重学操作系统（六）

重学操作系统（六）

前言

通过上一篇文章，帮助我巩固了Linux一些简单的命令的使用和原理。接下来，后面这个文章，介绍些和进程，重定向，以及管道指令相关的事情。

---

贯穿全文的问题：xargs指令的作用是什么？

---

进程

应用的可执行文件是在文件系统中，当执行的时候，会在操作系统中（内存）形成一个应用副本，这个副本就是进程。

什么是进程？

定义：进程是应用的副本
作用：进程是操作系统分配资源的最小单位

ps

查看当前进程，p代表processes（进程），s代表snapshot（快照）。

TTY：过去用来传递信息，现在可以指代传真，邮件，微信等。

操作系统上的TTY是一个输入输出终端的概念，比如用户打开一个bash，操作系统就为用户分配一个输入输出终端。没有加任何参数的ps只显示在同一个TTY的进程。

1. ps -e：用来显示所有进程，-e没有特殊含义，只为了和-A区分开。通常用ps -ef比较多，-f的作用是显示更多描述信息。

   

   ps -e 输出结果

   

   ps -ef 输出结果

   从上面两个图片可以看出，ps-ef显示更多的信息，包括（从左到右）：

   1. UID：进程所有者
   2. PID：进程唯一标识
   3. PPID：进程的父进程ID
   4. C：CPU利用率（CPU占用）
   5. STIME：开始时间
   6. TTY：进程所在TTY，如果没有，是？
   7. TIME
   8. CMD：进程启动时命令，如果不是Shell命令，用方括号括起来，那就是系统进程或者内核进程

2. ps aux：功能类似ps -e，但是是BSD（加州伯克利分校）研发的UNIX分支版本的衍生风格，如下：

   

   ps aux 输出结果

top

top能力和ps差不多，但是显示的不是快照，而是实时更新数据。

top 输出结果

管道（Pipeline）

管道的作用，是在命令和命令之间，传递数据。比如一个命令的结果，可以作为另一个命令的输入。这里的命令就是进程，因此管道可以说，是在进程间传递数据。

输入输出流

每个进程都有自己的标准输入流，标准输出流和标准错误流。根本上来说，这几个标准流都是文件。

1. 标准输入流（用0表示）：可以作为进程执行的上下文
2. 标准输出流（用1表示）：写入的结果会被打印到屏幕上
3. 标准错误流（用2表示）：如果在进程执行过程中，发生异常，那么异常信息就会被记录到标准错误流中

重定向

重定向符号的作用是，将标准输出流输出的结果，重定向到一个文件中。

‘>’符号：覆盖重定向
‘>>’符号：追加重定向
比如：ls -l > out，将ls -l的输出，写入out文件，如果out文件是有内容，则覆盖。
start.sh >> logfile，将运行日志追加进logfile中
ls1 > out，这个结果不会存入out，因为ls1指令不存在
ls1 &> out，写法等价于，ls1 >out 2 &>1，重定向标准错误流
&代表引用关系，在上述中代表了ls1 > out的标准输出流

管道的作用和分类

管道和重定向很像，但是管道是一个连接一个计算，重定向是将一个文件的内容，定向到另以恶搞文件。

Linux中，管道也是文件，其中有两种类型：

• 匿名管道（Unnamed Pipline），这种管道也在文件系统中，它只是一个存储节点，不属于任何目录（没有路径）
• 命名管道（Named Pipline），这种管道就是一个文件，有自己的路径

FIFO

管道具有FIFO的特性，所以先进入管道的数据，先传递到管道的下游。

使用场景

Linux提供了’|’作为管道符，’|’左面的输出结果会作为右面的输入结果。

排序

比如使用ls，希望按照文件名排序倒序，可以使用匿名管道，将ls的结果传给sort指令。

ls | sort -r （-r是reverse）

去重

去重可以使用uniq指令，uniq指令查找文件中相邻的重复行，然后去重，但是如果重复行是交替的，就不能直接uniq，可以先sort然后利用管道，将sort结果重定向到uniq指令。

sort text.txt | uniq

筛选

筛选可以利用grep结合管道，比如

find ./ | grep Spring 查找当前路径下所有包含Spring关键字
（Tips: find的作用是在所指定路径中递归查找文件）
grep -v xxx 查找不包含xxx的结果

计算行数

1. 如果想知道一个文件中有多少行，可以用wc -l 文件名
2. 如果想知道目录下有多少文件，用ls ｜ wc -l
3. 如果计算一个java项目的目录中，有多少行代码，可以用：find -i ‘.java’ ./ | wc -l

中间结果

如果多个管道相连，我们想保存下中间的结果，就需要用到tee指令。tee指令从标准输入流中读取数据到标准输出流。tee的另一个作用是，在这个过程中，把输入流的数据存到文件中，比如：

find ./ -i "*.java" | tee JavaList | grep Spring
这个指令的意思是，在当前目录找到所有Spring关键字的Java文件，tee本身不影响指令的执行，但是tee会把find的结果存到JavaList文件中。

tee就像T，连接通道两端，下面开了个口，这个开口在函数式编程，叫副作用。

xargs

xargs指令，从标准数据流中构造并执行一行行的指令。xargs从输入流获取字符串，利用空白，换行符等切割字符，在这些字符串的基础上，构造指令，最后一行行的执行这些指令。

比如要重命名x.a，y.a，z.a三个文件，想在它们前面都加上prefix_前缀，就可以用xargs。假设它们三个在一个文件夹中，并且文件夹中没有其它文件，可以直接用指令：ls | xargs -I FILE mv FILE prefix_FILE
这里，FILE是指代ls查找的所有文件名，-I是查找替换符。

样板代码：如果上述例子，不用xargs，那么我们需要自己敲代码完成文件的重命名：

    mv x.a prefix_x.a
    mv y.a prefix_y.a
    mv z.a prefix_z.a

这就是样板代码

管道文件

命名管道文件是要在文件夹中，有自己的路径，因此需要创建。可以使用mkfifo指令创建命名管道，比如mkfifo pipe1。明明管道和匿名管道能力类似。

比如我们创建一个命名管道叫pip，如果这时候用cat pip，则不打印任何东西。

Tips: cat指令的作用是，将文件内容打印到屏幕

之后如果执行 echo ‘abc’ > pip，将abc写入pip，屏幕中会打印abc

Tips: 可以使用cat pip &指令，&的意思是后台执行，这样就不会阻塞用户继续输入。

总结

这一篇文章的内容，对于我来说，是全新的，帮助我加深了对Linux命令的了解，也更加清晰，一些常见命令，比如grep，cat等和其它命令通过’|’连接，具体是如何执行的，并且原理是什么。目前这个主题的文章看到这，我已经惊叹不已，基本把我对计算机原理，Linux基础命令的漏洞，都补充上了。

参考

[1] https://kaiwu.lagou.com/course/courseInfo.htm?courseId=478&sid=20-h5Url-0&buyFrom=2&pageId=1pz4#/detail/pc?id=4613