(学习总结23)Linux 目录、通配符、重定向、管道、shell、权限与粘滞位

Linux 目录、通配符、重定向、管道、shell、权限与粘滞位

• [Linux 目录](#Linux 目录)
• 通配符
• 重定向
• 管道
• [shell 介绍](#shell 介绍)
• [Linux 权限](#Linux 权限)
• • [Linux 权限的概念](#Linux 权限的概念)
  • • [用户切换命令 su](#用户切换命令 su)
  • Linux权限管理
  • • 文件访问者的分类：
    • 常用文件类型与其标识符：
    • 文件基本权限和权限值的表示方法：
    • [更改文件或目录访问权限命令 chmod](#更改文件或目录访问权限命令 chmod)
    • [修改文件的所有者和所属组命令 chown](#修改文件的所有者和所属组命令 chown)
    • [修改文件或目录的所属组命令 chgrp](#修改文件或目录的所属组命令 chgrp)
    • [创建文件和目录时的默认权限掩码命令 umask](#创建文件和目录时的默认权限掩码命令 umask)
    • [判断文件类型命令 file](#判断文件类型命令 file)
    • [提高执行权限命令 sudo](#提高执行权限命令 sudo)
  • 目录的权限与问题
• 粘滞位

以下命令行环境为 Ubuntu 22.04.5 。

Linux 目录

Linux 系统中，磁盘上的文件和目录被组成一棵目录树，每个节点都是目录或文件，其中普通文件一定是目录树的叶子节点，而目录可能是叶子(空目录), 也可能是路上节点。

路径存在的意义：树状组织方式，都是为了保证快速定位查找到指定的文件，而定位文件就需要具有唯一性的方案来进行定位文件。其中任何一个节点，都保证只有一个父节点。所以，从根目录开始，定位指定文件，路径具有唯一性。

1. 绝对路径：一般从 "/"（根目录） 开始，不依赖其他目录定位文件的方式

2. 相对路径：相对于当前用户所处目录，定位文件的路径方式

绝对路径一般不会随着用户的路径变化而丧失唯一性，并且在特定服务的配置文件中也经常被使用。

相对路径因为它的便捷性，一般在命令行中使用较多。

Linux 中当前目录设置为 . ，上一级目录为 .. ，通过命令可以轻松操作相对路径：

cd ..		# 返回到上一级目录，若为根目录则不会返回
ls ../mydir	# 列出上一级目录的子目录中的文件
ls -a		# 查看隐藏的文件，包含两者

通配符

在 Linux 的 shell 环境中，通配符是用于匹配文件名或路径名的特殊字符 ，可以快速批量操作文件，常用的通配符有：

1. * 匹配任意长度的字符。

ls *.c      # 列出当前目录所有以 .c 为结尾的文件
rm test_	# 删除当前目录所有以 test_ 开头的文件

2. ? 匹配单个任意字符。

ls test_?.c		# 列出当前目录单个字符的，但是如 test_10.c 不匹配

3. [] 匹配括号内的任意一个字符。支持范围：a-z（小写字母）、0-9（数字）、A-Za-z（大小写字母）。

ls test[123].c		# 列出当前目录 test1.c、test2.c、test3.c 文件
ls test[0-7].c		# 列出当前目录从 test0.c 到 test7.c 文件
ls test[a-d].c		# 列出当前目录从 testa.c 到 testd.c 文件
ls test[A-Cb-c].c	# 当前目录大写从 testA.c 到 testC.c 文件，小写从 testb.c 到 testc.c 文件

4. {} 生成多个组合，用于批量操作。

touch test{1,2,3,4}.c	# 创建 test1.c、test2.c、test3.c、test4.c 多个文件
touch test{1..100}.c 	# 中间用 .. 分开表示创建从 test1.c 直到 test100.c 一共100个文件
touch test{a..z}.c		# 表示创建从 testa.c 直到 testz.c

5. ^ 或 ! 反向匹配，排除括号内的字符（部分 shell 中 ^ 等价 !）。

ls test[!2].c		# 表示除了 test2.c ,列出当前的 test1.c 到 test9.c 

6. ** 递归匹配目录。

ls **			# 不仅列出当前目录下的文件，还将子目录中所有文件列出

注意事项：

通配符是由 shell 进行扩展的，而不是由具体的命令进行处理。

转义字符：若文件名本身包含 *、? 等特殊字符，需用引号或反斜杠转义：

ls "test?.c"	# 列出名为 test?.c 文件
ls test\*.c		# 列出名为 test*.c 文件

重定向

重定向用于控制命令的输入来源和输出目标，管理数据流向文件或其他命令，常见用法：

1. 标准输出重定向 > 和 >>，用于本将写入 标准输出(stdout) 的命令（打印到屏幕）写入其它文件。

ls > test1.txt 				# 将 ls 输出覆盖写入 test1.txt 文件，当前目录没有 test1.txt 会自动创建一个
echo "write" > test1.txt 	# 再次用 > 写入 test1.txt 会先清空之前的内容

ls >> test2.txt 			# 将 ls 输出追加到 test2.txt 中，当前目录没有 test2.txt 会自动创建一个
echo "write" >> test2.txt 	# 再次用 >> 写入会追加到 test2.txt 文件末尾，不会覆盖之前的内容

2. 标准错误重定向 2> 和 2>>，用于本将写入 标准错误(stderr) 的命令（也是打印到屏幕）写入其它文件。

ls no_find_file 2> error1.log	# ls 没有找到 no_find_file 文件时，会将错误信息覆盖的写入 error1.log ，当前目录没有 error1.log 会自动创建一个
ls no_find_file 2>> error2.log	# 同上，但写入时是追加，而不是覆盖

# 注意，标准输出与标准错误都是打印到屏幕，但是两者是不同的
# > 本该写入 标准输出 的命令，不会写入 标准错误，反之同理
echo "write" 2> error1.log 		# 不会写入 error1.log 文件，而是打印到屏幕，但其它操作都会执行，如：覆盖操作依然执行
ls no_find_file > error3.log	# 不会写入 error3.log 文件，而是打印到屏幕，但其他操作都会执行，如：当前目录没有 error3.log 会自动创建一个

3. 混合重定向 &> 或 > [文件名] 2>&1 与 &>> ，处理写入 stdout 或 stderr 的命令重定向到同一文件。

ls no_find_file &> error1.log 		# 不管 no_find_file 文件是否存在，都会覆盖的写入 error1.log，当前目录没有 error1.log 会自动创建一个
ls no_find_file > error1.log 2>&1	# &> 的等价写法
echo "write" &>> error1.log			# 同上，但写入时是追加，不是覆盖

4. 输入重定向 < ，将文件内容作为命令的标准输入。

echo "test write" > test.txt	# 将 test write 写入 test.txt 文件
cat < test.txt					# 从文件 test.txt 中读取并打印 test write

5. 输入重定向 << 多行输入(Here Document)，将多行内容作为输入传递给命令，直到遇见自己规定的终止符。

cat << quit			# 规定 quit 为终止符
> test1 write		# 第一行打印 test1 write
> test2 write		# 第二行打印 test2 write
> test3 write		# 第三行打印 test3 write
> quit				# 终止，随后开始打印

grep -n "hh" << q	# 规定 q 为终止符，grep 会检查哪行出现 hh 关键字并带上行号打印出来
> haha				
> hehe
> lele
> hh
> 666
> 555
> q

6. 输入重定向 <<< 单行输入(Here String)，将字符串作为输入。

cat <<< "test write"				# 在屏幕打印 test write
grep -n "test" <<< "test write"		# 查找 test 关键字并带上行号打印

管道

通过 | 符号将一个命令的标准输出(stdout) 传递给另一个命令的标准输入(stdin)，实现数据流的逐级处理。

# ls 将当前目录信息传给 grep，而后筛选出带有 .txt 关键字的文件名带上行号并打印在屏幕上
ls -l | grep -n ".txt"	

shell 介绍

Linux 严格意义上是一个操作系统，称之为 " 内核(kernel) " ，但用户一般不能直接使用 kernel，而是通过 kernel 的 " 外壳 " 程序，也就是所谓的 shell，来与 kernel 沟通。

但为什么不能直接使用 kernel 呢? 从技术角度，shell 的最简单定义------命令行解释器(command Interpreter) 主要包含：

1. 将使用者的命令翻译给 kernel 处理。
2. 将 kernel 的处理结果翻译给使用者。

对比 windows GUI（Graphical User Interface 图形用户界面），用户操作 windows 时不是直接操作 windows 内核，而是通过图形接口点击来完成操作。shell 对于 Linux 有相同的作用，主要是对用户的命令(指令) 进行解析，解析指令给 Linux内核，反馈结果再通过内核运行出结果，通过 shell 解析给用户。

Linux 权限

Linux 权限的概念

Linux 下有两种用户，超级用户(root) 和 普通用户：

1. 超级用户：可以在 Linux系统 下做任何事情，不受限制

2. 普通用户：在 Linux 下做有限的事情

超级用户的命令提示符是 # ，普通用户的命令提示符是 $。

用户切换命令 su

语法 ：su 选项 用户名
功能 ：切换用户
常用选项：

• • 或 -l ：切换用户时，完全模拟目标用户登录时的环境，将会加载目标用户的环境变量和配置文件
• -c "命令" : 切换用户后会执行双引号中的命令，再返回到当前用户
• -s 目标 bash ：切换到用户并将 目标 bash 作为 shell
• -m 或 -p : 保留当前环境变量，不加载目标用户环境变量

其它操作：

1. 不写用户名时自动切换到 root 账号

例如要从 root 用户切换到普通用户 user，则使用 su user。要从普通用户 user 切换到 root 用户则使用 su root（root可以省略），此时系统会提示输入 root 用户的口令。

Linux权限管理

文件访问者的分类：

1. 文件和文件目录的所有者：u --- User
2. 文件和文件目录的所有者所在组的用户：g --- Group
3. 其他用户：o --- Others

常用文件类型与其标识符：

1. d：文件夹目录
2. -：普通文件
3. l：符号链接(软链接)，指向另一个目录或文件(类似Windows的快捷方式）
4. b：块设备文件（例如硬盘、USB等）
5. p：管道文件
6. c：字符设备文件（例如屏幕等串口设备）
7. s：套接口文件

文件基本权限和权限值的表示方法：

权限值的表示方法:

1. 字符表示方法

2. 8 进制数值表示方法

基本权限：

1. 读（ r（字符表示） / 4（8进制表示） ）：read 对文件而言，具有读取文件内容的权限；对目录来说，具有浏览该目录信息的权限
2. 写（ w / 2 ）：write 对文件而言，具有修改文件内容的权限；对目录来说具有删除和移动目录内文件的权限
3. 执行（ x / 1 ）：execute 对文件而言，具有执行文件的权限；对目录来说，具有进入目录的权限
4. " - " 表示不具有该项权限

以下是一些文件访问权限的相关命令操作。

更改文件或目录访问权限命令 chmod

语法 ：chmod 选项 权限模式 文件或目录名
功能 ：设置文件或目录的访问权限
常用选项：

• -R -> 递归修改目录及其子目录和文件的权限，只有文件的拥有者和 root 才可以改变文件的权限

权限模式：

1. 数字模式：用三位8进制数字表示，单个数对应一位角色的操作数值的和

2. 符号模式：用户角色符号权限操作符号权限字符符号

用户角色符号：

• u：拥有者
• g：拥有者同组用
• o：其他用户
• a：所有用户（当用户符号不写默认）

权限操作符号：

• • ：添加权限
• • ：移除权限
• = ：覆盖原有权限

权限字符符号：

• r ：读
• w ：写
• x ：执行

修改文件的所有者和所属组命令 chown

语法 ：chown 选项 所有者:所属组 文件或目录名
功能 ：修改文件的所有者和所属组
常用选项：

• -R 递归的修改目录及其所有子目录与文件的所有者和所属组

其它操作：

1. 所有者与所属组至少要写一个

修改文件或目录的所属组命令 chgrp

语法 ：chgrp 选项 所属名 文件或目录名
功能 ：修改文件或目录的所属组
常用选项：

• -R 递归修改文件或目录的所属组

创建文件和目录时的默认权限掩码命令 umask

语法 ：umask 权限值
功能：设置默认文件权限掩码，决定新创建的文件或目录的默认权限

其它操作：

1. 不写权限值可以查看当前用户的 umask 值

注意权限计算公式：

文件和目录最终权限 = 默认权限值 - umask

将现有默认的存取权限值减去权限掩码后，即可产生建立文件时预设权限。超级用户默认掩码值为 0022，普通用户默认为 0002。

判断文件类型命令 file

语法 ： file 选项 文件或目录
功能 ：不依赖文件扩展名，而是分析文件内容与结构判断文件类型。
常用选项：

• -b 只输出文件类型描述信息，不显示文件名

• -c 详细显示指令执行过程，便于排错或分析程序执行的情形

• -z 尝试去解读压缩文件的内容

• -L 当文件是符号链接时，显示符号链接指向的文件类型

提高执行权限命令 sudo

语法 ：sudo 选项 命令
功能 ：以超级用户或其他用户身份执行命令。
常用选项：

• -l 列出当前用户可以使用 sudo 执行的命令

• -u 以指定用户身份执行命令

• -i 切换到超级用户身份的 shell，且加载其环境变量

• -s 切换到超级用户身份的 shell，但不加载环境变量

• -k 清除 sudo 认证时间戳，强制下次使用重新输入密码

• -v 刷新 sudo 认证时间戳，延长不输入密码时间

• -b 在后台执行命令

• -H 设置 HOME 环境变量为 超级用户的主目录

目录的权限与问题

1. 可读权限（read）：如果目录没有可读权限，则无法用 ls 等命令查看目录中的文件内容

2. 可写权限（write）: 如果目录没有可写权限，则无法在目录中创建文件, 也无法在目录中删除文件

3. 可执行权限（execute）：如果目录没有可执行权限，则无法 cd 到目录中

注意：

• 目录的可执行权限是表示用户是否在目录下执行命令。
• 如果目录没有 x（执行） 权限，则无法对目录执行任何命令，甚至无法 cd 进入目录，即使目录仍然有 -r（读） 权限（这个地方很容易犯错，认为有读权限就可以进入目录读取目录下的文件）
• 而如果目录具有 x 权限，但没有 -r 权限，则用户可以执行命令，可以 cd 进入目录。但由于没有目录的读权限，即使可以执行命令，但仍然没有权限使用 ls 读取当前目录下的文档。

于是出现了问题，如果用户具有当前目录的写权限, 用户就可以删除当前目录中的文件或目录，而不论这个用户是否有这个被删除文件或目录的执行权限。

为了解决这个不科学的问题，Linux 引入了粘滞位的概念。

粘滞位

粘滞位(Sticky Bit) 是一种特殊的权限标记，主要用于目录的权限控制。

普通目录的权限问题：在普通目录中，如果用户对目录有写权限，则可以删除目录中的任何文件，即使这些文件不属于该用户。

粘滞位解决方法：当前目录设置了粘滞位后，只有 文件的所有者、目录的所有者、超级用户 才能删除或重命名当前目录中的文件。

其应用场景：共享目录（如 /tmp）或 协作环境中，防止用户删除他人的文件，提高安全性和协作效率。

使用方法：
语法1 ：chmod +t 目录
语法2 ：chmod 数字模式 目录
语法3：chmod -t 目录

数字模式：在三位的数字的权限值再添加最高位数字 1

chmod +t mydir		# 将 mydir 目录设置粘滞位
chmod 1760 mydir	# 最高位 1 代表数字模式设置粘滞位，其它三位为常规权限设置
chmod -t mydir		# 移除 mydir 的粘滞位

查看粘滞位：

使用 ls -l 命令查看上一级目录权限时，如果粘滞位已设置，其他用户权限位 的最后一位会显示为 t 或 T。

ls -l		# 查看粘滞位
# drwxrwxr-t 2 user1 user1 4096 Feb 15 15:17 mydir