Linux 系统综述

安装与管理

在 Linux 上面，没有双击安装这一说，因此想要安装，我们还得需要命令。CentOS 下面使用 rpm -i jdk-XXX_linux-x64_bin.rpm 进行安装，Ubuntu 下面使用 dpkg -i jdk-XXX_linux-x64_bin.deb 。其中 -i 就是 install 的意思。

主要记 CentOs 的指令。

在 Linux 下面，凭借 rpm -qa 和 dpkg -l 就可以查看安装的软件列表，-q 就是 query，a 就是 all，-l 的意思就是 list。

跟上 grep 更好用，如果单纯要查看，最好用 more 或 less 跟一下。前者只能向后翻页，后者更加强大。

如果要删除，可以用 rpm -e 和 dpkg -r 。-e 就是 erase，-r 就是 remove。

上面这些都是有『安装包』的情况下的操作，如何在没有安装包的情况下安装呢？CentOS 下面是 yum ，Ubuntu 下面是 apt-get 。例如搜索 jdk 、yum search jdk 和 apt-cache search jdk ，可以搜索出很多很多可以安装的 jdk 版本。

选中一个之后，我们就可以进行安装了。你可以用 yum install java-11-openjdk.x86_64 和 apt-get install openjdk-9-jdk 来进行安装。

安装以后，如何卸载呢？我们可以使用 yum erase java-11-openjdk.x86_64 和 apt-get purge openjdk-9-jdk 。

对于 CentOs 来说，配置文件在 /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo 里，在这里可以进行 yum 换源等操作。

其实无论是先下载再安装，还是通过软件管家进行安装，都是下载一些文件，然后将这些文件放在某个路径下，然后在相应的配置文件中配置一下。

运行与关闭

配置环境变量和 MacOs 一样，就不记录了。

后台运行使用 nohup 命令，就是 no hang up（不挂起）的意思，最后加一个 & ，就表示后台运行。最终命令的一般形式为 nohup command >out.file 2>&1 & 。这里面，“1”表示文件描述符 1，表示标准输出，“2”表示文件描述符 2，意思是标准错误输出，“2>&1”表示标准输出和错误输出合并了。合并到哪里去呢？到 out.file 里。

关闭指定进程：ps -ef |grep 关键字 |awk '{print $2}'|xargs kill -9 。

ps -ef 可以单独执行，列出所有正在运行的程序；

awk '{print $2}' 是指第二列的内容，是运行的程序 ID ；

可以通过 xargs 传递给 kill -9，也就是发给这个运行的程序一个信号，让它关闭。

Linux 也有相应的服务，这就是程序运行的第三种方式，以服务的方式运行。比如 MySQL ，安装完成以后通过命令 systemctl start mysql 启动 MySQL，通过 systemctl enable mysql 设置开机启动。之所以成为服务并且能够开机启动，是因为在 /lib/systemd/system 目录下会创建一个 XXX.service 的配置文件，里面定义了如何启动、如何关闭。

分支进程

在 Linux 里，要创建一个新的进程，需要一个老的进程调用 fork 来实现，其中老的进程叫作父进程（Parent Process），新的进程叫作子进程（Child Process）。对于 fork 系统调用的返回值，如果当前进程是子进程，就返回 0；如果当前进程是父进程，就返回子进程的进程号。对于子进程进行 execve 执行另外的操作，就形成了分支。

有个系统调用 waitpid ，父进程可以调用它，将子进程的进程号作为参数传给它，这样父进程就知道子进程运行完了没有，成功与否。

内存分配

系统分配内存时，当分配的内存数量比较小的时候，使用 brk，会和原来的堆的数据连在一起，这就像多分配两三个工位，在原来的区域旁边搬两把椅子就行了；当分配的内存数量比较大的时候，使用 mmap，会重新划分一块区域，也就是说，当办公空间需要太多的时候，索性来个一整块。

Linux 里有一个特点，那就是一切皆文件。每个文件，Linux 都会分配一个文件描述符（File Descriptor），这是一个整数。有了这个文件描述符，我们就可以使用系统调用，查看或者干预进程运行的方方面面。

信号与异常

对于一些不严重的信号，可以忽略，该干啥干啥，但是像 SIGKILL（用于终止一个进程的信号）和 SIGSTOP（用于中止一个进程的信号）是不能忽略的，可以执行对于该信号的默认动作。每种信号都定义了默认的动作，例如硬件故障，默认终止；也可以提供信号处理函数，可以通过 sigaction 系统调用，注册一个信号处理函数。

进程间通信

首先就是发个消息，不需要一段很长的数据，这种方式称为消息队列（Message Queue）。由于一个公司内的多个项目组沟通时，这个消息队列是在内核里的，我们可以通过 msgget 创建一个新的队列，msgsnd 将消息发送到消息队列，而消息接收方可以使用 msgrcv 从队列中取消息。

当消息内容较大，可以用内存共享，这时候，我们可以通过 shmget 创建一个共享内存块，通过 shmat 将共享内存映射到自己的内存空间，然后就可以读写了。共用内存可能存在竞争，这就是信号量的机制 Semaphore。

对于只允许一个人访问的需求，我们可以将信号量设为 1。当一个人要访问的时候，先调用 sem_wait 。如果这时候没有人访问，则占用这个信号量，他就可以开始访问了。

如果这个时候另一个人要访问，也会调用 sem_wait 。由于前一个人已经在访问了，所以后面这个人就必须等待上一个人访问完之后才能访问。当上一个人访问完毕后，会调用 sem_post 将信号量释放，于是下一个人等待结束，可以访问这个资源了。

Glib 与中介

Glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 C 库，它是 GNU 发布的 libc 库。Glibc 为程序员提供丰富的 API，除了例如字符串处理、数学运算等用户态服务之外，最重要的是封装了操作系统提供的系统服务，即系统调用的封装。

每个特定的系统调用对应了至少一个 Glibc 封装的库函数，比如说，系统提供的打开文件系统调用 sys_open 对应的是 Glibc 中的 open 函数。

有时候，Glibc 一个单独的 API 可能调用多个系统调用，比如说，Glibc 提供的 printf 函数就会调用如 sys_open、sys_mmap、sys_write、sys_close 等等系统调用。

也有时候，多个 API 也可能只对应同一个系统调用，如 Glibc 下实现的 malloc、calloc、free 等函数用来分配和释放内存，都利用了内核的 sys_brk 的系统调用。

总结