Linux 目錄結(jié)構(gòu)及文件基本操作

Linux 目錄結(jié)構(gòu)

在講 Linux 目錄結(jié)構(gòu)之前，你首先要清楚一點，那就是 Linux 的目錄與 Windows 的目錄的區(qū)別，或許對于一般操作上的感受來說沒有多大不同，但從它們的實現(xiàn)機制來說是完全不同的。
一種不同是體現(xiàn)在目錄與存儲介質(zhì)（磁盤，內(nèi)存，DVD 等）的關(guān)系上，以往的 Windows 一直是以存儲介質(zhì)為主的，主要以盤符（C 盤，D 盤...）及分區(qū)來實現(xiàn)文件管理，然后之下才是目錄，目錄就顯得不是那么重要，除系統(tǒng)文件之外的用戶文件放在任何地方任何目錄也是沒有多大關(guān)系。所以通常 Windows 在使用一段時間后，磁盤上面的文件目錄會顯得雜亂無章（少數(shù)善于整理的用戶除外吧）。然而 UNIX/Linux 恰好相反，UNIX 是以目錄為主的，Linux 也繼承了這一優(yōu)良特性。 Linux 是以樹形目錄結(jié)構(gòu)的形式來構(gòu)建整個系統(tǒng)的，可以理解為樹形目錄是一個用戶可操作系統(tǒng)的骨架。雖然本質(zhì)上無論是目錄結(jié)構(gòu)還是操作系統(tǒng)內(nèi)核都是存儲在磁盤上的，但從邏輯上來說 Linux 的磁盤是“掛在”（掛載在）目錄上的，每一個目錄不僅能使用本地磁盤分區(qū)的文件系統(tǒng)，也可以使用網(wǎng)絡(luò)上的文件系統(tǒng)。舉例來說，可以利用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（Network File System，NFS）服務(wù)器載入某特定目錄等。

FHS 標準

Linux 的目錄結(jié)構(gòu)說復(fù)雜很復(fù)雜，說簡單也很簡單。復(fù)雜在于，因為系統(tǒng)的正常運行是以目錄結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，對于初學(xué)者來說里面大部分目錄都不知道其作用，重要與否，特別對于那些曾經(jīng)的重度 Windows 用戶，他們會糾結(jié)很長時間，關(guān)于我安裝的軟件在哪里這類問題。說它簡單是因為，其中大部分目錄結(jié)構(gòu)是規(guī)定好了的（FHS 標準），是死的，當你掌握后，你在里面的一切操作都會變得井然有序。
FHS（英文：Filesystem Hierarchy Standard 中文：文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)標準），多數(shù) Linux 版本采用這種文件組織形式，F(xiàn)HS 定義了系統(tǒng)中每個區(qū)域的用途、所需要的最小構(gòu)成的文件和目錄同時還給出了例外處理與矛盾處理。

FHS 定義了兩層規(guī)范，第一層是， / 下面的各個目錄應(yīng)該要放什么文件數(shù)據(jù)，例如 /etc 應(yīng)該放置設(shè)置文件，/bin 與 /sbin 則應(yīng)該放置可執(zhí)行文件等等。
第二層則是針對 /usr 及 /var 這兩個目錄的子目錄來定義。例如 /var/log 放置系統(tǒng)日志文件，/usr/share 放置共享數(shù)據(jù)等等。

FHS_3.0 標準文檔
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image.png

tree /

如果提示" command not found "，就先安裝：

# 因為我們的環(huán)境的原因，每次新啟動實驗會清除系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，所以需要手動更新軟件包索引，以便我們安裝時能找到相應(yīng)軟件包的源。

sudo apt-get update

sudo apt-get install tree

關(guān)于上面提到的 FHS，這里還有個很重要的內(nèi)容你一定要明白，F(xiàn)HS 是根據(jù)以往無數(shù) Linux 用戶和開發(fā)者的經(jīng)驗總結(jié)出來的，并且會維持更新，F(xiàn)HS 依據(jù)文件系統(tǒng)使用的頻繁與否以及是否允許用戶隨意改動（注意，不是不能，學(xué)習(xí)過程中，不要怕這些），將目錄定義為四種交互作用的形態(tài)，如下表所示：

image.png

目錄路徑

路徑
有人可能不明白這路徑是指什么，有什么用。顧名思義，路徑就是你要去哪兒的路線嘛。如果你想進入某個具體的目錄或者想獲得某個目錄的文件（目錄本身也是文件）那就得用路徑來找到了。
使用 cd 命令可以切換目錄，在 Linux 里面使用 . 表示當前目錄，.. 表示上一級目錄（注意，我們上一節(jié)介紹過的，以 . 開頭的文件都是隱藏文件，所以這兩個目錄必然也是隱藏的，你可以使用 ls -a 命令查看隱藏文件），- 表示上一次所在目錄，～ 通常表示當前用戶的 home 目錄。使用 pwd 命令可以獲取當前所在路徑（絕對路徑）。

進入上一級目錄：

cd ..

進入你的 home 目錄：

cd ~
# 或者 cd /home/<你的用戶名>

有的同學(xué)可能會有疑問，為什么環(huán)境中的波浪號 ~ 在上面，而有些環(huán)境在中間。這主要是不同的字體導(dǎo)致的。比如我們環(huán)境中默認使用的 Monospace 字體，波浪號就在最上方。
我們可以在首選項里面切換到其他字體，可以看到該字體的波浪號默認是中間的。當然，這個并不影響我們操作。
使用 pwd 獲取當前路徑：

pwd

image.png

# 絕對路徑
cd /usr/local/bin
# 相對路徑
cd ../../usr/local/bin

image.png

進入一個目錄，可以使用絕對路徑也可以使用相對路徑，那我們應(yīng)該在什么時候選擇正確的方式進入某個目錄呢。就是憑直覺嘛，你覺得怎樣方便就使用哪一個，而不用特意只使用某一種。比如假設(shè)我當前在 /usr/local/bin 目錄，我想進入上一級的 local 目錄你說是使用 cd .. 方便還是 cd /usr/local 方便？而如果要進入的是 usr 目錄，那么 cd /usr ，就比 cd ../.. 方便一點了。

提示：在進行目錄切換的過程中請多使用 Tab 鍵自動補全，可避免輸入錯誤，連續(xù)按兩次 Tab 可以顯示全部候選結(jié)果。

Linux 文件的基本操作

這一節(jié)我們主要講解文件常用的基本操作，包括：新建、復(fù)制、刪除、移動文件與文件重命名、查看文件、查看文件類型、以及編輯文件。

新建

新建空白文件
使用 touch 命令創(chuàng)建空白文件，關(guān)于 touch 命令，其主要作用是來更改已有文件的時間戳的（比如，最近訪問時間，最近修改時間），但其在不加任何參數(shù)的情況下，只指定一個文件名，則可以創(chuàng)建一個指定文件名的空白文件（不會覆蓋已有同名文件），當然你也可以同時指定該文件的時間戳，更多關(guān)于 touch 命令的用法，會在下一講文件搜索中涉及。
創(chuàng)建名為 test 的空白文件，因為在其它目錄沒有權(quán)限，所以需要先 cd ~ 切換回 shiyanlou 用戶的 Home 目錄：

cd ~
touch test

新建目錄
使用 mkdir（make directories）命令可以創(chuàng)建一個空目錄，也可同時指定創(chuàng)建目錄的權(quán)限屬性。
創(chuàng)建名為“ mydir ”的空目錄：

mkdir mydir

使用 -p 參數(shù)，同時創(chuàng)建父目錄（如果不存在該父目錄），如下我們同時創(chuàng)建一個多級目錄（這在安裝軟件、配置安裝路徑時非常有用）：

mkdir -p father/son/grandson

這里使用的路徑是相對路徑，代表在當前目錄下生成，當然我們直接以絕對路徑的方式表示也是可以的。

image.png

還有一點需要注意的是，若當前目錄已經(jīng)創(chuàng)建了一個 test 文件，再使用 mkdir test 新建同名的文件夾，系統(tǒng)會報錯文件已存在。這符合 Linux 一切皆文件的理念。

image.png

image.png

復(fù)制

復(fù)制文件
使用 cp 命令（copy）復(fù)制一個文件到指定目錄。
將之前創(chuàng)建的 test 文件復(fù)制到 /home/shiyanlou/father/son/grandson 目錄中：

cp test father/son/grandson

是不是很方便啊，如果在圖形界面則需要先在源目錄復(fù)制文件，再進到目的目錄粘貼文件，而命令行操作步驟就一步到位了嘛。
復(fù)制目錄
如果直接使用 cp 命令復(fù)制一個目錄的話，會出現(xiàn)如下錯誤：

image.png

cd /home/shiyanlou
mkdir family
cp -r father family

刪除

刪除文件
使用 rm（remove files or directories）命令刪除一個文件：

rm test

有時候你會遇到想要刪除一些為只讀權(quán)限的文件，直接使用 rm 刪除會顯示一個提示，如下：

image.png

你如果想忽略這提示，直接刪除文件，可以使用 -f 參數(shù)強制刪除：

rm -f test

刪除目錄
跟復(fù)制目錄一樣，要刪除一個目錄，也需要加上 -r 或 -R 參數(shù)：

rm -r family

遇到權(quán)限不足刪除不了的目錄也可以和刪除文件一樣加上 -f 參數(shù)：

rm -rf family

移動文件與文件重命名

移動文件
使用 mv（move or rename files）命令移動文件（剪切）。命令格式是 mv 源目錄文件 目的目錄。
例如將文件“ file1 ”移動到 Documents 目錄：

mkdir Documents
touch file1
mv file1 Documents

image.png

mv file1 myfile

批量重命名
要實現(xiàn)批量重命名，mv 命令就有點力不從心了，我們可以使用一個看起來更專業(yè)的命令 rename 來實現(xiàn)。不過它要用 perl 正則表達式來作為參數(shù)，關(guān)于正則表達式我們要在后面才會介紹到，這里只做演示，你只要記得這個 rename 命令可以批量重命名就好了，以后再重新學(xué)習(xí)也不會有任何問題，畢竟你已經(jīng)掌握了一個更常用的 mv 命令。
rename 命令并不是內(nèi)置命令，若提示無該命令可以使用 sudo apt-get install rename 命令自行安裝。

cd /home/shiyanlou/

# 使用通配符批量創(chuàng)建 5 個文件:
touch file{1..5}.txt

# 批量將這 5 個后綴為 .txt 的文本文件重命名為以 .c 為后綴的文件:
rename 's/\.txt/\.c/' *.txt

# 批量將這 5 個文件，文件名和后綴改為大寫:
rename 'y/a-z/A-Z/' *.c

image.png

簡單解釋一下上面的命令，rename 是先使用第二個參數(shù)的通配符匹配所有后綴為 .txt 的文件，然后使用第一個參數(shù)提供的正則表達式將匹配的這些文件的 .txt 后綴替換為 .c，這一點在我們后面學(xué)習(xí)了 sed 命令后，相信你會更好地理解。
有的同學(xué)可能在輸入時出現(xiàn)命令未閉合的狀態(tài)，命令行會出現(xiàn) quote> 開頭的提示符。這是因為上述命令中的 ' 未輸入完成，這時按下 ctrl+c 即可退出該模式。還有就是注意 ' 必須為英文符號（半角），若輸入的是中文符號（全角）也會報錯。

image.png

查看文件

使用 cat，tac 和 nl 命令查看文件
前兩個命令都是用來打印文件內(nèi)容到標準輸出（終端），其中 cat 為正序顯示，tac 為倒序顯示。
標準輸入輸出：當我們執(zhí)行一個 shell 命令行時通常會自動打開三個標準文件，即標準輸入文件（stdin），默認對應(yīng)終端的鍵盤、標準輸出文件（stdout）和標準錯誤輸出文件（stderr），后兩個文件都對應(yīng)被重定向到終端的屏幕，以便我們能直接看到輸出內(nèi)容。進程將從標準輸入文件中得到輸入數(shù)據(jù)，將正常輸出數(shù)據(jù)輸出到標準輸出文件，而將錯誤信息送到標準錯誤文件中。

比如我們要查看之前從 /etc 目錄下拷貝來的 passwd 文件：

cd /home/shiyanlou
cp /etc/passwd passwd
cat passwd

可以加上 -n 參數(shù)顯示行號：

cat -n passwd

nl 命令，添加行號并打印，這是個比 cat -n 更專業(yè)的行號打印命令。
這里簡單列舉它的常用的幾個參數(shù)：

-b : 指定添加行號的方式，主要有兩種：
    -b a:表示無論是否為空行，同樣列出行號("cat -n"就是這種方式)
    -b t:只列出非空行的編號并列出（默認為這種方式）
-n : 設(shè)置行號的樣式，主要有三種：
    -n ln:在行號字段最左端顯示
    -n rn:在行號字段最右邊顯示，且不加 0
    -n rz:在行號字段最右邊顯示，且加 0
-w : 行號字段占用的位數(shù)(默認為 6 位)

image.png

more passwd

打開后默認只顯示一屏內(nèi)容，終端底部顯示當前閱讀的進度?？梢允褂?Enter 鍵向下滾動一行，使用 Space 鍵向下滾動一屏，按下 h 顯示幫助，q 退出。
使用 head 和 tail 命令查看文件
這兩個命令，那些性子比較急的人應(yīng)該會喜歡，因為它們一個是只查看文件的頭幾行（默認為 10 行，不足 10 行則顯示全部）和尾幾行。還是拿 passwd 文件舉例，比如當我們想要查看最近新增加的用戶，那么我們可以查看這個 /etc/passwd 文件，不過我們前面也看到了，這個文件里面一大堆亂糟糟的東西，看起來實在費神啊。因為系統(tǒng)新增加一個用戶，會將用戶的信息添加到 passwd 文件的最后，那么這時候我們就可以使用 tail 命令了：

tail /etc/passwd

甚至更直接的只看一行， 加上 -n 參數(shù)，后面緊跟行數(shù)：

tail -n 1 /etc/passwd

image.png

關(guān)于 tail 命令，不得不提的還有它一個很牛的參數(shù) -f，這個參數(shù)可以實現(xiàn)不停地讀取某個文件的內(nèi)容并顯示。這可以讓我們動態(tài)查看日志，達到實時監(jiān)視的目的。

查看文件類型

我們可以使用 file 命令查看文件的類型：

file /bin/ls

說明這是一個可執(zhí)行文件，運行在 64 位平臺，并使用了動態(tài)鏈接文件（共享庫）。
與 Windows 不同的是，如果你新建了一個 shiyanlou.txt 文件，Windows 會自動把它識別為文本文件，而 file 命令會識別為一個空文件。這個前面我提到過，在 Linux 中文件的類型不是根據(jù)文件后綴來判斷的。當你在文件里輸入內(nèi)容后才會顯示文件類型。

image.png

編輯文件

在 Linux 下面編輯文件通常我們會直接使用專門的命令行編輯器比如（emacs，vim，nano），由于涉及 Linux 上的編輯器的內(nèi)容比較多，且非常重要，故我們有一門單獨的基礎(chǔ)課專門介紹這中一個編輯器 vim 。

強烈建議正在學(xué)習(xí)這門 Linux 基礎(chǔ)課的你先在這里暫停一下，去學(xué)習(xí) vim 編輯器的使用（至少掌握基本的操作），然后再繼續(xù)本課程后面的內(nèi)容，因為后面的內(nèi)容會假設(shè)你已經(jīng)學(xué)會了 vim 編輯器的使用。

如果你想更加快速地入門，可以直接使用 Linux 內(nèi)部的 vim 學(xué)習(xí)教程，輸入如下命令即可開始：

vimtutor

更多

召喚一雙眼睛

xeyes

你可以使用如下命令將它放到后臺運行：

nohup xeyes &

怎么關(guān)閉 xeyes 呢？我們需要使用 kill 命令來殺死這個進程。輸入上面的命令后終端會輸出一個 PID，這就是 xeyes 的進程號，這個進程號不是固定的，比如我這里是 20295，那么我們輸入 sudo kill -9 20295 即可結(jié)束這個進程。

image.png

作業(yè)

創(chuàng)建一個 homework 目錄，建立名為 1.txt ～ 10.txt 文件，并刪除 1.txt ～ 5.txt
Linux 的日志文件在哪個目錄？