二、Linux入门之文件管理及相关命令

文件系统结构说明：   

        Linux最重要的哲学思想是一切皆文件，Linux将一切资源都归结为文件，那么了也必然将一切资源都纳到一个完整的目录树的文件结构中，文件和目录被组织成一个单根倒置树结构，如下：

 

        Linux的目录结构有一定的规范，特定的目录存放特定的文件，此规范由文件系统层次结构标准(Filesystem Hierarchy Standard)实现，文件系统标准旨在供Linux分发开发人员、程序包开发人员、系统实现都使用，主要是用于参考，面不是如何管理Linux文件系统或目录，或目录层次结构的强制标准。标准文件档参考FHS (Filesystem Hierarchy Standard): http://www.pathname.com/fhs/

        文件系统分层结构：LSB Linux Standard Base

        文件一般有两类数据：元数据(metadata)、数据(data)

        Linux文件结构系统从根目录下开始，用“/” 表示，根文件系统(rootfs)root filesystem。使用/作为路径分隔符，根目录中第一层子目录有：

                /boot：引导文件存放目录，内核文件(vmlinuz)、引导加载器(bootloader, grub)都存放于此目录

                /bin：所有用户使用的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序

                /sbin：管理类的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序

                /lib：启动时程序依赖的基本共享库文件以及内核模块文件(/lib/modules)

                /lib64：专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置

                /etc：配置文件目录

                /home/USERNAME：普通用户家目录

                /root：管理员的家目录

                /media：便携式移动设备挂载点

               /mnt：临时文件系统挂载点

               /dev：设备文件及特殊文件存储位置

                       b: block device，随机访问

                       c: character device，线性访问

                /opt：第三方应用程序的安装位置

                /srv：系统上运行的服务用到的数据

                /tmp：临时文件存储位置

                /usr: universal shared, read-only data

                        bin: 保证系统拥有完整功能而提供的应用程序

                        sbin:

                        lib：32位使用

                        lib64：只存在64位系统

                        include: C程序的头文件(header files)

                        share：结构化独立的数据，例如doc, man等

                        local：第三方应用程序的安装位置

                        bin, sbin, lib, lib64, etc, share

                        /var: variable data files

                        cache: 应用程序缓存数据目录

                        lib: 应用程序状态信息数据

                        local：专用于为/usr/local下的应用程序存储可变数据

                        lock: 锁文件

                        log: 日志目录及文件

                        opt: 专用于为/opt下的应用程序存储可变数据

                        run: 运行中的进程相关数据,通常用于存储进程pid文件

                        spool: 应用程序数据池

                        tmp: 保存系统两次重启之间产生的临时数据

                /proc: 用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统

                /sys：用于输出当前系统上硬件设备相关信息虚拟文件系统

                /selinux: security enhanced Linux，selinux相关的安全策略等信息的存储位置

        在CentOS中目录有些变化，如：

                /bin 和 /usr/bin

                /sbin 和 /usr/sbin

                /lib 和/usr/lib

                /lib64 和 /usr/lib64

绝对和相对路径

绝对路径：从根目录即以正斜杠开始，完整的文件的位置路径，可用于任何想指定一个文件名的时候

相对路径名，不是从根目录开始，指定相对于当前工作目录或某目录的位置，可以作为一个简短的形式指定一个文件名

基名(整个路径中的文件名)：basename

目录名：dirname

Linux上的应用程序的组成部分

二进制程序：/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin, /usr/local/bin, /usr/local/sbin

库文件：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local/lib64

配置文件：/etc, /etc/DIRECTORY, /usr/local/etc

帮助文件：/usr/share/man, /usr/share/doc, /usr/local/share/man, /usr/local/share/doc

文件名规则

文件名称区分大小写

以点“.”开头的文件为隐藏文件

文件名最长255个字节

包括路径在内文件名称最长4095个字节

蓝色-->目录、绿色-->可执行文件、红色-->压缩文件 浅蓝色-->链接文件、灰色-->其他文件

除了斜杠和NUL,所有字符都有效.但使用特殊字符的目录名和文件不推荐使用，有些字符需要用引号来引用它们

标准Linux文件系统（如ext4），文件名称大小写敏感

例如：MAIL, Mail, mail, mAiL

文件类型

文件各类很多，可以通过“ls -l”查看文件属性，在属性的第一个字符表示文件类型

常见文件类型有：

- 普通文件，一般有纯文本文件、二进制可执行文件、数据格式文件

d 目录文件，即一般的文件夹

b 块设备，就是一些发块为单位访问数据，提供阳春面访问的接口设备，如磁盘、U盘等。

c 字符设备，字符设备文件通常是一些串行接口设备在用户空间的体现，字符设备是按字符为单位且按一定顺序进行输入输出，如键盘、鼠标、终端等

l 符号链接文件，又称为软链接，类似windows系统中的快捷方式

p 管道文件pipe，管道文件是一种特殊的文件类型，其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区，主要目的是为了实现进程间通讯(InterProcess Communication,IPC)的问题；遵循先进先出原则，所以又叫FIFO(first in first out)文件.

s 套接字文件socket，被称为数据接口文件，这种类型文件通常被用在基于网络的数据通讯使用。

文件索引节点

磁盘中文件一般有两类数据：元数据(metadata)、数据(data)；系统通过文件索引节点编号即inode号找到文件元数据，再能过元数据中的数据块指针找到文件数据。

inode（index node）表中包含文件系统所有文件列表，一个节点 （索引节点）是在一个表项，包含有关文件的信息（ 元数据 ），包括：文件类型，权限，UID，GID、链接数（指向这个文件名路径名称个数）、该文件的大小和不同的时间戳、指向磁盘上文件的数据块指针、有关文件的其他数据，使用stat命令查看文件元数据信息，如下

图中，size为文件大小，inode为索引节点，Linds链接数据，第四行Access开关的行有文件类型及权限属性、用户ID、用户组ID、Access为文件访问时间，Modify创建时间，change更新时间；可以通过touch命令修改文件的时间属性

file查看文件类型

文件可以包含多种类型的数据，检查文件的类型，然后确定适当的打开命令或应用程序使用

file [options] <filename>...

常用选项:

-b 列出文件辨识结果时，不显示文件名称

-f filelist 列出文件filelist中文件名的文件类型

-F 使用指定分隔符号替换输出文件名后默认的”:” 分隔符

-L 查看对应软链接对应文件的文件类型

--help 显示命令在线帮助

stat查看文件状态

文件：metadata, data

三个时间戳：

access time 访问时间，atime，读取文件内容

modify time 修改时间, mtime，改变文件内容（数据）

change time 改变时间, ctime，元数据发生改变

文件通配符

* 匹配零个或多个字符                                             ? 匹配任何单个字符

~ 当前用户家目录                                                    ~mage 用户mage家目录

~+ 当前工作目录                                                     ~- 前一个工作目录

[0-9] 匹配数字范围                                                  [a-z]：字母

[A-Z]：字母                                                             [wang] 匹配列表中的任何的一个字符

[^wang] 匹配列表中的所有字符以外的字符

预定义的字符类：man 7 glob

[:digit:]：任意数字，相当于0-9                            [:lower:]：任意小写字母

[:upper:]: 任意大写字母                                       [:alpha:]: 任意大小写字母

[:alnum:]：任意数字或字母                                 [:blank:]：水平空白字符

[:space:]：水平或垂直空白字符                          [:punct:]：标点符号

[:print:]：可打印字符                                           [:cntrl:]：控制（非打印）字符

[:graph:]：图形字符                                             [:xdigit:]：十六进制字符

文件管理相关命令

显示当前工作目录

每个shell和系统进程都有一个当前的工作目录

CWD:current work directory

显示当前shell CWD的绝对路径

pwd: printing working directory

-P 显示真实物理路径

-L 显示链接路径（默认）

tree显示目录树

-C：在文件和目录清单加上色彩，便于区分各种类型

-d: 只显示目录

-D：列出文件或目录的更改时间

-L level：指定显示的层级数目

-P pattern: 只显示由指定pattern匹配到的路径

-p：列出文件的属性

mkdir创建目录

-p: 存在于不报错，且可自动创建所需的各目录

-v: 显示详细信息

-m MODE: 创建目录时直接指定权限

rmdir删除空目录

-p: 递归删除父空目录

-v: 显示详细信息

rm -r 递归删除目录树

cd更改当前目录

使用绝对或相对路径：

     cd /home/wang/

     cd home/wang

切换至父目录： cd ..

切换至当前用户主目录： cd

切换至以前的工作目录： cd –

选项：-P

相关的环境变量：

     PWD：当前目录路径

     OLDPWD：上一次目录路径

ls列出目录内容

列出当前目录的内容或指定目录

用法：ls [options] [files_or_dirs]

选项示例

     ls -a 包含隐藏文件                                                     ls -l 显示额外的信息

     ls -R 目录递归                                                            ls -ld 目录和符号链接信息

     ls -1 文件分行显示                                                      ls –S 按从大到小排序

     ls –t 按mtime排序                                                       ls –u 配合-t选项，显示并按atime从新到旧排序

     ls –U 按目录存放顺序显示                                          ls –X 按文件后缀排序

touch创建空文件和刷新时间

文件不存在则创建一个新的空文件，如果文件存在则更新文件的时间属性

格式：touch [OPTION]... FILE...

     -a 仅改变 atime和ctime

     -m 仅改变 mtime和ctime

     -t [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss]，指定atime和mtime的时间戳

     -c 如果文件不存在，则不予创建

cp复制文件和目录

cp [OPTION]... [-T] SOURCE DEST

cp [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY

cp [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...

cp SRC... DEST

     SRC... 可以是一个或多个文件或目录，

     SRC为文件：如果目标不存在，新建DEST，并将SRC中内容填充至DEST中,如果目标存在，将SRC中的内容覆盖至DEST中，基于安全，建议添加-i选项，避免误操作覆盖掉原有文件；

     SRC是目录：此时最好添加-r选项，可以递归复制目录内的文件及目录，如果DEST不存在，则创建指定DEST同名目录，复制SRC目录中所有文件至DEST下；如果DEST存在且为文件，会报错；如果DEST存在且为目录，则在DEST下新建与原目录同名的目录，并将SRC中内容复制至新目录中

     DEST 必须存在，且为目录，其它情形均会出错，在DEST下新建与原文件同名的文件，并将SRC中内容填充至新文件中

cp常用选项

     -i：覆盖前提示

     -n：不覆盖，注意两者顺序

     -r, -R：递归复制目录及内部的所有内容

     -a：归档，相当于-dR --preserv=all

     -d：--no-dereference --preserv=links 不复制原文件，只复制链接名

     --preserv[=ATTR_LIST]

          mode: 权限

          ownership: 属主属组

          timestamp:

          links

          xattr

          context

          al

     -p 等同--preserv=mode,ownership,timestamp

     -v –verbose

     -f –force

     -u --update 只复制源比目标更新文件或目标不存在的文件

     -b 目标存在，覆盖前先备份，形式为 filename~

     --backup=numbered 目标存在，覆盖前先备份加数字后缀

cp与inode：执行cp时会分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目，在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联，拷贝数据生成新的文件

mv移动和重命名文件

mv [OPTION]... [-T] SOURCE DEST

mv [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY

mv [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...

常用选项：

     -i 交互式

     -f 强制

     -b 目标存在，覆盖前先备份

示例：

     移动文件：mv /etc/fstab /data/

     重命名文件：mv /etc/fstab /etc/abc.test

     移动并重命名：mv /etc/fstab /data/mount.info

mv和inode：

     如果mv命令的目标和源在相同的文件系统，作为mv 命令，用新的文件名创建对应新的目录项，删除旧目录条目对应的旧的文件名，不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动！

     如果目标和源在一个不同的文件系统， mv相当于cp和rm

rm删除

rm [OPTION]... FILE...

常用选项：

     -i 交互式，默认选项

     -f 强制删除

     -r 递归

     --no-preserve-root 删除/

示例：

     强制删除：rm -rf /*

rm与inode：执行rm命令，文件链接数递减，从而释放的inode号可以被重用，把数据块放在空闲列表中，删除目录项，数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖

ln创建链接文件

ln [option] … [-T] TARGEG LINK_NAME

ln [option]… TARGET

ln [option]… TARGET… DIRECTORY

ln [option]… -t DIRECTORY TARGET…

TARGET表示需要创建链接文件的目标文件，LINK_NAME表示生成的链接文件

常用选项：

       -b：覆盖前先备份

       -d,-F, --directory：允许超级用户制作目录的硬链接，因系统限制可能出错

       -f，--force：强制执行

       -I，--interactive：交互模式，文件存在则提示用户是否覆盖

       -n，--no-dereferenc：把符号链接视为一般目录

       -v，--verbose：显示与详细的处理过程

       -S，--suffix=SUFFIX：指定备份的文件后缀

       --help：显示帮助信息

       --version：显示版本信息

硬链接与软链接

硬链接：其本质就是对同一个文件起多个文件名，所有指向同一文件的硬链接与源文件使用同一个Inode号，但每创建一个硬链接会使用文件的链接数据加1；在删除文件时，无论是删除文件最初的文件名或某个硬链接，则链接数据减1，文件数据不一定会被删除，只有当文件链接数据为0时，文件才会被删除；硬链接不能跨越驱动器或分区，

     创建硬链接：ln filename [linkname ]

          flename 为硬链接名，linkname为源文件

     硬链接特性：

          1、文件有想再的inode号及数据块

          2、只能对已存在的文件进行创建

          3、不能跨分区创建硬链接

          4、对目录进行创建，只可对文件创建

          5、删除一个硬链接文件并不影响其他有相同Inode号的文件

     示例：ln pass.link /etc/passwd

符号（或软）链接

       若文件用户数据块中存放的内容是另一个文件的路径名的指向，那么这个文件应该就是软链接文件；软链接就是一个普通的文件，拥有自己的inode号及用户数据块。类似于windows系统中的快捷方式。

     创建硬链接：ln -s filename ​​ [linkname]

          flename 为源文件，linkname为链接文件名

     软链接特性：

           1、链接文件有自己的文件属性及权限等

           2、可对不存在的文件或目录创建软链接

           3、软链接可跨分区

           4、软链接可以对文件或目录创建

           5、创建软链接时，原文件链接计数不会增加       

           6、删除软链接并不影响被指向的文件，但若被指向的原文件被删除，则相关的软链接将无法访问，被称为死链                          接，如果文件被重新创建，则链接又会恢复访问，但访问的是新创建的文件

下面是一些小练习：

1、显示/var目录下所有以l开头，以一个小写字母结尾，且中间出现至少一位数字的文件或目录

答：ls /etc/l*[[:digit:]]*[[:lower:]]

2、显示/etc目录下以任意一位数字开头，且以非数字结尾的文件或目录

答：ls /etc/[[:digit:]]*[^[:digit:]]

3、显示/etc/目录下以非字母开头，后面跟了一个字母及其它任意长度任意字符的文件或目录

答：ls /etc/[^[:alpha:]][[:alpha:]]*

4、显示/etc/目录下所有以rc开头，并后面是0-6之间的数字，其它为任意字符的文件或目录

答：ls /etc/rc[0-6]*

5、显示/etc目录下，所有以.d结尾的文件或目录

答：ls /etc/*.d

6、显示/etc目录下，所有.conf结尾，且以m,n,r,p开头的文件或目录

答：ls /etc/[mnrp]*.conf

7、只显示/root下的隐藏文件和目录            

答：ls -d /root/.*

8、只显示/etc下的非隐藏目录

       答：ls -d /etc/*/

9、每天将/etc/目录下所有文件，备份到/data独立的子目录下，并要求子目录格式为 backupYYYY-mm-dd，备份过程可见

答：cp -rf /etc/ /data/backup`date "+%F"`

10、创建/data/rootdir目录，并复制/root下所有文件到该目录内，要求保留原有权限

       答：cp -arf /root/ /data/rootdir/

11、如何创建/testdir/dir1/x, /testdir/dir1/y, /testdir/dir1/x/a,/testdir/dir1/x/b, /testdir/dir1/y/a, /testdir/dir1/y/b

       答：mkdir -p /testdir/dir1/{x,y}/{a,b}

12、如何创建/testdir/dir2/x, /testdir/dir2/y, /testdir/dir2/x/a,/testdir/dir2/x/b

       答：mkdir -p /testdir/dir2/{x/{a,b},y}

13、如何创建/testdir/dir3, /testdir/dir4, /testdir/dir5, /testdir/dir5/dir6， /testdir/dir5/dir7

       答：mkdir -p /testdir/dir{3,4,5/dir{6,7}}