【Linux】（三）—— 文件管理和软件安装

文件管理

Linux的文件管理是系统管理中的核心部分，它涉及到如何组织、访问、修改和保护文件及目录结构。

基本概念

文件系统: Linux使用树状结构的文件系统，一切皆文件，包括硬件设备也被视为特殊文件。常见的文件系统类型有ext4、XFS、Btrfs等。
目录与路径: 每个文件和目录都有一个唯一的路径，分为绝对路径（从根目录"/"开始）和相对路径（相对于当前目录）。
文件类型: 包括普通文件（-）、目录（d）、符号链接（l）、块设备（b）、字符设备（c）、管道（p）、套接字（s）等。
inode与dentry: 每个文件有两个重要数据结构，inode（索引节点）存储文件的元数据（如权限、所有者、大小、修改时间等），dentry（目录项）记录文件名和inode的映射。

常用命令

查看和切换目录

ls [options] [directory] # 显示当前目录下的目录和文件

ls命令常用的[options]选项如下：
-a 或 --all：显示包括以.开头的隐藏文件在内的所有文件和目录。
-l（小写的L）：以长格式显示，提供文件或目录的详细信息，包括权限、所有者、文件大小、修改日期和时间等。
-h：与-l一起使用时，使文件大小以易于阅读的格式（如KB、MB）显示。
-t：按修改时间排序，最新的文件或目录排在前面。
-r：逆序排序，默认是按字母升序，使用-r后变为降序。
-R：递归列出目录内容，显示所有子目录下的内容。
-S：按文件大小排序。
-A：与-a相似，但不显示.（当前目录）和..（父目录）。
-d：仅列出目录本身的信息，而不列出其内容。
-i：显示文件的inode号。

tree # 以树的形式显示目录结构（ubuntu系统需要先安装命令sudo apt install tree）

pwd # 查看当前目录位置

cd # change directory，用来切换当前的目录

cd # change directory，用来切换当前的目录，一些常见的系统目录用法如下：

cd ~ # 切换到当前用户的家目录。

cd - # 返回上一个工作目录。

cd … # 进入上级目录。

cd / # 进入根目录。

创建文件和目录

目录类似于Windows操作系统下的文件夹；文件为没有子文件的文件，包括txt，png等格式都是文件

mkdir 目录名 # 在当前工作目录下创建目录
touch 文件名 # 创建文件，多个参数用空格隔开，可以一次创建多个文件
-p  # 递归创建目录，例如mkdir -p ./a/b/c会在当前目录下递归创建文件夹a，b和c
gedit 文件名 # 编辑文件，可以同时修改多个文件（需要使用sudo apt install treegedit先安装命令，此命令使用并不多，我更加建议你使用后面的vim文件编辑器）

删除文件和目录

rm 文件/目录名 # rm为remove缩写，使用rm删除文件或目录删除后不可恢复，可以一次删除多个文件
rm -r 目录名 # 递归删除目录，如果目录不为空不能直接删除，需要递归删除
rm -i 文件/目录名 # 增加删除提示，ubuntu下删除默认没有提示
rm -f 文件/目录名 # 去掉提示强制删除，在腾讯/阿里云服务器中删除默认有提示

文件拷贝

cp 源文件路径 目标文件路径 # cp为单词copy的缩写，将文件从源路径拷贝到目标路径（源路径下依然存在）

cp指令的相关[options]：
-i  # 在目标文件路径下有同名文件时进行询问
-v  # 显示拷贝过程
-r  # 递归拷贝
-a  # 将文件权限属性等信息都进行拷贝

移动和重命名文件

mv 源文件路径 目标文件路径 # mv为单词move的缩写，将文件从源路径移动到目标路径（源路径下不存在）,在写目标文件路径时使用新的名字即可以完成重命名

mv文件指令的相关[options]选项：
-i # 在目标文件路径下有同名文件时进行询问
-v # 显示移动过程
-f # 覆盖不提示，强制移动
mv # 移动目录时不需要递归操作

文件查看cat

cat 文件名 # 查看文件

cat命令相关[options]选项：
-n # 查看文件的时候，对每一行进行编号
-b # 非空行进行编号
-s # 连续2行以上的空行，只显示1行
cat 文件名1 文件名2 # 连接文件，把两个文件合并到一起显示

文件查看more

more 文件名 # 分屏（分页）查看文件内容

more指令相关选项：
+num # 从第num行开始查看文件
-p # 先清屏，再显示文件内容
-s # 连续2行以上的空行，只显示一行

分页查看时的快捷键：
回车 # 查看一行
空格 # 查看下一屏
F/ctrl + f # 下一屏
B/ctrl + B # 上一屏
q # 退出

查找文件

常用的查找文件分为按照名称和按照文件大小查找，两者具体命令如下：

按照名称搜索 -name

find /mydir -name myfile.txt：查找/mydir路径下的myfile.txt文件

find /mydir -name ‘*.txt’ ：可以使用正则进行匹配，此条语句以为查找/mydir目录下的所有的文本文件
按照大小搜索 -size

find /mydir -size +30M ：查询/mydir下大于30M的文件

Find /mydir -size -20M ：查询/mydir下小于20M的文件

find /mydir -size +15M -size -30M：查询/mydir下大于15M小于30M的文件

查找文本

使用grep命令可以在文件中查找指定内容的位置，其基本命令如下：

grep '搜索内容串' 文件名  # 在指定文件中返回搜索内容所在行

grep命令相关[options]选项如下：
    -i 忽略大小写
    -n 查看搜索结果的行号
    -v 取反，不包含'搜索内容串' 的结果
# 可以使用正则表达式进行匹配

数据流和管道

在Linux系统中，数据流（data stream）指的是程序或进程在执行过程中产生的输入（input）、输出（output）以及错误信息（error）的流动。Linux系统主要定义了三种标准的数据流，分别是：

标准输入（Standard Input）：
- 通常默认来自键盘，但也可以通过重定向或管道从其他来源接收数据。
- 用于向程序提供数据，例如在使用cat命令从管道读取内容时。
标准输出（Standard Output）：
- 默认输出到终端屏幕，展示程序的正常输出结果。
- 可以通过重定向（> 或 >>）发送到文件，或通过管道（|）传递给另一个命令。
标准错误（Standard Error）：
- 默认也是输出到终端屏幕，但用于显示程序运行时的错误信息或警告，与正常的程序输出分开管理，便于区分。
- 可以独立于标准输出重定向到文件或合并到标准输出中。

数据流重定向

重定向 (> 和 >>)：
- > 会覆盖目标文件的内容。
- >> 会在目标文件的末尾追加内容。
- 这些操作可以改变标准输出或标准错误的流向，例如 ls > files.txt 将ls命令的输出保存到files.txt文件中。

管道 (`|`)

管道允许将一个命令的输出直接作为另一个命令的输入，例如 ls | grep txt 将ls命令列出的包含“txt”的行筛选出来。

特殊文件

/dev/null：可以将任何不需要的输出重定向至此，相当于丢弃数据。

文件类型

在查看文件时，使用``ls -l` 命令可以查看到文件/目录的类型，在每行文件的第一列数据表示文件的类型：
请添加图片描述

Linux系统中的文件类型主要包括以下几种：

普通文件（Regular File）:
- 包含文本文件、二进制文件（如程序、库文件）、数据文件等。
- 无特殊标识，在ls -l命令输出中以-表示。
目录文件（Directory）:
- 用于组织和存储其他文件和目录的容器。
- 在ls -l命令输出中以d表示。
符号链接（Symbolic Link）:
- 指向另一个文件或目录的特殊文件，类似于Windows的快捷方式。
- 在ls -l命令输出中以l表示。
设备文件:
- 分为块设备文件（如硬盘、光驱）和字符设备文件（如键盘、打印机）。
- 块设备文件以b表示，字符设备文件以c表示。
管道文件（Pipe/FIFO）:
- 用于进程间通信的特殊文件类型，遵循先进先出原则。
- 在ls -l命令输出中以p表示。
套接字文件（Socket）:
- 另一种进程间通信方式，常用于网络通信或进程间非文件描述符的通信。
- 在ls -l命令输出中以s表示。

这些文件类型可以通过ls -l命令查看文件详细信息时的第一个字符来区分。此外，Linux系统还使用inode和文件权限系统来进一步管理这些文件，允许对文件的访问、修改和执行权限进行精细控制。文件的实际类型和用途不仅取决于上述分类，也与其内容和系统如何使用它们有关。例如，文本文件和二进制文件在Linux系统层面没有本质区别，都是存储数字的文件，区别在于打开和解释这些数字的方式。

文件链接

链接文件分为软链接（符号链接）和硬链接

软链接（相当于Windows系统中的快捷方式）：软链接不占用磁盘空间，源文件删除则软连接失效

ln -s 源文件 链接文件

硬链接：给一个文件起了多个名字，把所有名字都删掉才能删除这个文件，每一个名字对文件的修改都会同步生效

ln 源文件 链接文件

软链接 vs. 硬链接

	软链接	硬连接
跨文件系统	√	×
不存在的目录/文件建立链接	√	×
为目录建立链接	√	×

归档和压缩文件

归档：把多个文件归档为一个大文件，类似于Windows下的打包压缩操作

tar -cvf 打包文件名.tar 文件1 文件2 # 多文件归档 
tar -cvf 打包文件名.tar 目录 # 目录归档 
tar -xvf 档案文件 # 解档

归档解档的相关[options]解释：
    -c 生成档案文件，创建打包文件
    -v 列出归档解档的过程
    -f 指定档案文件名称，后缀为.tar，必须放选项的最后
    -x 解档文件

压缩：在归档时多加一个选项-z（tar -zcvf），同时完成归档和压缩，压缩文件的后缀为.gzta，如果同时配合使用gzip，压缩后的文件后缀为.tar.gz（最常用的类型）：

tar -zcvf 压缩文件名.tar.gz 目录/多个文件

解压缩：在解档时多加一个选项-z（tar -zxvf），同时完成解档和解压缩

软件的安装与卸载

ubuntu中的安装软件有三种方式：

make install:源代码安装包（tarball），软件根据极其硬件进行配置和编译，性能最好，但是需要使用源代码编译、安装，比较麻烦
dpkg安装deb包：安装包直接运行安装，比第一种简单。但存在包依赖问题，安装时需要受用下载很多包
```
sudo dpkg -i 包名（以.deb结尾）
```
apt-get方式：系统自动下载安装依赖的包，但必须要有软件源（推荐使用）
```
sudo apt-get install xxxx
```

下面我们主要介绍apt-get方式：

首先需要把国外的软件源换成国内的，下载软件时更快。在 Ubuntu 24.04 之前，Ubuntu 的软件源配置文件使用传统的 One-Line-Style，路径为 /etc/apt/sources.list；从 Ubuntu 24.04 开始，Ubuntu 的软件源配置文件变更为 DEB822 格式，路径为 /etc/apt/sources.list.d/ubuntu.sources。

建议先把这里提到的文件进行备份，比如我使用的使用24.04之前版本的ubuntu系统，先把 /etc/apt/sources.list 文件使用上面介绍的cp（拷贝）命令进行拷贝了，以防万一需要改回来初始状态，然后再更改该文件，使用gedit将/etc/apt/sources.list 内容修改为：

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-backports main restricted universe multiverse

# 以下安全更新软件源包含了官方源与镜像站配置，如有需要可自行修改注释切换
deb http://security.ubuntu.com/ubuntu/ noble-security main restricted universe multiverse
# deb-src http://security.ubuntu.com/ubuntu/ noble-security main restricted universe multiverse

# 预发布软件源，不建议启用
# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-proposed main restricted universe multiverse
# # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ noble-proposed main restricted universe multiverse

修改之后记得保存

请添加图片描述

如果是24.04之后版本的ubuntu系统，则需要把/etc/apt/sources.list.d/ubuntu.sources中的内容修改为:

Types: deb
URIs: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu
Suites: noble noble-updates noble-backports
Components: main restricted universe multiverse
Signed-By: /usr/share/keyrings/ubuntu-archive-keyring.gpg

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
# Types: deb-src
# URIs: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu
# Suites: noble noble-updates noble-backports
# Components: main restricted universe multiverse
# Signed-By: /usr/share/keyrings/ubuntu-archive-keyring.gpg

# 以下安全更新软件源包含了官方源与镜像站配置，如有需要可自行修改注释切换
Types: deb
URIs: http://security.ubuntu.com/ubuntu/
Suites: noble-security
Components: main restricted universe multiverse
Signed-By: /usr/share/keyrings/ubuntu-archive-keyring.gpg

# Types: deb-src
# URIs: http://security.ubuntu.com/ubuntu/
# Suites: noble-security
# Components: main restricted universe multiverse
# Signed-By: /usr/share/keyrings/ubuntu-archive-keyring.gpg

# 预发布软件源，不建议启用

# Types: deb
# URIs: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu
# Suites: noble-proposed
# Components: main restricted universe multiverse
# Signed-By: /usr/share/keyrings/ubuntu-archive-keyring.gpg

# # Types: deb-src
# # URIs: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu
# # Suites: noble-proposed
# # Components: main restricted universe multiverse
# # Signed-By: /usr/share/keyrings/ubuntu-archive-keyring.gpg

如果还有其他关于清华镜像的问题，可以参考文档：ubuntu | 镜像站使用帮助 | 清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror

更改清华大学开源软件镜像站后更新一下

sudo apt-get update

更新后，显示下图内容则为成功

请添加图片描述

测试安装vim编辑器，更新成功之后下载速度要快很多，你也可以在更新之前先测试一遍，和更新之后的下载速度进行对比。vim编辑器的具体用法我将会在本系列后面的文章中为您详细讲解。

sudo apt-get install vim
sudo apt-get remove vim  # 卸载vim

更新软件

sudo apt-get update

这个命令会从配置的软件仓库中下载最新的软件包列表。

一旦软件包列表更新了，你可以使用以下命令来更新所有已安装的软件包到它们的最新版本：

sudo apt-get upgrade

更新单个软件包

虽然apt-get upgrade不能直接接受单个软件包的名字作为参数来更新，但你可以通过首先更新软件包列表，然后单独安装特定版本的方式来间接实现。比如，如果你想更新nginx到最新版，先执行sudo apt-get update，然后：

sudo apt-get install nginx