一、Linux 基础：玩转命令行工具
命令行是 Linux 开发的 "入口"，掌握常用命令及组合技巧，能大幅提升操作效率。以下为高频命令与核心用法梳理：
1. 基础文件操作命令
| 命令 | 功能 | 示例 |
|---|---|---|
ls |
列出目录内容 | ls -l（长格式显示）、ls -a（显示隐藏文件） |
cd |
切换目录 | cd ~（回到家目录）、cd ../（返回上级目录） |
mkdir/rmdir |
创建 / 删除空目录 | mkdir -p a/b/c（递归创建多级目录） |
touch |
创建空文件或修改时间戳 | touch test.txt |
cp/mv |
复制 / 移动文件 | cp -r src/ dst/（递归复制目录）、mv old.txt new.txt（重命名） |
rm |
删除文件 / 目录 | rm -rf dir/（强制删除目录，慎用） |
2. 文件查看与搜索
- 查看内容 ：
cat filename（全量查看）、head -n 10 filename（查看前 10 行）、tail -f log.txt（实时跟踪日志）。 - 搜索关键字 ：
grep "ERROR" log.txt（搜索文件中的 "ERROR"），结合管道更高效，如tail -100 log.txt | grep "ERROR"（从最后 100 行中搜索）。
3. 权限与用户管理
Linux 文件权限分为 "读（r=4）、写（w=2）、执行（x=1）"，对应所有者、同组用户、其他用户三类角色：
- 修改权限：
chmod 755 filename（所有者 rwx，其他 rx）、chmod +x script.sh（添加执行权限）。 - 修改归属：
chown user:group filename（修改文件所有者与组）、chgrp group filename（仅修改组）。
4. 压缩与软件管理
- 压缩 / 解压缩 ：
.tar.gz格式：tar -zcvf package.tar.gz dir/（压缩）、tar -zxvf package.tar.gz（解压缩）。.tar.bz2格式：将上述命令中的z替换为j即可。
- 软件安装 ：
dpkg工具（Debian/Ubuntu）：sudo dpkg -i xxx.deb（安装 deb 包）、sudo dpkg -P xxx（彻底卸载）。apt-get工具：sudo apt-get install xxx（自动解决依赖安装）、sudo apt-get remove xxx --purge（卸载并清除配置）。
二、Linux 内核：理解系统核心架构
Linux 内核是操作系统的 "大脑"，负责硬件抽象、进程调度、内存管理等核心功能。其模块化架构与子系统设计，支撑了从嵌入式设备到云服务器的全场景部署。
1. 内核核心目录结构（Linux 6.x+）
内核源码通过清晰的目录划分实现功能解耦，关键目录及作用如下：
arch/：硬件架构适配目录，支持 x86、ARM 等 30 余种架构，如arch/arm64/kernel/存放 ARM64 架构的调度逻辑。drivers/：设备驱动总目录，按硬件类型分类（如net/、gpu/），新版新增rust/子目录支持 Rust 安全驱动开发。kernel/：内核核心逻辑，含进程调度（sched/）、中断处理（irq/），新版优化多核负载均衡与实时性（PREEMPT_RT 补丁）。mm/：内存管理，实现 Buddy 算法（大块内存分配）、SLUB 分配器（小块内存优化），新版引入 Memory Folios 减少碎片。fs/：文件系统，提供 VFS 统一抽象层，支持 Ext4、Btrfs 等，新版优化 IO 性能（如 io_uring 异步 IO）。
2. 内核架构核心特性
Linux 采用宏内核（Monolithic Kernel） 设计，所有核心服务（进程调度、内存管理等）运行在同一地址空间，优势在于高效（零拷贝、低上下文切换），同时通过模块化设计保证灵活性：
- 系统调用机制 ：用户态通过系统调用接口（如
read()、write()）进入内核态，流程为 "用户态封装参数→CPU 特权级切换（Ring3→Ring0）→内核态处理→返回结果"。 - 开源优势：内核遵循 GPL 协议，全球开发者协同迭代，截至 2026 年，最新内核代码量超 2500 万行，支持 Rust 驱动、eBPF 增强等前沿特性。
三、Shell 编程：实现自动化运维与开发辅助
Shell 是 Linux 的命令行解释器，通过脚本串联命令、实现逻辑判断与循环，可大幅简化重复性工作。以下为 Shell 编程核心知识点与实战案例：
1. 脚本基础：结构与执行
一个标准的 Shell 脚本需包含三部分：
bash
运行
#!/bin/bash # 声明解释器（Shebang，内核通过此调用bash执行）
# 注释：批量重命名.txt文件为.md
for file in *.txt; do
mv "$file" "${file%.txt}.md" # 替换文件后缀
done- 执行方式 ：
- 赋予权限：
chmod +x rename.sh，直接运行：./rename.sh。 - 无需权限：
bash rename.sh（通过 bash 解释器直接执行）。
- 赋予权限：
2. 核心语法：变量与逻辑
- 变量 ：无需声明类型，赋值时等号前后无空格，如
NAME="Linux"，引用时加$，如echo "Hello, $NAME"。- 环境变量：
$PWD（当前目录）、$HOME（家目录）、$PATH（命令搜索路径）。 - 位置变量：
$0（脚本名）、$1-$n（传入参数）、$#（参数个数），如./test.sh a b中，$1=a、$2=b。
- 环境变量：
- 条件判断 ：使用
if-else结合测试表达式，常用测试条件：- 文件相关：
-f file（是否为普通文件）、-d dir（是否为目录）、-r file（是否可读）。 - 数值比较：
-eq（等于）、-gt（大于），如if [ $num -gt 10 ]; then ... fi。
- 文件相关：
3. 实战案例：高频脚本场景
案例 1：日志分析 ------ 统计错误次数
#!/bin/bash
LOG_FILE="error.log"
# 统计ERROR出现次数
ERROR_COUNT=$(grep -c "ERROR" "$LOG_FILE")
echo "错误总数：$ERROR_COUNT"
# 输出错误行及行号
echo "错误详情："
grep -n "ERROR" "$LOG_FILE"案例 2：自动备份 ------ 保留 7 天数据
#!/bin/bash
SOURCE_DIR="/home/data" # 源目录
BACKUP_DIR="/home/backup" # 备份目录
DATE=$(date +%Y%m%d) # 日期格式：20240520
# 压缩备份
tar -zcf "$BACKUP_DIR/data_$DATE.tar.gz" "$SOURCE_DIR"
# 删除7天前的备份
find "$BACKUP_DIR" -name "data_*.tar.gz" -mtime +7 -delete
echo "备份完成：$BACKUP_DIR/data_$DATE.tar.gz"案例 3：系统监控 ------ 查看 CPU / 内存使用率
#!/bin/bash
echo "=== 系统监控报告（$(date +%H:%M:%S)）==="
# CPU使用率（100 - 空闲率）
CPU_USAGE=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | sed "s/.*, *\([0-9.]*\)%* id.*/\1/" | awk '{print 100 - $1}')
# 内存使用率
MEM_USAGE=$(free | grep Mem | awk '{print $3/$2 * 100.0}')
# 磁盘使用率（根目录）
DISK_USAGE=$(df -h / | grep / | awk '{print $5}')
echo "CPU使用率：$CPU_USAGE%"
echo "内存使用率：$MEM_USAGE%"
echo "磁盘使用率：$DISK_USAGE"