Linux入门之进程、重定向和管道指令

前言

文章的内容来源拉钩教育上的课程学习，通过写博客的方式，更好的提高对该知识的掌握。

一、进程是什么？

• 应用的可执行文件是放在文件系统里，把可以执行文件启动，就会在操作系统里面（具体是内存）形成一个应用副本，这个副本就是进程。

什么是进程？
进程是应用的执行副本；而不要回答是操作系统分配资源的最小单位，前者是定义，后者是作用。

• ps
  如果要看当前的进程，可以使用ps指令。p代表的是processes，s代表的是snapshot，快照。
  

  • 上图，启动两个进程，ps和bash。ps就是我刚刚启动的，被ps自己捕捉到；bash是因为我开了这个控制台，操作系统上不可能只有这么几个进程，这是因为不带任何参数的ps指令显示的是一个电传打字机（TTY）的进程。TTY这个概念是一个历史概念，过去用来传递信息，现在被传真 、邮件、微信等取代。

  • 操作系统的TTY是一个输入输出终端的概念，用户打开一个bash，操作系统就为用户分配了一个输入输出终端。没有加任何参数的ps只显示在同一个TTY的进程。

	 ·UID指进程的所有者
	 ·PID是进程的唯一标识
	 ·PPID是进程的父ID
	 ·C是CPU的利用率
	 ·STIME是开始时间
	 ·TTY是进程所在的TTY，如果没有就是？号
	 ·CMD是进程启动时的命令，如果不是一个shell命令，而是用方括号括起来，那就是系统进程和内核过程

• top
  数据实时更新
  

二、管道

• 管道的作用是在命令和命令之间，传递数据。如一个命令的结果，就可以作为另一个命令的输入。更准确的说管道在进程间传递数据。

• 输入输出流
  每个进程拥有自己的标准输入流、标准输出流、标准错误流。

  • 标准输入流（用0表示）可以作为进程执行的上下文（进程执行执行可以从输入流获取数据）
  • 标准输出流（用1表示）中写入的结果会被打印到屏幕上。
  • 如果进程在执行过程中发生异常，那么异常信息被记录到标准错误流上（用2表示）

• 重定向

  我们指定一个文件，如 ps -ef,结果会写入标准输出流，进而被打印。这时可以通过重定向符将结果重定向到另一个文件如ps -ef >./out,这样out文件中就会有ps -ef的结果；屏幕上也不会打印ps -ef 的结果。

• 具体来说 >符号叫做覆盖重定向 ；>> 叫做追加重定向。> 每次都会把目标文件覆盖，>>在目标文件夹中追加。
• 当输入命令不存在的时候，结果是不会存入out文件，结果会输出到标准错误流上，仍在屏幕上，这时我们可以把标准错误流重定向到标准输出流，然后再重定向到文件。

lsl &> /home/out
等价于
lsl > out 2> &1

• 管道作用和分类

  有了进程和重定向的知识，我们来梳理管道的作用。管道（Pipeline）将一个进程的输出流定向到另一个进程的输入流，就像水管一个，作用就是把两个文件连接起来。如果一个进程输出一个字符x，那么另一个进程获得x这个输入。

  管道和重定向很像，但是管道是一个连接一个计算，重定向是将一个文件的内容定向到另一个文件，这两者经常会结合使用。

  Linux中的管道也是文件，有两种类型的管道
  1.匿名管道，这种管道也在文件系统中，但是它只是一个存储节点，不属于任何一个目录。
  2.命名管道，这种管道就是一个文件，有自己的路径。

• FIFO
  管道具有FIFO（First in First out）,FIFO 和排队场景一样，先排到的先获得。所以先流入管道文件的数据，也会先流出去传递给管道下游的进程。

三、场景分析

• 排序
  如我们使用ls，希望文件名排序倒序，可以使用管道，将ls的结果传递sort指令去排序。
  

• 去重

  如一个字典文件，里面都是词语。
  

• 筛选
  有时候我们根据正则模式筛选对应的内容。如我们要搜索 /home 目录下 所有文件 含有a文件名的文件。就可以用grep指令

find ./  | grep a

• 数行数
  可以通过wc -l 统计一个文件内的行数
  
  统计当前目录下文件夹的个数
  

• tee

  管道一个接着一个，是一个逻辑运算。有时候我们想要把中间结果保存下来，这需要用tee的指令。tee指令从标准输入流读取到标准输出流。
  
  tee本身不影响指令，但是tee会把find的结果输出到result中。tee 这个执行就像英文字母中的T一样，连接管道两端，下面又开了口，在函数编程里面叫做副作用。

• xargs

  • xargs指令从标准数据流中构造并执行一行行的指令。xrags从输入流获取字符串，然后利用空白、换行符等切割字符串，在这些字符串的基础上构造指令，最后一行行执行这些指令。

    举个例子，我们要重命名当前目录下所有文件，想在前面添加一个前缀day1_,如1.txt要改为day1_1.txt 我们可以通过 xrags进行操作

ls | xargs - I GG  echo "mv GG day1_GG"

	·ls 找到所有文件
	·-I 参数是查找替换符 ，这里我们用GG代替ls找到的结果；-I GG 后面的字符串会被替换为ls找到的结果
	·echo 是一个在命令行打印字符串的指令。使用echo 主要是为了安全，帮助我们检查是否有错误。
	我们用xargs构造了三条指令。如果没有用xargs指令，而是一条条命令去敲，这样就构成了样板代码。

• xargs指令的作用

  【解析】 xargs 将标准输入流中的字符串分割成一条条子字符串，然后再按照我们自己想要的方式构建成一条条指令，大大拓展了 Linux 指令的能力。