1. 学习Shell的价值

1. Linux服务器的基本操作和管理
2. 前端node.js 服务的进程管理、问题排查、资源监控等运维操作

3. 使用 shell 编写 TCE、SCM、Docker 脚本，完成服务编译和部署

   Linux很多指令都需要 Shell 完成

2. 学习环境依赖

1. 一台安装了 Linux 系统的物理机或者云主机，可运行 Shell 脚本
2. 本地的VScode 安装 Bash DeBug 插件，并且升级 bash 到 4.X 以上
3. NPM全局安装 zx 依赖

3. Shell构成

shell官方对Shell的定义是命令行解释器，也是一门编程语言。

• Shell 作为解释器

  • 可以解释脚本和命令
  • 同时bash 内置了命令
  • GNU 提供了很多工具，如： is 、mv、cat等
  • 第三方库：社区或自己编写的一些库，如：node、Python等封装的模块

• Shell 作为编程语言

  • 变量：可以自定义变量、使用变量的能力
  • 运算：可以进行逻辑运算和算数运算
  • 语句：判断、分支、循环等编程语言具备的特点
  • 函数：定义函数和使用函数的能力

4. Hello Shell

1. 在Linux中创建文件test.sh
2. 在文件中编辑如下内容

#! /bin/bash  
echo "Hello Shell!"

• 代码中第一行：#! 是一个约定的标记 表示告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的 Shell 程序，人们并不区分 Bourne Shell 和 Bourne Again Shell，所以，像 #!/bin/sh，它同样也可以改为 #!/bin/bash。
• 第二行：echo 表示输出显示打印 引号内表示要输出的语句

5. 执行 Shell 脚本

要想执行Shell脚本，首先要看看对应的shell脚本文件是否拥有执行权限，可以使用 ll 命令查看，若没有执行权限，可以使用

chmod +x <shell脚本文件名>

1. 执行脚本命令

# 中间不可以有空格
./<文件名.sh>

2. 执行脚本命令二

sh <shell脚本文件名>

6. Shell的语法

1. Shell变量

2. declare [ + / - ] <选项> <变量>的参数

3. Shell自定义变量

# 变量名=变量值（等号左右不可以有空格，否则shell会当成一个命令）如：
name="张三"
age=21
score=100

# 将命令复制给变量
_ls=ls

# 将命令结果赋值给变量
files=$(ls -a)

# Shell默认的数据类型是字符串，如下面代码不会进行数学运算
num=age*score

# 数学运算需要声明变量为整型
let nums=age*score

declare -i nums=age*score

4. Shell变量的使用

在shell中使用 $ 符号对已经声明的变量进行使用

#! /bin/bash
size=2
page_num=3

let nums=size+page_num
echo "size="$size
echo "page_num="$page_num
echo "相加得"$nums
# 输出结果 
# size=2
# page_num=3
# 相加得5

5. 系统环境变量

系统变量可以直接在linux中进行使用直接使用如：echo $HOME

6. Shell 运算符

7. Shell 传递参数

在执行Shell脚本时，可以给Shell脚本传递参数，脚本内获取参数格式为$n 其中 n 代表参数传递过来的是第几个参数，如有下面shell脚本

#! /bin/bash

echo "第一个参数$0"
echo "第二个参数$1"
echo "第三个参数$2"
echo "第四个参数$3"

加入Shell脚本文件名为test.sh脚本执行的时候可以传参，传参方式如下：

sh test.sh 1 2 3 4
# 执行结果
第一个参数test2.sh
第二个参数1
第三个参数2
第四个参数3

总结：

我们会发现其中 $0 获取的是执行的shell文件名称，而自动忽略了第四个参数不显示，所以在Shell脚本中，若参数多的时候会忽略

8. Shell特殊字符处理参数

1.Shell脚本特殊字符处理参数($*)和($@)的区别

如：test.sh 文件中有如下代码

#!/bin/bash
echo "-- \$* 演示 ---"
for i in "$*"; do
    echo $i
done

echo "-- \$@ 演示 ---"
for i in "$@"; do
    echo $i
done

则输出结果

-- $* 演示 ---
1 2 3
-- $@ 演示 ---
1
2
3

我们可以从输出中看到$*会将传送的变量当作一个整体，而$@会将传输的参数散开，当成三个参数使用

7. Shell输入输出重定向

Shell 分为标准输入（fd0），标准输出(fd1)，标准错误输出(fd2)

• 输出重定向符号

• 输出重定向符号

需要注意的是文件描述符 0 通常是标准输入（STDIN），1 是标准输出（STDOUT），2 是标准错误输出（STDERR）。

8. Shell判断命令

1. Shell 中提供了test 、[ 、[[ 三种判断符号，可以使用到

• 整数判断
• 字符串测试
• 文件测试

2. 语法：

• test <参数>
• [ <参数> ]
• [[ <参数> ]]

注意：
    中括号前后要有空格符
    [ 和 `test` 命令只能使用自己支持的标志位，<、>、= 只能用来比较字符串，不能比较整数
    中括号内的变量，最好都使用引号括起来
    [[ 更丰富，在整形比较中，支持<、>、= 在字符串中支持 =~ 正则

3. 测试代码

#! /bin/bash
# 整数测试
test $n1 -eq $n2 # 两个整数变量等于
test $n1 -lt $n2 # 两个整数变量小于
test $n1 -gt $n2 # 两个整数变量大于

# 字符串测试
test -z $str # 判断字符串为空 -z
test -n $str # 判断字符串非空 -n
test $ str1 = $str2 # 判断字符串相等 =

# 文件测试
test -e /dmt && echo "exist" # 文件是否存在 -e
test -f /usr/bin/npm && echo "file exist" # 文件是否存在，并且是一个普通文件

9. Shell 条件判断

if <条件>
then
    代码块
elif <条件>
then
    代码块
else
    代码块
fi

判断两个变量是否相等

a=10
b=20
if [ $a == $b ]
then
   echo "a 等于 b"
elif [ $a -gt $b ]
then
   echo "a 大于 b"
elif [ $a -lt $b ]
then
   echo "a 小于 b"
else
   echo "没有符合的条件"
fi

如果使用 ((.....))

a=10
b=20
if (( $a == $b ))
then
   echo "a 等于 b"
elif (( $a > $b ))
then
   echo "a 大于 b"
elif (( $a < $b ))
then
   echo "a 小于 b"
else
   echo "没有符合的条件"
fi

10.Shell函数

• 语法一

funName(){
    方法体
}

• 语法二

function funName(){
    方法体
}

使用方法：

function add(){
    let sum=$1+$2
    echo sum
}
# 调用方式
* add 1 2
# 是不需要写括号的

在Shell中是不需要声明参数的，在方法内使用$进行参数获取

注意：

• Shell 是自上而下执行的，函数定义在前，使用在后
• 函数获取变量和 Shell script类似，$0 代表函数名称
• 函数内return 仅仅表示函数的执行状态，不代表函数的执行结果
• 返回结果一般使用echo、printf，在外边使用$()、``获取结果
• 如果没有 return 函数的状态是上一条命令的执行状态，存储在$?

11. 模块化

模块化的原理是在当前的Shell内执行函数文件，引入方式：suorce [函数库的路径]

如，现在有文件test1.sh

#! /bin/bash
function add(){
    let sum=$1+$2
    echo $res
}

有第二个文件main.sh

#! /bin/bash
source './math.sh'
sum=$(add 1 2)
echo $sum

12. Shell脚本的执行过程

1. 字符解析

   • 识别换行符，分号，做行的分割
   • 识别命令连接符（|| 、&&、 管道）做命令的分割
   • 识别空格，tab符号，做命令和参数的分割
2. Shell 展开，如：{1..3} 解析为 1 2 3 后面会详细说
3. 重定向，将标准文件的输入输出进行指向的变更

4. 执行命令

   • 内置命令会在当前进程直接执行
   • 非内置命令会使用$PATH 查找，然后启动子进程执行
5. 手机状态并返回

13. Shell 展开

1. 大括号展开

一般由三部分构成，前缀、一对大括号，后缀，大括号内可以是逗号分割的字符串序列,也可以是序列表达式

# 字符序列
a{b,c,d}e 展开结果=> abe ace ade
# 表达式序列 （数字可以使用..调整增量，字母不能调整增量）
{1..5}  =>  1 2 3 4 5

{1..5..2}  => 1 3 5

{a..e}   =>  a b c d e

2. 波浪号展开

波浪号会将当前替换成当前用户主目录的值

~  展开是 # $HOME就是用户目录 

~root  =>  # root指定用户的目录

~+    => # 当前工作目录

~-    =>  # 上一个工作目录

3. 大括号展开

1. 间接参数扩展${!parameter}，其中应用的并不是parameter 而是 parameter的实际值

parameter="var"
var="hello"
echo ${!parameter}
# 首先会将parameter转换成var
# 其次${var}的值是hello
# 所以最后输出的值是 hello

2. 参数长度 ${parameter}

输出parameter的长度

par=cd
echo ${#par} 
# 输出 2

3. 空参数处理

   1. ${parameter:-word} 为空替换 判断parameter的值是否为空，为空使用word替换
   2. ${parameter:=word} 为空替换，判断parameter的值是否为空，为空将parameter的值赋值为word
   3. ${parameter:?word} 为空报错
   4. ${parameter:+word} 不为空替换

如，有下面Shell脚本

a=1
echo ${a:-wrod} # 1

echo ${b:-wrod} # word

echo ${par:=wrod} # word

echo ${par:-hello} # word 因上一条语句已经赋值为word,所以不为空，所以输出结果还是word

echo ${a:+foo} # foo

4. 参数切片

${parameter:offset}

${parameter:offset:lenth}

5. 参数部分删除，对字符掐头去尾的操作

   1. ${parameter%word} # 最小限度从后面截取word
   2. ${parameter%%word} # 最大限度从后面截取word
   3. ${parameter#word} # 最小限度从前面截取word
   4. ${parameter##word} # 最大限度从前面截取word

#！ /bin/sh
str=abcdefg

sp1=${str##*d}

sp2=${str%%d*}

echo $sp1 # 输出efg

echo $sp2 # 输出abc

14. Shell脚本VScode好用插件推荐

1. Shellman ：代码提示和自动补全
2. shellcheck：代码语法校验
3. shell-format : 代码格式化

4. Bash Debug 支持单步调试

   1. 首先要安装vscode插件
   2. 编写launch.json文件
   3. 升级bash到4.x以上的版本

• Linux是现代化应用程序交付的首选平台，无论是部署在裸机，虚拟化还是容器化环境
• 公司内部服务（TCE、Faas、SCM）统一使用Debian Linux系统
• 熟悉Linux基础指令，就可以熟悉运维前端常用服务，如Nginx，Node.js

2. Linux为什么选择企鹅作为Logo

企鹅是南极洲的标志性动物，根据国际公约，南极洲为全人类共同所有，不属于当今世界的任何一个国家，所以Linux选择企鹅作为标志，其含义也在表明：开源的Linux为全人类共同所有，任何公司无权将其私有，也就是大家可以在任何场合公开使用Linux系统

3. 计算机硬件

1. 计算机由五大基本单元

• 控制器

控制器的作用：顾名思义就是指挥控制计算器其他部件运行工作的部件

• 运算器

运算器的作用：主要作用是来进行我们的算数运算和逻辑运算，常规意义下我们会将控制器和运算器组成我们所说的CPU单元

• 存储单元

存储单元分为外存和内存：
    外存：外存比如我们的磁盘，光驱，都是属于外存
    
    内存：电脑的运行内存

• 输入单元

输入单元的作用：输入单元如我们的鼠标，键盘，都是输入单元

• 输出单元

输出单元的作用：输出单元比如显示器，音响，就是输出单元

2. 五大基本单元的工作方式

计算机通过输入设备，输入指令，如键盘 / 鼠标输入，然后计算机会通过控制器、运算器、存储器之间相互配合工作，将我们工作的结果通过输出设备输出显示

4. 操作系统

1. 操作系统介绍

操作系统用于管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源，用于在用户与系统硬件之间传递信息
简单理解：
    操作系统就是一个承上启下的作用，承上就是在我们操作系统之上，可以运行我们的应用程序，启下，就是在我们操作系统之下，可以通过我们的计算机硬件配合去做一些事情

总结来说，计算机操作系统为我们提供了两大能力，管理计算机资源和提供用户接口

• 管理计算机资源

比如：处理器管理，存储器管理，设备管理，文件管理

• 提供用户接口

比如：命令接口、图形用户接口、程序接口

我们常见的操作系统，如：MacOs，Linux，Windows，Android，鸿蒙Os

2. 操作系统启动流程

• 基于BIOS 和 基于UEFI

BIOS启动流程：

1. BIOS启动
2. BIOS自检
3. BootLoader 操作系统引导程序
4. OS （指的是相应的操作流程）

UEFI启动流程

1. UEFI启动
2. BootLoader
3. OS

现如今主流的启动方式是UEFI启动

• 操作系统如何做到在电脑通电后进入操作启动流程？

可以简单的理解为BIOS或者UEFI是固化在电脑主板上的一段程序，在电脑通电之后会固定执行响应这一段执行

3.BIOS启动和UEFI启动的区别

可以简单的理解为UEFI启动方式是BIOS启动方式的升级版本，因为BIOS启动的时候会进行一系列的自检，这就会导致我们的运行速度变慢，而UEFI是直接优化了这一段程序，使得启动的速度会更快，还有就是BIOS无法启动2.2T以上容量的磁盘

5. 查询Linux版本

1.查询内核版本

• 方法一

uname -a

• 方法二

cat /proc/version

2. 查询发行版本

cat /etc/os-release

3. 发行版本和内核版本的区别

• 内核版本就是由Linux作者团队来维护的Linux最核心的部分
• 发行版本就是在内核版本的基础上加上了许多应用程序的版本，如：CentOs，Debian，Ubantu

6. Linux系统应用领域

主要的应用领域

1. IT服务器（操作系统、虚拟化和云计算）
2. 嵌入式和智能设备
3. 个人办公桌面
4. 学术研究与软件研究

因为Linux是完全开源的，所以在Linux的基础上可以进行开发，和办公

7. Linux基本组成

Linux系统一般有4个主要部分

1. 内核

一般是操作系统的内核，如线程管理，内存管理

2. shell

命令解释器，输入一些命令，以至于可以使用Linux内核中的一些资源

3. 文件系统

负责管理文件管理，将用户的文件存储到磁盘上

4. 应用程序

应用程序最好理解，比如在Linux所使用的VSCode,就是应用程序

8.查询进程命令

1. 查询某个应用程序的进程

ps -ef | grep <应用名称>
如：要查询nginx进程使用如下命令：
ps -ef | grep nginx

2. 查询某个进程的详细信息

top -p <进程ID>
可以查到CPU占用等信息，查询1432进程的信息：
top -p 1432

3. 关闭指定进程

kill <进程IP>
# 如关闭1432进程
kill 1432

4. 显示所有进程的动态列表

top

9. 进程调度

1.系统中运行的程序远远大于CPU的核数，那么Linux系统是如何实现同时运行这么多的程序的？

通过进程调度

进程调度是指操作系统按某种策略或者规则选择进程占用CPU进行运行的过程。

简单理解为：

CPU会通过某种策略，在一个线程执行多少时间后去执行另外的线程以此切换执行，因速度非常快，所以给人的感觉是同时运行着，当然这种策略远不止像描述的这样简单，这里只是做一个简单的比喻

2. 进程调度的原则

• 一个CPU核在同一时间，只能运行一个进程
• 每个进程有近乎相等的执行时间
• 对于逻辑CPU而言，进程调度使用轮询方式执行，当轮询完成则回到第一个进程反复
• 进程执行消耗时间和进程量成正比

10.Linux的文件系统

文件系统是操作系统中负责管理持久数据的子系统，负责把用户的文件存到磁盘硬件中，持久化的保存文件

在Linux中，一切皆文件

在Linux中，文件系统是采用树状的目录结构，最上层目录是根目录（ / ）

1. 虚拟文件系统

• 问题？

  • Linux中有这么多不同的文件系统，如何实现对用户统一调用接口的？

Linux在中间层做了一个接口抽象（VFS 虚拟文件系统）
* 对应层提供一个标准文件操作接口，如读取，写入
* 对文件系统提供一个标准文件接入接口

2. 查询文件系统类型命令

# 可以查看到文件系统磁盘空间利用率
df -T

3. 文件的基本操作

• 查看文件夹下的内容

ls # 可以遍历出文件夹的所有文件列表

• 创建文件夹

mkdir <文件夹名称>

• 移动文件

mv <demo> <home> # 将demo 文件/ 文件夹移动到home的位置，home移动时可以修改文件名

• 删除文件

rm -r <文件名>

• 创建文件

touch <文件名>

• 复制文件

cp <demo1> <demo1_bak> # 将demo1文件复制一份并修改名称为demo1_bak

11.Linux用户权限

在Linux中用户包括两部分

• 用户账户

  • 普通用户账户：在系统中进行普通作业(普通用户账户)
  • 超级用户账户：在系统中对普通用户和整个系统进行管理（root）

• 组账户

  • 标准组：可以容纳多个用户
  • 私有组：只有用户自己

1. 查看用户信息命令

w # 这个命令可以查看当前登录的用户

groups # 查看当前用户所属的组
# 一个用户可以属于多个组

查看用户的uid信息
id <用户名>

2. 用户文件权限

对于用户文件权限中有三个概念

所有者：文件的所有者，拥有所有权

所在组：文件所有者所在的组

其他人：除文件所有者及所在组外的其他人

每个用户对用文件都有不同权限，包括：R（读-4） W （写-2）X（执行-1）

如此图：

​ 文件的类型为：文件夹

​ 所有者拥有：读写执行的权限

​ 所在的组拥有：读和执行的权限

​ 其他人拥有：读和执行的权限

3. 创建用户

sudo useradd <用户名>  # 创建一个用户
sudo passwd <用户密码> # 创建用户登录密码

4. 切换用户

su <用户名>