Linux 基础

前言

服务器的世界，Linux 是绝对的主角。 全球超过 90% 的服务器运行 Linux，从你每天用的微信到 Google 搜索，背后都是 Linux 在支撑。作为开发者，掌握 Linux 基础不是可选项，而是必修课。

这篇文章会带你学什么？

学完这章后，你将获得：

文件系统：理解 Linux 目录结构和"一切皆文件"的哲学
常用命令：掌握文件操作、文本处理、进程管理等核心命令
权限模型：理解用户、组、权限的概念
Shell 基础：了解管道、重定向、环境变量等 Shell 核心概念
实战技能：学会日志查看、进程排查、网络诊断等运维基本功

章节	内容	核心概念
第 1 章	文件系统	目录结构、一切皆文件
第 2 章	常用命令	文件、文本、进程、网络
第 3 章	权限模型	用户、组、rwx、sudo
第 4 章	Shell 基础	管道、重定向、变量、脚本
第 5 章	实战场景	日志排查、性能诊断

1. 文件系统：一切皆文件

Linux 最核心的哲学之一就是一切皆文件。普通文件是文件，目录是文件，硬盘是文件，甚至网络连接、进程信息都是文件。这个统一的抽象让你可以用同一套工具（读、写、权限控制）操作几乎所有系统资源。

📁/根目录

⚙️/bin基础命令

📋/etc配置文件

🏠/home用户目录

📊/var可变数据

🗑️/tmp临时文件

📦/usr用户程序

🔍/proc进程信息

🔌/dev设备文件

整个文件系统的起点，所有目录和文件都从这里开始。Linux 中一切皆文件，所有设备、进程信息都以文件形式存在于这棵目录树中。

目录结构速记

把 Linux 文件系统想象成一棵倒过来的树：

/                    ← 根目录（树根）
├── home/            ← 用户的家（你的文件都在这）
├── etc/             ← 配置文件（系统的"设置面板"）
├── var/             ← 变化的数据（日志、缓存）
├── usr/             ← 用户安装的程序
├── tmp/             ← 临时文件（重启就没了）
├── proc/            ← 进程信息（虚拟的，不占磁盘）
├── dev/             ← 设备文件（硬盘、终端）
├── bin/             ← 基础命令（ls、cp、mv）
├── sbin/            ← 系统管理命令（需要 root）
├── opt/             ← 第三方软件
└── root/            ← root 用户的家目录

路径的两种写法

类型	格式	示例	说明
绝对路径	从 `/` 开始	`/home/alice/code/app.js`	从根目录出发，不会歧义
相对路径	从当前目录开始	`./code/app.js` 或 `../config`	`.` 是当前目录，`..` 是上级目录

"一切皆文件"的威力

想知道 CPU 信息？读文件：cat /proc/cpuinfo 想知道内存使用？读文件：cat /proc/meminfo 想产生随机数？读文件：cat /dev/urandom 想丢弃输出？写文件：echo "no thanks" > /dev/null

不需要专门的 API，读写文件就够了。这就是 Unix 哲学的优雅之处。

2. 常用命令

Linux 命令遵循一个统一的格式：命令 [选项] [参数]。比如 ls -la /home 中，ls 是命令，-la 是选项，/home 是参数。

ls列出文件和目录

ls -la /home

cd切换目录

cd /var/log

cp复制文件

cp -r src/ backup/

mv移动/重命名

mv old.txt new.txt

rm删除文件

rm -rf dist/

mkdir创建目录

mkdir -p src/components

find查找文件

find . -name "*.js" -type f

最常用的 10 个命令

如果只能记住 10 个命令，记这些：

命令	用途	记忆技巧
`ls`	列出文件	list
`cd`	切换目录	change directory
`cat`	查看文件	concatenate
`grep`	搜索文本	global regular expression print
`find`	查找文件	就是 find
`ps`	查看进程	process status
`tail -f`	实时看日志	看文件"尾巴"，-f 是 follow
`chmod`	改权限	change mode
`curl`	发 HTTP 请求	client URL
`ssh`	远程登录	secure shell

命令组合的艺术

Linux 的强大不在于单个命令，而在于命令组合。通过管道 | 把多个简单命令串起来，解决复杂问题：

bash

# 找出占用 CPU 最多的 5 个进程
ps aux --sort=-%cpu | head -6

# 统计日志中出现最多的错误类型
grep "ERROR" app.log | awk '{print $4}' | sort | uniq -c | sort -rn | head -10

# 查找大于 100MB 的文件
find / -size +100M -type f 2>/dev/null

# 实时监控日志中的错误
tail -f /var/log/app.log | grep --color "ERROR"

Unix 哲学

"做一件事，做好它。" 每个命令只负责一个功能，通过管道组合实现复杂操作。这就是为什么 Linux 命令都很短小——它们是积木，不是瑞士军刀。

3. 权限模型

Linux 是多用户系统，权限模型是安全的基石。每个文件都有三组权限，分别控制所有者（Owner）、所属组（Group）、其他人（Others）能做什么。

读懂 `ls -l` 的输出

bash

$ ls -l app.js
-rwxr-xr-- 1 alice developers 2048 Jan 15 10:30 app.js
│├──┤├──┤├──┤   │     │          │
│ │   │   │     │     │          └── 文件大小
│ │   │   │     │     └── 所属组
│ │   │   │     └── 所有者
│ │   │   └── 其他人权限：r-- (只读)
│ │   └── 组权限：r-x (读+执行)
│ └── 所有者权限：rwx (读+写+执行)
└── 文件类型：- 普通文件，d 目录，l 链接

权限的三种操作

权限	字母	数字	对文件的含义	对目录的含义
读	`r`	4	查看文件内容	列出目录内容（ls）
写	`w`	2	修改文件内容	创建/删除目录中的文件
执行	`x`	1	运行程序/脚本	进入目录（cd）

权限数字（如 755）

-rwxr-xr-x

常见权限组合

644普通文件（owner 读写，其他只读）

755可执行文件/目录（owner 全权限）

600私密文件（仅 owner 读写）

777完全开放（不推荐）

数字权限速算

三个数字分别代表 Owner、Group、Others 的权限，每个数字是 r(4) + w(2) + x(1) 的和：

chmod 755 script.sh
  7 = rwx (4+2+1)  → 所有者：读+写+执行
  5 = r-x (4+0+1)  → 组：读+执行
  5 = r-x (4+0+1)  → 其他人：读+执行

常见权限	含义	典型用途
`644`	rw-r--r--	普通文件（所有者可写，其他人只读）
`755`	rwxr-xr-x	可执行文件/目录
`600`	rw-------	私密文件（如 SSH 密钥）
`777`	rwxrwxrwx	所有人可读写执行（危险，避免使用）

sudo：临时获取超级权限

普通用户权限有限，有些操作需要 root 权限。sudo 让你临时以 root 身份执行命令：

bash

# 普通用户无法修改系统配置
$ vim /etc/nginx/nginx.conf
# Permission denied

# 用 sudo 临时提权
$ sudo vim /etc/nginx/nginx.conf
# 输入你的密码后可以编辑

# 切换到 root 用户（谨慎使用）
$ sudo su -

最小权限原则

永远不要用 chmod 777 解决权限问题，这等于把门锁拆了。正确做法是搞清楚谁需要什么权限，精确授予。同样，不要长期以 root 身份操作，只在必要时用 sudo。

4. Shell 基础

Shell 是你和 Linux 内核之间的"翻译官"。你输入命令，Shell 解释并交给内核执行。最常用的 Shell 是 Bash（大多数 Linux 发行版默认）和 Zsh（macOS 默认）。

管道与重定向

这是 Shell 最强大的两个特性：

符号	名称	作用	示例
`	`	管道	把前一个命令的输出作为后一个的输入
`>`	输出重定向	把输出写入文件（覆盖）	`echo "hello" > file.txt`
`>>`	追加重定向	把输出追加到文件末尾	`echo "world" >> file.txt`
`<`	输入重定向	从文件读取输入	`wc -l < file.txt`
`2>`	错误重定向	把错误信息写入文件	`cmd 2> error.log`
`2>&1`	合并输出	把错误和正常输出合并	`cmd > all.log 2>&1`

环境变量

环境变量是 Shell 中的"全局配置"，影响命令的行为：

bash

# 查看所有环境变量
env

# 查看某个变量
echo $PATH
echo $HOME

# 临时设置（只在当前 Shell 有效）
export API_KEY="abc123"

# 永久设置（写入配置文件）
echo 'export API_KEY="abc123"' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc   # 让配置立即生效

常见变量	含义	示例值
`$PATH`	命令搜索路径	`/usr/local/bin:/usr/bin:/bin`
`$HOME`	用户主目录	`/home/alice`
`$USER`	当前用户名	`alice`
`$PWD`	当前工作目录	`/var/log`
`$SHELL`	当前使用的 Shell	`/bin/bash`

Shell 脚本入门

把多个命令写进一个文件，就是 Shell 脚本。它是自动化运维的起点：

bash

#!/bin/bash
# deploy.sh - 简单的部署脚本

APP_DIR="/opt/myapp"
LOG_FILE="/var/log/deploy.log"

echo "$(date) - 开始部署..." >> $LOG_FILE

# 拉取最新代码
cd $APP_DIR && git pull origin main

# 安装依赖
npm install --production

# 重启服务
pm2 restart myapp

echo "$(date) - 部署完成" >> $LOG_FILE

bash

# 给脚本执行权限并运行
chmod +x deploy.sh
./deploy.sh

脚本调试技巧

在脚本开头加 set -ex：-e 让脚本遇到错误立即退出（而不是继续执行），-x 会打印每条执行的命令（方便排查问题）。这两个选项在生产脚本中几乎是标配。

5. 实战场景

理论学完了，来看几个开发中最常遇到的实战场景。

5.1 日志排查

服务出问题，第一反应就是看日志。以下是日志排查的常用套路：

bash

# 1. 实时跟踪日志（最常用）
tail -f /var/log/app/error.log

# 2. 搜索特定时间段的错误
grep "2024-01-15 14:" error.log | grep "ERROR"

# 3. 统计每小时的错误数量
grep "ERROR" app.log | awk '{print substr($1,1,13)}' | uniq -c

# 4. 查看最近 100 行日志
tail -100 app.log

# 5. 在多个日志文件中搜索
grep -r "OutOfMemory" /var/log/app/

5.2 进程排查

应用卡死、CPU 飙高、内存泄漏——这些问题都需要从进程入手：

bash

# 查看 CPU 占用最高的进程
ps aux --sort=-%cpu | head -10

# 查看内存占用最高的进程
ps aux --sort=-%mem | head -10

# 查找特定进程
ps aux | grep "node"

# 查看进程的详细信息（包括线程）
top -Hp <PID>

# 查看进程打开的文件
lsof -p <PID>

# 优雅终止进程（SIGTERM）
kill <PID>

# 强制终止（SIGKILL，最后手段）
kill -9 <PID>

5.3 网络诊断

服务连不上？先搞清楚是网络问题还是应用问题：

bash

# 测试目标是否可达
ping -c 4 google.com

# 检查端口是否开放
telnet db-server 3306
# 或者用 nc
nc -zv db-server 3306

# 查看本机监听的端口
ss -tlnp
# 或
netstat -tlnp

# DNS 解析检查
dig api.example.com
nslookup api.example.com

# 测试 HTTP 接口
curl -v http://localhost:3000/health

# 查看网络连接状态统计
ss -s

5.4 磁盘空间排查

磁盘满了是线上最常见的故障之一：

bash

# 查看各分区使用情况
df -h

# 找出占用空间最大的目录
du -sh /* 2>/dev/null | sort -rh | head -10

# 进一步定位大目录
du -sh /var/log/* | sort -rh | head -10

# 查找大文件（>100MB）
find / -type f -size +100M 2>/dev/null | head -20

# 清理常见的空间占用
# 清理旧日志
sudo journalctl --vacuum-size=500M
# 清理 Docker 无用镜像
docker system prune -a

线上排查口诀

"一看日志，二看进程，三看网络，四看磁盘"。90% 的线上问题都能通过这四步定位到原因。养成习惯后，排查效率会大幅提升。

总结

Linux 是开发者的必备技能，掌握基础就能应对大部分日常开发和运维场景。

回顾本章的关键要点：

一切皆文件：Linux 用文件抽象统一了对硬件、进程、网络等资源的访问方式
命令组合：单个命令功能简单，通过管道 | 组合才能发挥真正威力
权限模型：Owner/Group/Others × Read/Write/Execute，用数字（如 755）快速设置
Shell 基础：管道、重定向、环境变量、脚本是自动化的基石
实战排查：日志 → 进程 → 网络 → 磁盘，四步定位大部分线上问题

Linux 基础 ​

1. 文件系统：一切皆文件 ​

目录结构速记 ​

路径的两种写法 ​

2. 常用命令 ​

最常用的 10 个命令 ​

命令组合的艺术 ​

3. 权限模型 ​

读懂 ls -l 的输出 ​

权限的三种操作 ​

数字权限速算 ​

sudo：临时获取超级权限 ​

4. Shell 基础 ​

管道与重定向 ​

环境变量 ​

Shell 脚本入门 ​

5. 实战场景 ​

5.1 日志排查 ​

5.2 进程排查 ​

5.3 网络诊断 ​

5.4 磁盘空间排查 ​

总结 ​

延伸阅读 ​

Linux 基础

1. 文件系统：一切皆文件

目录结构速记

路径的两种写法

2. 常用命令

最常用的 10 个命令

命令组合的艺术

3. 权限模型

读懂 `ls -l` 的输出

权限的三种操作

数字权限速算

sudo：临时获取超级权限

4. Shell 基础

管道与重定向

环境变量

Shell 脚本入门

5. 实战场景

5.1 日志排查

5.2 进程排查

5.3 网络诊断

5.4 磁盘空间排查

总结

延伸阅读