Linux中國

命令行藝術

流暢地使用命令行是一個常被忽略的技能,或被認為是神秘的奧義。但是,它會以明顯而微妙的方式改善你作為工程師的靈活度和生產力。這是我在 Linux 上工作時發現的有用的命令行使用小竅門和筆記的精粹。有些小竅門是很基礎的,而有些是相當地特別、複雜、或者晦澀難懂。這篇文章不長,但是如果你可以使用並記得這裡的所有內容,那麼你就懂得很多了。

其中大部分最初出現Quora上,但是考慮到興趣所在,似乎更應該放到 Github 上,這裡的人比我更能提出改進建議。如果你看到一個錯誤,或者更好的某種東西,請提交問題或 PR!(當然,提交前請看看必讀小節和已有的 PR/Issue。)

必讀

範圍:

  • 本文是針對初學者和專業人員的,選題目標是覆蓋面廣(全都很重要)、有針對性(大多數情況下都給出具體實例)而簡潔(避免不必要內容以及你能在其它地方輕鬆找到的離題的內容)。每個小竅門在某種情形下都很必需的,或者能比替代品大大節省時間。
  • 這是為 Linux 寫的。絕大部分條目都可以同樣應用到 MacOS(或者甚至 Cygwin)。
  • 主要針對互動式 Bash,儘管大多數小竅門也可以應用到其它 shell,以及常規 Bash 腳本。
  • 包括了「標準的」UNIX 命令以及那些需要安裝的軟體包(它們很重要,值得安裝)。

注意:

  • 為了能在一篇文章內展示盡量多的東西,一些具體的信息會被放到引用頁里。你可以使用 Google 來獲得進一步的內容。(如果需要的話,)你可以使用 apt-get/yum/dnf/pacman/pip/brew 來安裝這些新的程序。
  • 使用 Explainshell 來獲取命令、參數、管道等內容的解釋。

基礎

  • 學習基本 Bash 技能。實際上,鍵入man bash,然後至少瀏覽一遍所有內容;它很容易理解,沒那麼長。其它 shell 也不錯,但是 Bash 很強大,而且到處都可以找到(如果在你自己的筆記本上學習 zsh、fish 之類,會在很多情形下受到限制,比如使用現存的伺服器時)。
  • 至少學好一種基於文本的編輯器。理想的一個是 Vim(vi),因為在終端中編輯時隨時都能找到它(即使大多數時候你在使用 Emacs、一個大型的 IDE、或一個現代的時髦編輯器)。
  • 學習怎樣使用 man 來閱讀文檔(好奇的話,用 man man 來列出分區號,比如 1 是常規命令,5 是文件描述,8 用於管理員)。用 apropos 找到幫助頁。了解哪些命令不是可執行程序,而是 Bash 內置的,你可以用 helphelp -d 得到幫助。
  • 學習使用 >< 來進行輸出和輸入重定向,以及使用 | 來管道重定向,學習關於 stdout 和 stderr 的東西。
  • 學習 *(也許還有 ?{...} )文件通配擴展和應用,以及雙引號 " 和單引號 &apos; 之間的區別。(更多內容請參看下面關於變數擴展部分)。
  • 熟悉 Bash 作業管理:&ctrl-zctrl-cjobsfgbgkill 等等。
  • 掌握ssh,以及通過 ssh-agentssh-add 等進行無密碼驗證的基礎技能。
  • 基本的文件管理:lsls -l(特別是,知道ls -l各個列的意義),lessheadtailtail -f(或者更好的less +F),lnln -s(知道硬鏈接和軟鏈接的區別,以及硬鏈接相對於軟鏈接的優勢),chownchmoddu(用於查看磁碟使用率的快速摘要:du -sk *)。文件系統管理:dfmountfdiskmkfslsblk
  • 基本的網路管理: ipifconfigdig
  • 熟知正則表達式,以及各種使用grep/egrep的選項。-i-o-A-B 選項值得掌握。
  • 學會使用 apt-getyumdnfpacman(這取決於你的發行版)來查找並安裝軟體包。確保你可以用 pip 來安裝基於 Python 的命令行工具(下面的一些東西可以很容易地通過 pip 安裝)。

日常使用

  • 在Bash中,使用 tab 補完參數,使用 ctrl-r 來搜索命令歷史。
  • 在Bash中,使用 ctrl-w 來刪除最後的單詞,使用 ctrl-u 來刪除整行,返回行首。使用 alt-balt-f 來逐詞移動,使用 ctrl-k 來清除到行尾的內容,以及使用 ctrl-l 清屏。參見 man readline 來查看 Bash 中所有默認的鍵盤綁定,有很多。例如,alt-. 可以循環顯示先前的參數,而alt- 擴展通配。(LCTT 譯註:關於 Bash 下的快捷鍵,可以參閱: </article-5660-1.html> )
  • 另外,如果你喜歡 vi 風格的鍵盤綁定,可以使用 set -o vi
  • 要查看最近用過的命令,請使用 history 。 有許多縮寫形式,比如 !$(上次的參數)和!!(上次的命令),雖然使用 ctrl-ralt-. 更容易些。(LCTT 譯註:關於歷史擴展功能,可以參閱: </article-5658-1.html> )
  • 返回先前的工作目錄: cd -
  • 如果你命令輸入到一半,但是改變主意了,可以敲 alt-# 來添加一個 # 到開頭,然後將該命令作為注釋輸入(或者使用快捷鍵 ctrl-a#enter 輸入)。然後,你可以在後面通過命令歷史來回到該命令。
  • 使用 xargs(或 parallel),它很強大。注意,你可以控制每行(-L)執行多少個項目,以及並行執行(-P)。如果你不確定它是否會做正確的事情,可以首先使用 xargs echo。同時,使用 -I{} 也很方便。樣例:
  find . -name &apos;*.py&apos; | xargs grep some_function
  cat hosts | xargs -I{} ssh root@{} hostname
  • pstree -p 對於顯示進程樹很有幫助。
  • 使用 pgreppkill 來按名稱查找進程或給指定名稱的進程發送信號(-f 很有幫助)。
  • 掌握各種可以發送給進程的信號。例如,要掛起進程,可以使用 kill -STOP [pid]。完整的列表可以查閱 man 7 signal
  • 如果你想要一個後台進程一直保持運行,使用 nohupdisown
  • 通過 netstat -lntpss -plat 檢查哪些進程在監聽(用於 TCP,對 UDP 使用 -u 替代 -t)。
  • lsof來查看打開的套接字和文件。
  • 在 Bash 腳本中,使用 set -x 調試腳本輸出。儘可能使用嚴格模式。使用 set -e 在遇到錯誤時退出。也可以使用 set -o pipefail,對錯誤進行嚴格處理(雖然該話題有點微妙)。對於更複雜的腳本,也可以使用 trap
  • 在 Bash 腳本中,子 shell(寫在括弧中的)是組合命令的便利的方式。一個常見的例子是臨時移動到一個不同的工作目錄,如:
  # 在當前目錄做些事
  (cd /some/other/dir; other-command)
  # 繼續回到原目錄
  • 注意,在 Bash 中有大量的各種各樣的變數擴展。檢查一個變數是否存在:${name:?error message}。例如,如果一個Bash腳本要求一個單一參數,只需寫 input_file=${1:?usage: $0 input_file}。算術擴展:i=$(( (i + 1) % 5 ))。序列: {1..10}。修剪字元串:${var%suffix}${var#prefix}。例如,if var=foo.pdf ,那麼 echo ${var%.pdf}.txt 會輸出 foo.txt
  • 命令的輸出可以通過 <(some command) 作為一個文件來處理。例如,將本地的 /etc/hosts 和遠程的比較:
  diff /etc/hosts <(ssh somehost cat /etc/hosts)
  • 了解 Bash 中的「嵌入文檔」,就像在 cat <<EOF ... 中。
  • 在 Bash 中,通過:some-command >logfile 2>&1 同時重定向標準輸出和標準錯誤。通常,要確保某個命令不再為標準輸入打開文件句柄,而是將它捆綁到你所在的終端,添加 </dev/null 是個不錯的做法。
  • man ascii 可以得到一個不錯的ASCII表,帶有十六進位和十進位值兩種格式。對於常規編碼信息,man unicodeman utf-8man latin1 將很有幫助。
  • 使用 screentmux 來複用屏幕,這對於遠程 ssh 會話尤為有用,使用它們來分離並重連到會話。另一個只用於保持會話的最小可選方案是 dtach
  • 在 ssh 中,知道如何使用 -L-D(偶爾也用-R)來打開埠通道是很有用的,如從一台遠程伺服器訪問網站時。
  • 為你的 ssh 配置進行優化很有用;例如,這個 ~/.ssh/config 包含了可以避免在特定網路環境中連接被斷掉的情況的設置、使用壓縮(這對於通過低帶寬連接使用 scp 很有用),以及使用一個本地控制文件來開啟到同一台伺服器的多通道:
  TCPKeepAlive=yes
  ServerAliveInterval=15
  ServerAliveCountMax=6
  Compression=yes
  ControlMaster auto
  ControlPath /tmp/%r@%h:%p
  ControlPersist yes
  • 其它一些與 ssh 相關的選項對會影響到安全,請小心開啟,如各個子網或主機,或者在信任的網路中:StrictHostKeyChecking=noForwardAgent=yes
  • 要獲得八進位格式的文件的許可權,這對於系統配置很有用而用 ls 又沒法查看,而且也很容易搞得一團糟,可以使用像這樣的東西:
  stat -c &apos;%A %a %n&apos; /etc/timezone
  • 對於從另一個命令的輸出結果中交互選擇值,可以使用percol
  • 對於基於另一個命令(如git)輸出的文件交互,可以使用fpp (路徑選擇器)。
  • 要為當前目錄(及子目錄)中的所有文件構建一個簡單的 Web 伺服器,讓網路中的任何人都可以獲取,可以使用: python -m SimpleHTTPServer 7777 (使用埠 7777 和 Python 2)。

處理文件和數據

  • 要在當前目錄中按名稱定位文件,find . -iname &apos;*something*&apos;(或者相類似的)。要按名稱查找任何地方的文件,使用 locate something(但請記住,updatedb 可能還沒有索引最近創建的文件)。
  • 對於源代碼或數據文件進行的常規搜索(要比 grep -r 更高級),使用 ag
  • 要將 HTML 轉成文本:lynx -dump -stdin
  • 對於 Markdown、HTML,以及各種類型的文檔轉換,可以試試 pandoc
  • 如果你必須處理 XML,xmlstarlet 雖然有點老舊,但是很好用。
  • 對於 JSON,使用jq
  • 對於 Excel 或 CSV 文件,csvkit 提供了 in2csvcsvcutcsvjoincsvgrep 等工具。
  • 對於亞馬遜 S3 ,s3cmd 會很方便,而 s4cmd 則更快速。亞馬遜的 aws 則是其它 AWS 相關任務的必備。
  • 掌握 sortuniq,包括 uniq 的 -u-d 選項——參見下面的單行程序。
  • 掌握 cutpastejoin,它們用於處理文本文件。很多人會使用 cut,但常常忘了 join
  • 了解 tee,它會將 stdin 同時複製到一個文件和 stdout,如 ls -al | tee file.txt
  • 知道 locale 會以微妙的方式對命令行工具產生大量的影響,包括排序的順序(整理)以及性能。大多數安裝好的 Linux 會設置 LANG 或其它 locale 環境變數為本地設置,比如像 US English。但是,你要明白,如果改變了本地環境,那麼排序也將改變。而且 i18n 過程會讓排序或其它命令的運行慢好多倍。在某些情形中(如像下面那樣的設置操作或唯一性操作),你可以安全地整個忽略緩慢的 i18n 過程,然後使用傳統的基於位元組的排序順序 export LC_ALL=C
  • 了解基本的改動數據的 awksed 技能。例如,計算某個文本文件第三列所有數字的和:awk &apos;{ x += $3 } END { print x }&apos;。這可能比 Python 的同等操作要快3倍,而且要短3倍。
  • 在一個或多個文件中,替換所有出現在特定地方的某個字元串:
  perl -pi.bak -e &apos;s/old-string/new-string/g&apos; my-files-*.txt
  • 要立即根據某個模式對大量文件重命名,使用 rename。對於複雜的重命名,repren 可以幫助你達成。
  # 恢復備份文件 foo.bak -> foo:
  rename &apos;s/.bak$//&apos; *.bak
  # 完整的文件名、目錄名 foo -> bar:
  repren --full --preserve-case --from foo --to bar .
  • 使用 shuf 來從某個文件中打亂或隨機選擇行。
  • 了解 sort 的選項。知道這些鍵是怎麼工作的(-t-k)。特別是,注意你需要寫-k1,1來只通過第一個欄位排序;-k1意味著根據整行排序。
  • 穩定排序(sort -s)會很有用。例如,要首先按欄位2排序,然後再按欄位1排序,你可以使用 sort -k1,1 | sort -s -k2,2
  • 如果你曾經需要在 Bash 命令行中寫一個水平製表符(如,用於 -t 參數的排序),按ctrl-v [Tab],或者寫$&apos;t&apos;(後面的更好,因為你可以複製/粘貼)。
  • 對源代碼進行補丁的標準工具是 diffpatch。 用 diffstat 來統計 diff 情況。注意 diff -r 可以用於整個目錄,所以可以用 diff -r tree1 tree2 | diffstat 來統計(兩個目錄的)差異。
  • 對於二進位文件,使用 hd 進行簡單十六進位轉儲,以及 bvi 用於二進位編輯。
  • 還是用於二進位文件,strings(加上 grep 等)可以讓你找出一點文本。
  • 對於二進位文件的差異(delta 壓縮),可以使用 xdelta3
  • 要轉換文本編碼,試試 iconv 吧,或者對於更高級的用途使用 uconv;它支持一些高級的 Unicode 的東西。例如,這個命令可以轉換為小寫並移除所有重音符號(通過擴展和丟棄):
  uconv -f utf-8 -t utf-8 -x &apos;::Any-Lower; ::Any-NFD; [:Nonspacing Mark:] >; ::Any-NFC; &apos; < input.txt > output.txt
  • 要將文件分割成幾個部分,來看看 split(按大小分割)和 csplit(按格式分割)吧。
  • 使用 zlesszmorezcatzgrep 來操作壓縮文件。

系統調試

  • 對於 Web 調試,curlcurl -I 很方便靈活,或者也可以使用它們的同行 wget,或者更現代的 httpie
  • 要了解磁碟、CPU、網路的狀態,使用 iostatnetstattop(或更好的 htop)和(特別是)dstat。它們對於快速獲知系統中發生的狀況很好用。
  • 對於更深層次的系統總覽,可以使用 glances。它會在一個終端窗口中為你呈現幾個系統層次的統計數據,對於快速檢查各個子系統很有幫助。
  • 要了解內存狀態,可以運行 freevmstat,看懂它們的輸出結果吧。特別是,要知道「cached」值是Linux內核為文件緩存所佔有的內存,因此,要有效地統計「free」值。
  • Java 系統調試是一件截然不同的事,但是對於 Oracle 系統以及其它一些 JVM 而言,不過是一個簡單的小把戲,你可以運行 kill -3 <pid>,然後一個完整的堆棧追蹤和內存堆的摘要(包括常規的垃圾收集細節,這很有用)將被轉儲到stderr/logs。
  • 使用 mtr 作路由追蹤更好,可以識別網路問題。
  • 對於查看磁碟滿載的原因,ncdu 會比常規命令如 du -sh * 更節省時間。
  • 要查找佔用帶寬的套接字和進程,試試 iftopnethogs 吧。
  • (Apache附帶的)ab工具對於臨時應急檢查網路伺服器性能很有幫助。對於更複雜的負載測試,可以試試 siege
  • 對於更仔細的網路調試,可以用 wiresharktsharkngrep
  • 掌握 straceltrace。如果某個程序失敗、掛起或崩潰,而你又不知道原因,或者如果你想要獲得性能的大概信息,這些工具會很有幫助。注意,分析選項(-c)和使用 -p 關聯運行進程。
  • 掌握 ldd 來查看共享庫等。
  • 知道如何使用 gdb 來連接到一個運行著的進程並獲取其堆棧追蹤信息。
  • 使用 /proc。當調試當前的問題時,它有時候出奇地有幫助。樣例:/proc/cpuinfo/proc/xxx/cwd/proc/xxx/exe/proc/xxx/fd//proc/xxx/smaps
  • 當調試過去某個東西為何出錯時,sar 會非常有幫助。它顯示了 CPU、內存、網路等的歷史統計數據。
  • 對於更深層的系統和性能分析,看看 stap (SystemTap),perfsysdig 吧。
  • 確認是正在使用的 Linux 發行版版本(支持大多數發行版):lsb_release -a
  • 每當某個東西的行為異常時(可能是硬體或者驅動器問題),使用dmesg

單行程序

這是將命令連成一行的一些樣例:

  • 有時候通過 sort/uniq 對文本文件做交集、並集和差集運算時,這個例子會相當有幫助。假定 ab 是已經進行了唯一性處理的文本文件。這會很快,而且可以處理任意大小的文件,總計可達數千兆位元組。(Sort不受內存限制,不過如果 /tmp 放在一個很小的根分區的話,你可能需要使用 -T 選項。)也可參見上面關於LC_ALL的註解和 -u 選項(參見下面例子更清晰)。
sh cat a b | sort | uniq > c # c 是 a 和 b 的並集 
cat a b | sort | uniq -d > c # c 是 a 和 b 的交集 
cat a b b | sort | uniq -u > c # c 是 a 減去 b 的差集
  • 使用 grep . * 來可視化查看一個目錄中的所有文件的所有內容,例如,對於放滿配置文件的目錄: /sys/proc/etc
  • 對某個文本文件的第三列中所有數據進行求和(該例子可能比同等功能的Python要快3倍,而且代碼也少於其3倍):
  awk &apos;{ x += $3 } END { print x }&apos; myfile
  • 如果想要查看某個文件樹的大小/日期,該例子就像一個遞歸ls -l,但是比ls -lR要更容易讀懂:
  find . -type f -ls
  • 只要可以,請使用 xargsparallel。注意,你可以控制每行(-L)執行多少個項目,以及並行執行(-P)。如果你不確定它是否會做正確的事情,可以首先使用 xargs echo。同時,使用 -I{} 也很方便。樣例:
  find . -name &apos;*.py&apos; | xargs grep some_function
  cat hosts | xargs -I{} ssh root@{} hostname
  • 比如說,你有一個文本文件,如 Web 伺服器的日誌,在某些行中出現了某個特定的值,如 URL 中出現的 acct_id 參數。如果你想要統計有多少個 acct_id 的請求:
cat access.log | egrep -o &apos;acct_id=[0-9]+&apos; | cut -d= -f2 | sort | uniq -c | sort -rn
  • 運行該函數來獲得來自本文的隨機提示(解析Markdown並從中提取某個項目):
function taocl() {
    curl -s https://raw.githubusercontent.com/jlevy/the-art-of-command-line/master/README.md |
      pandoc -f markdown -t html |
      xmlstarlet fo --html --dropdtd |
      xmlstarlet sel -t -v "(html/body/ul/li[count(p)>0])[$RANDOM mod last()+1]" |
      xmlstarlet unesc | fmt -80
  }

晦澀難懂,但卻有用

  • expr:實施算術或布林操作,或者求正則表達式的值
  • m4:簡單的宏處理器
  • yes:大量列印一個字元串
  • cal:漂亮的日曆
  • env:(以特定的環境變數設置)運行一個命令(腳本中很有用)
  • look:查找以某個字元串開頭的英文單詞(或文件中的行)
  • cutpaste 以及 join:數據處理
  • fmt:格式化文本段落
  • pr:格式化文本為頁/列
  • fold:文本折行
  • column:格式化文本為列或表
  • expandunexpand:在製表符和空格間轉換
  • nl:添加行號
  • seq:列印數字
  • bc:計算器
  • factor:分解質因子
  • gpg:加密並為文件簽名
  • toe:terminfo 條目表
  • nc:網路調試和數據傳輸
  • socat:套接字中繼和 tcp 埠轉發(類似 netcat
  • slurm:網路流量可視化
  • dd:在文件或設備間移動數據
  • file:識別文件類型
  • tree:以樹形顯示目錄及子目錄;類似 ls,但是是遞歸的。
  • stat:文件信息
  • tac:逆序列印文件
  • shuf:從文件中隨機選擇行
  • comm:逐行對比分類排序的文件
  • hdbvi:轉儲或編輯二進位文件
  • strings:從二進位文件提取文本
  • tr:字元轉譯或處理
  • iconvuconv:文本編碼轉換
  • splitcsplit:分割文件
  • units:單位轉換和計算;將每雙周(fortnigh)一浪(浪,furlong,長度單位,約201米)轉換為每瞬(blink)一緹(緹,twip,一種和屏幕無關的長度單位)(參見: /usr/share/units/definitions.units)(LCTT 譯註:這都是神馬單位啊!)
  • 7z:高比率文件壓縮
  • ldd:動態庫信息
  • nm:目標文件的符號
  • ab:Web 伺服器基準測試
  • strace:系統調用調試
  • mtr:用於網路調試的更好的路由追蹤軟體
  • cssh:可視化並發 shell
  • rsync:通過 SSH 同步文件和文件夾
  • wiresharktshark:抓包和網路調試
  • ngrep:從網路層摘取信息
  • hostdig:DNS查詢
  • lsof:處理文件描述符和套接字信息
  • dstat:有用的系統統計數據
  • glances:高級,多個子系統概覽
  • iostat:CPU和磁碟使用率統計
  • htop:top的改進版
  • last:登錄歷史
  • w:誰登錄進來了
  • id:用戶/組身份信息
  • sar:歷史系統統計數據
  • iftopnethogs:按套介面或進程的網路使用率
  • ss:套介面統計數據
  • dmesg:啟動和系統錯誤信息
  • hdparm:SATA/ATA 磁碟操作/改善性能
  • lsb_release:Linux 發行版信息
  • lsblk:列出塊設備,以樹形展示你的磁碟和分區
  • lshw:硬體信息
  • fortuneddatesl:嗯,好吧,它取決於你是否認為蒸汽機車和 Zippy 引用「有用」

更多資源

免責聲明

除了非常小的任務外,其它都寫出了代碼供大家閱讀。伴隨力量而來的是責任。事實是,你在Bash中做的,並不意味著是你所應該做的!;)

via: https://github.com/jlevy/the-art-of-command-line

作者:jlevy 譯者:GOLinux 校對:wxy

本文由 LCTT 原創翻譯,Linux中國 榮譽推出


本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive

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