Linux 基础指令（三）：grep、压缩打包、系统信息与 Shell 运行原理

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文章目录

• Linux 基础指令（三）：grep、压缩打包、系统信息与 Shell 运行原理
• • 一、whereis：查找程序及其相关文件
  • • 1.1 whereis 能查什么？
    • 1.2 whereis 与 which 的区别
  • 二、alias：给命令设置别名
  • • 2.1 为什么需要别名？
    • 2.2 alias 的基本语法
    • 2.3 查看已有别名
    • 2.4 删除别名
    • 2.5 临时别名与永久别名
    • 2.6 如何绕过别名？
  • 三、grep：从文本中筛选目标行
  • • 3.1 grep 是做什么的？
    • 3.2 `-i`：忽略大小写
    • 3.3 `-n`：显示行号
    • 3.4 `-v`：反向匹配
    • 3.5 组合选项
    • 3.6 grep 与管道配合
    • 3.7 递归搜索目录
  • 四、zip 与 unzip：压缩和解压 ZIP 文件
  • • 4.1 压缩普通文件
    • 4.2 递归压缩目录
    • 4.3 查看 ZIP 包内容
    • 4.4 解压到当前目录
    • 4.5 解压到指定目录
    • 4.6 覆盖问题
  • 五、rz 与 sz：本地和远程之间传输文件
  • • 5.1 上传文件
    • 5.2 下载文件
  • 六、tar：Linux 中常用的打包工具
  • • 6.1 打包和压缩不是完全相同的概念
    • 6.2 tar 常用选项
    • 6.3 创建 `.tar.gz` 压缩包
    • 6.4 查看压缩包内容
    • 6.5 解压到当前目录
    • 6.6 解压到指定目录
    • 6.7 只打包，不压缩
    • 6.8 排除指定文件
    • 6.9 tar 常见错误
    • • 忘记 `-f`
      • 把文件名放错位置
      • 解压前不看内容
  • 七、bc：在终端中进行浮点计算
  • • 7.1 进入交互模式
    • 7.2 使用 scale 控制小数位
    • 7.3 通过管道直接计算
    • 7.4 使用数学库
    • 7.5 退出 bc
  • 八、uname：查看内核与系统信息
  • • 8.1 查看内核版本
    • 8.2 查看全部信息
    • 8.3 查看硬件架构
    • 8.4 查看发行版版本
  • 九、终端中几个重要的快捷键
  • • 9.1 Tab：命令和路径补全
    • 9.2 Ctrl + C：中止前台程序
    • 9.3 Ctrl + D：输入结束
    • 9.4 Ctrl + L：清理终端显示
    • 9.5 Ctrl + R：搜索历史命令
  • 十、shutdown：关机与重启
  • • 10.1 立即关机
    • 10.2 立即重启
    • 10.3 延迟关机
    • 10.4 取消计划任务
    • 10.5 常见替代命令
  • 十一、Shell 命令是怎样运行的？
  • • 11.1 Linux 内核不能直接面向普通用户操作
    • 11.2 Shell 是命令行解释器
    • 11.3 Shell 与 Windows 图形界面的类比
    • 11.4 常见 Shell
    • 11.5 为什么命令不存在？
  • 十二、为什么 Linux 需要权限？
  • • 12.1 超级用户和普通用户
    • 12.2 查看当前用户
    • 12.3 切换用户
    • 12.4 三类文件访问者
  • 十三、本篇总结
  • • 13.1 命令查找和简化
    • 13.2 文本与压缩
    • 13.3 系统工具
    • 13.4 Shell 与权限入口

一、whereis：查找程序及其相关文件

1.1 whereis 能查什么？

前面已经学习了：

which ls

which 主要在环境变量 PATH 中查找命令对应的可执行程序。

whereis 的范围更广，它通常用于查找：

可执行程序
源代码目录
man 手册文件

基本语法：

whereis 命令名

例如：

[root@xxx ~]# whereis ls
ls: /usr/bin/ls /usr/share/man/man1/ls.1.gz

输出中可能包含：

/usr/bin/ls

表示可执行程序。

/usr/share/man/man1/ls.1.gz

表示 ls 对应的手册页。

1.2 whereis 与 which 的区别

可以先简单记成：

which：查找当前 Shell 可能执行的外部命令
whereis：查找程序、手册等相关文件

对比：

[root@xxx ~]# which ls
/usr/bin/ls

[root@xxx ~]# whereis ls
ls: /usr/bin/ls /usr/share/man/man1/ls.1.gz

不过，命令还可能是：

Shell 内建命令
别名
Shell 函数

如果想判断一条命令到底是什么，更适合使用：

type 命令名

例如：

[root@xxx ~]# type -a pwd
pwd is a shell builtin
pwd is /usr/bin/pwd

二、alias：给命令设置别名

2.1 为什么需要别名？

有些命令比较长，而且经常重复使用。

例如：

ls -a -l -n

如果每次都完整输入，会比较麻烦。

可以使用 alias 为它设置一个短名称：

[root@xxx ~]# alias hello='ls -a -l -n'

以后输入：

[root@xxx ~]# hello

Shell 会把它展开成：

ls -a -l -n

2.2 alias 的基本语法

alias 别名='原命令'

例如：

[root@xxx ~]# alias ll='ls -alF'
[root@xxx ~]# alias cproj='cd /root/project'

执行：

[root@xxx ~]# cproj
[root@xxx project]# pwd
/root/project

2.3 查看已有别名

直接执行：

[root@xxx ~]# alias

可以查看当前 Shell 中定义的别名。

查看某个别名：

[root@xxx ~]# alias ll
alias ll='ls -alF'

2.4 删除别名

[root@xxx ~]# unalias hello

删除后，再执行：

hello

Shell 就不会继续把它当作别名处理。

2.5 临时别名与永久别名

直接在终端中执行：

alias ll='ls -alF'

通常只对当前 Shell 会话有效。

退出终端后，别名可能消失。

如果希望每次打开 Bash 都自动设置，可以把命令写入：

~/.bashrc

例如：

echo "alias ll='ls -alF'" >> ~/.bashrc

然后重新加载：

source ~/.bashrc

修改配置文件前，建议先备份：

cp ~/.bashrc ~/.bashrc.backup

2.6 如何绕过别名？

假设 ls 被设置为：

alias ls='ls –color=auto'

想临时调用外部程序，可以写：

\\ls

或者：

command ls

三、grep：从文本中筛选目标行

3.1 grep 是做什么的？

grep 用于在文本中搜索指定模式，并输出匹配的行。

基本语法：

grep [选项] 搜索内容 文件

例如，创建测试文件：

[root@xxx ~]# cat > users.txt <<'EOF'
Alice Linux
Bob Windows
alice C++
Charlie Linux
EOF

查找包含 Linux 的行：

[root@xxx ~]# grep 'Linux' users.txt
Alice Linux
Charlie Linux

3.2 -i：忽略大小写

默认情况下，Linux 命令通常区分大小写。

[root@xxx ~]# grep 'alice' users.txt
alice C++

使用 -i：

[root@xxx ~]# grep -i 'alice' users.txt
Alice Linux
alice C++

此时：

Alice
alice
ALICE

都会被视为匹配。

3.3 -n：显示行号

[root@xxx ~]# grep -n 'Linux' users.txt
1:Alice Linux
4:Charlie Linux

前面的数字表示匹配内容位于文件的第几行。

3.4 -v：反向匹配

-v 表示输出不匹配的行：

[root@xxx ~]# grep -v 'Linux' users.txt
Bob Windows
alice C++

可以把它理解为：

普通 grep：保留匹配项
grep -v：排除匹配项

3.5 组合选项

忽略大小写并显示行号：

[root@xxx ~]# grep -in 'alice' users.txt
1:Alice Linux
3:alice C++

3.6 grep 与管道配合

查找当前目录列表中的 .txt 文件：

[root@xxx ~]# ls -al | grep '\\.txt'

查看进程时筛选某个程序：

[root@xxx ~]# ps -ef | grep ssh

查看系统配置时排除注释和空行：

grep -v '^#' config.txt | grep -v '^$'

其中：

^#：以 # 开头的行
^$：空行

3.7 递归搜索目录

除了 PPT 中的基础选项，实际工作中还经常使用：

grep -r '目标字符串' 目录

例如：

[root@xxx project]# grep -rn 'TODO' src

含义是：

-r：递归搜索子目录
-n：显示行号

这在查找项目代码中的函数名、错误信息和待办标记时很有用。

四、zip 与 unzip：压缩和解压 ZIP 文件

4.1 压缩普通文件

基本语法：

zip 压缩包名称.zip 文件

例如：

[root@xxx ~]# touch file1.txt file2.txt
[root@xxx ~]# zip files.zip file1.txt file2.txt

查看结果：

[root@xxx ~]# ls
file1.txt file2.txt files.zip

4.2 递归压缩目录

创建测试目录：

[root@xxx ~]# mkdir -p test2/src
[root@xxx ~]# touch test2/README.md test2/src/main.cpp

压缩整个目录：

[root@xxx ~]# zip -r test2.zip test2

其中：

-r：递归处理目录中的文件和子目录

相比：

zip test2.zip test2/*

直接使用：

zip -r test2.zip test2

通常更加完整，也能保留最外层目录结构。

4.3 查看 ZIP 包内容

[root@xxx ~]# unzip -l test2.zip

-l 表示只列出压缩包内容，不进行解压。

4.4 解压到当前目录

[root@xxx ~]# unzip test2.zip

4.5 解压到指定目录

[root@xxx ~]# mkdir extract
[root@xxx ~]# unzip test2.zip -d extract

其中：

-d：指定解压目录

4.6 覆盖问题

当目标文件已经存在时，unzip 可能询问是否覆盖。

可以根据需要选择：

y：覆盖当前文件
n：不覆盖当前文件
A：后续全部覆盖
N：后续全部不覆盖

不要在不清楚压缩包内容时直接覆盖已有项目。

五、rz 与 sz：本地和远程之间传输文件

PPT 中提到了 rz、sz 工具，它们主要用于支持 ZMODEM 的终端客户端与 Linux 主机之间传输文件。

在部分基于 RPM 的系统中，可以安装：

[root@xxx ~]# dnf install -y lrzsz

旧系统也可能使用：

yum install -y lrzsz

Debian 或 Ubuntu 可以使用：

apt install -y lrzsz

5.1 上传文件

[root@xxx ~]# rz

支持该功能的客户端通常会弹出文件选择窗口。

5.2 下载文件

[root@xxx ~]# sz file.txt

不过，并不是所有终端都支持 rz 和 sz。

现在更通用的文件传输方式包括：

scp
sftp
rsync
Git
终端客户端自带文件管理器

因此，rz 和 sz 可以作为一种补充方式了解。

六、tar：Linux 中常用的打包工具

6.1 打包和压缩不是完全相同的概念

打包是把多个文件和目录组织成一个归档文件：

多个文件
↓
一个 tar 包

压缩是在数据编码层面减少文件体积：

tar 包
↓ gzip
tar.gz 文件

tar 可以单独打包，也可以配合 gzip、bzip2 等压缩工具。

6.2 tar 常用选项

可以把最常见的三组组合记成：

-c：创建
-t：查看
-x：解开

6.3 创建 .tar.gz 压缩包

[root@xxx ~]# tar -czvf project.tar.gz project

选项含义：

-c：创建归档
-z：使用 gzip 压缩
-v：显示过程
-f：后面紧跟压缩包文件名

命令结构是：

tar -czvf 压缩包名称 要打包的目录

6.4 查看压缩包内容

[root@xxx ~]# tar -tzvf project.tar.gz

此时不会真正解压，只会列出其中的文件。

6.5 解压到当前目录

[root@xxx ~]# tar -xzvf project.tar.gz

6.6 解压到指定目录

[root@xxx ~]# mkdir extract
[root@xxx ~]# tar -xzvf project.tar.gz -C extract

-C 后面的目标目录必须已经存在。

6.7 只打包，不压缩

[root@xxx ~]# tar -cvf project.tar project

解包：

[root@xxx ~]# tar -xvf project.tar

查看：

[root@xxx ~]# tar -tvf project.tar

6.8 排除指定文件

tar –exclude='project/build' \\
-czvf project.tar.gz project

这个命令会打包 project，但排除：

project/build

6.9 tar 常见错误

忘记 -f

错误：

tar -czv project.tar.gz project

应写成：

tar -czvf project.tar.gz project

把文件名放错位置

更容易阅读的结构是：

tar -czvf archive.tar.gz source

解压前不看内容

来源不明的压缩包，建议先执行：

tar -tzvf archive.tar.gz

确认它会释放哪些文件，再决定解压位置。

七、bc：在终端中进行浮点计算

Shell 自带的整数运算不适合直接处理一般浮点数。

bc 是一个命令行计算器，可以进行浮点计算。

7.1 进入交互模式

[root@xxx ~]# bc

输入：

1 + 2

输出：

3

输入：

10 / 3

默认可能只得到整数结果：

3

7.2 使用 scale 控制小数位

scale=4
10 / 3

输出：

3.3333

7.3 通过管道直接计算

[root@xxx ~]# echo 'scale=4; 10 / 3' | bc
3.3333

计算圆面积：

[root@xxx ~]# echo 'scale=4; 3.1415 * 5 * 5' | bc
78.5375

7.4 使用数学库

[root@xxx ~]# echo 'scale=4; sqrt(2)' | bc -l
1.4142

-l 会加载标准数学库，并设置较高的默认精度。

7.5 退出 bc

在交互模式中输入：

quit

也可以按：

Ctrl + D

表示输入结束。

八、uname：查看内核与系统信息

8.1 查看内核版本

[root@xxx ~]# uname -r

可能输出：

6.8.0-xx-generic

这里显示的是 Linux 内核版本，不一定等同于发行版版本。

8.2 查看全部信息

[root@xxx ~]# uname -a

通常会输出：

内核名称
主机名
内核版本
编译信息
硬件架构
操作系统名称

8.3 查看硬件架构

[root@xxx ~]# uname -m
x86_64

常见架构包括：

x86_64
aarch64
riscv64

8.4 查看发行版版本

uname 主要查看内核和硬件信息。

发行版信息更适合查看：

[root@xxx ~]# cat /etc/os-release

系统安装了 lsb_release 时，也可以使用：

[root@xxx ~]# lsb_release -a

需要区分：

uname -r：内核版本
/etc/os-release：发行版信息

九、终端中几个重要的快捷键

9.1 Tab：命令和路径补全

输入：

[root@xxx ~]# cd /ro

按下 Tab，Shell 可能自动补全为：

cd /root/

如果存在多个匹配项，连续按两次 Tab，通常会显示候选内容。

Tab 可以补全：

命令名称
文件名称
目录路径
部分命令参数

9.2 Ctrl + C：中止前台程序

例如执行：

[root@xxx ~]# ping 127.0.0.1

程序会持续运行。

按下：

Ctrl + C

可以向前台程序发送中断信号，请求它终止。

9.3 Ctrl + D：输入结束

Ctrl + D 通常表示：

EOF
End Of File
输入结束

例如在 bc 中按 Ctrl + D 可以退出。

在空命令行提示符下，Ctrl + D 通常也能退出当前 Shell，效果类似：

exit

9.4 Ctrl + L：清理终端显示

Ctrl + L

效果通常类似：

clear

它只是清理当前终端显示，并不会删除之前执行过的命令记录。

9.5 Ctrl + R：搜索历史命令

按下：

Ctrl + R

再输入部分关键字，可以反向搜索历史命令。

例如输入：

tar

Shell 会尝试找到之前执行过的 tar 命令。

十、shutdown：关机与重启

10.1 立即关机

[root@xxx ~]# shutdown -h now

其中：

-h：停止系统并关机
now：立即执行

10.2 立即重启

[root@xxx ~]# shutdown -r now

其中：

-r：重启系统

10.3 延迟关机

十分钟后关机：

[root@xxx ~]# shutdown -h +10

指定时间关机：

[root@xxx ~]# shutdown -h 23:30

10.4 取消计划任务

[root@xxx ~]# shutdown -c

10.5 常见替代命令

关机：

poweroff

重启：

reboot

这些命令通常需要管理员权限。

连接远程服务器时，不要随意执行关机或重启命令，否则可能造成：

SSH 连接断开
业务服务停止
未保存数据丢失
其他用户任务中断

十一、Shell 命令是怎样运行的？

11.1 Linux 内核不能直接面向普通用户操作

严格来说，Linux 指的是内核。

内核负责：

进程管理
内存管理
文件系统
设备管理
网络
系统调用

普通用户不会直接向内核提交底层数据结构，而是通过 Shell、图形界面和应用程序使用内核能力。

11.2 Shell 是命令行解释器

Shell 可以理解为：

用户与 Linux 内核之间的命令翻译层

执行：

[root@xxx ~]# ls -l

大致过程如下：

用户输入 ls -l
↓
Shell 解析命令和参数
↓
判断是否为别名、函数或内建命令
↓
在 PATH 中寻找外部程序
↓
创建进程运行 /usr/bin/ls
↓
程序通过系统调用访问目录
↓
内核返回文件信息
↓
ls 格式化结果
↓
Shell 和终端将结果显示给用户

11.3 Shell 与 Windows 图形界面的类比

在 Windows 中，我们可能通过：

双击磁盘
点击文件夹
右键复制
点击删除

完成操作。

这并不是用户直接操作 Windows 内核，而是通过图形界面发出请求。

Linux Shell 承担类似角色，只不过交互形式由鼠标点击变成了文本命令。

11.4 常见 Shell

Linux 中常见的 Shell 包括：

Bash
Zsh
Fish
Dash

查看当前用户默认 Shell：

[root@xxx ~]# echo "$SHELL"
/bin/bash

查看当前进程：

[root@xxx ~]# echo "$0"
-bash

11.5 为什么命令不存在？

执行：

[root@xxx ~]# mycommand
bash: mycommand: command not found

可能的原因包括：

命令没有安装
命令名拼写错误
程序所在目录不在 PATH 中
文件没有执行权限
当前目录不在 PATH 中

假设当前目录中存在：

hello.sh

通常不能只输入：

hello.sh

而应明确写：

./hello.sh

因为 Shell 默认不会自动在当前目录中寻找程序。

十二、为什么 Linux 需要权限？

Linux 是一个多用户系统。

一台主机中可能同时存在：

系统管理员
开发人员
运维人员
普通用户
系统服务账号
数据库账号
Web 服务账号

如果任何用户都能随意修改所有文件，就会产生严重问题：

普通用户删除系统文件
一个用户读取另一个用户的私人数据
Web 服务修改数据库配置
被入侵的程序控制整个系统

权限系统的目标就是回答两个问题：

谁正在访问？
他能够做什么？

12.1 超级用户和普通用户

Linux 用户可以粗略分成：

超级用户 root
普通用户

root 拥有很高的系统管理权限，终端提示符通常是：

[root@xxx ~]#

普通用户提示符通常是：

[student@xxx ~]$

区别之一是最后的符号：

#：通常表示 root
$：通常表示普通用户

12.2 查看当前用户

[root@xxx ~]# whoami
root

查看用户和组信息：

[root@xxx ~]# id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)

12.3 切换用户

[root@xxx ~]# su – student
[student@xxx ~]$

其中：

su：切换用户
– ：同时加载目标用户的登录环境

返回原用户：

[student@xxx ~]$ exit
[root@xxx ~]#

12.4 三类文件访问者

对一个具体文件来说，Linux 会把访问者分成三类：

u：user，文件拥有者
g：group，文件所属组中的用户
o：others，其他用户

例如：

[root@xxx ~]# ls -l demo.txt
-rw-r—– 1 root developers 120 Aug 2 18:00 demo.txt

这里：

拥有者：root
所属组：developers
其他用户：既不是 root，也不在 developers 组中的用户

后面的权限判断，就是分别为这三类用户设置：

读权限
写权限
执行权限

十三、本篇总结

本文介绍的内容可以分成四组。

13.1 命令查找和简化

whereis：查找程序和手册等相关文件
alias：为复杂命令设置短名称

13.2 文本与压缩

grep：筛选匹配行
zip/unzip：处理 ZIP 压缩包
tar：打包、查看和解包

13.3 系统工具

bc：终端计算器
uname：查看内核和硬件信息
shutdown：关机或重启

13.4 Shell 与权限入口

Shell 负责解释用户命令
内核负责执行底层资源管理
权限系统判断谁可以对文件做什么

整个流程可以看作：

用户输入命令
↓
Shell 解析
↓
程序调用操作系统
↓
内核检查访问权限
↓
允许或拒绝操作