点不代表自营销立场,网址:https://www.zyxiao.com/p/115458

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