命令行的藝術

命令行的藝術流暢地使用命令行是一個常被忽略的技能，或被認為是神秘的奧義。但是，它會以明顯而微妙的方式改善你作為工程師的靈活度和生產力。這是我在Linux上工作時發(fā)現的有用的命令行使用小竅門和筆記的精粹。有些小竅門是很基礎的，而有些是相當地特別、復雜、或者晦澀難懂。這篇文章不長，但是如果你可以使用并記得這里的所有內容，那么你就懂得很多了。其中大部分最初出現在Quora上，但是考慮到興趣所在，似乎更應該放到Github上，這里的人比我更能提出改進建議。如果你看到一個錯誤，或者更好的某種東西，請?zhí)峤粏栴}或PR?。ó斎唬峤磺罢埧纯幢刈x小節(jié)和已有的PR/Issue。）必讀范圍：本文是針對初學者和專業(yè)人員的，選題目標是覆蓋面廣（全都很重要）、有針對性（大多數情況下都給出具體實例）而簡潔（避免不必要內容以及你能在其它地方輕松找到的離題的內容）。每個小竅門在某種情形下都很必需的，或者能比替代品大大節(jié)省時間。這是為Linux寫的。絕大部分條目都可以同樣應用到MacOS（或者甚至Cygwin）。主要針對交互式Bash，盡管大多數小竅門也可以應用到其它shell，以及常規(guī)Bash腳本。包括了“標準的”UNIX命令以及那些需要安裝的軟件包（它們很重要，值得安裝）。注意：為了能在一篇文章內展示盡量多的東西，一些具體的信息會被放到引用頁里。你可以使用Google來獲得進一步的內容。（如果需要的話，）你可以使用apt-get/yum/dnf/pacman/pip/brew來安裝這些新的程序。使用Explainshell來獲取命令、參數、管道等內容的解釋?；A學習基本Bash技能。實際上，鍵入manbash，然后至少瀏覽一遍所有內容；它很容易理解，沒那么長。其它shell也不錯，但是Bash很強大，而且到處都可以找到（如果在你自己的筆記本上只學習zsh、fish之類，會在很多情形下受到限制，比如使用現存的服務器時）。至少學好一種基于文本的編輯器。理想的一個是Vim（vi），因為在終端中編輯時隨時都能找到它（即使大多數時候你在使用Emacs、一個大型的IDE、或一個現代的時髦編輯器）。學習怎樣使用man來閱讀文檔（好奇的話，用manman來列出分區(qū)號，比如1是常規(guī)命令，5是文件描述，8用于管理員）。用apropos找到幫助頁。了解哪些命令不是可執(zhí)行程序，而是Bash內置的，你可以用help和help-d得到幫助。學習使用>和<來進行輸出和輸入重定向，以及使用|來管道重定向，學習關于stdout和stderr的東西。學習*（也許還有?和{…}）文件通配擴展和應用，以及雙引號”和單引號‘之間的區(qū)別。（更多內容請參看下面關于變量擴展部分）。熟悉Bash作業(yè)管理：&，ctrl-z，ctrl-c，jobs，fg，bg，kill等等。掌握ssh，以及通過ssh-agent，ssh-add等進行無密碼驗證的基礎技能。基本的文件管理：ls和ls-l（特別是，知道ls-l各個列的意義），less，head，tail和tail-f（或者更好的less+F），ln和ln-s（知道硬鏈接和軟鏈接的區(qū)別，以及硬鏈接相對于軟鏈接的優(yōu)勢），chown，chmod，du（用于查看磁盤使用率的快速摘要：du-sk*）。文件系統管理：df，mount，fdisk，mkfs，lsblk?；镜木W絡管理：ip或ifconfig，dig。熟知正則表達式，以及各種使用grep/egrep的選項。-i，-o，-A和-B選項值得掌握。學會使用apt-get，yum，dnf或pacman（這取決于你的發(fā)行版）來查找并安裝軟件包。確保你可以用pip來安裝基于Python的命令行工具（下面的一些東西可以很容易地通過pip安裝）。日常使用在Bash中，使用tab補完參數，使用ctrl-r來搜索命令歷史。在Bash中，使用ctrl-w來刪除最后的單詞，使用ctrl-u來刪除整行，返回行首。使用alt-b和alt-f來逐詞移動，使用ctrl-k來清除到行尾的內容，以及使用ctrl-l清屏。參見manreadline來查看Bash中所有默認的鍵盤綁定，有很多。例如，alt-.可以循環(huán)顯示先前的參數，而alt-擴展通配。另外，如果你喜歡vi風格的鍵盤綁定，可以使用set-ovi。要查看最近用過的命令，請使用history。有許多縮寫形式，比如!$（上次的參數）和!!（上次的命令），雖然使用ctrl-r和alt-.更容易些。返回先前的工作目錄：cd-如果你命令輸入到一半，但是改變主意了，可以敲alt-#來添加一個#到開頭，然后將該命令作為注釋輸入（或者使用快捷鍵ctrl-a，#，enter輸入）。然后，你可以在后面通過命令歷史來回到該命令。使用xargs（或parallel），它很強大。注意，你可以控制每行（-L）執(zhí)行多少個項目，以及并行執(zhí)行（-P）。如果你不確定它是否會做正確的事情，可以首先使用xargsecho。同時，使用-I{}也很方便。樣例：find.-name'*.py'|xargsgrepsome_function

cathosts|xargs-I{}sshroot@{}hostnamepstree-p對于顯示進程樹很有幫助。使用pgrep和pkill來按名稱查找進程或給指定名稱的進程發(fā)送信號（-f很有幫助）。掌握各種可以發(fā)送給進程的信號。例如，要掛起進程，可以使用kill-STOP[pid]。完整的列表可以查閱man7signal。如果你想要一個后臺進程一直保持運行，使用nohup或disown。通過netstat-lntp或ss-plat檢查哪些進程在監(jiān)聽（用于TCP，對UDP使用-u替代-t）。lsof來查看打開的套接字和文件。在Bash腳本中，使用set-x調試腳本輸出。盡可能使用嚴格模式。使用set-e在遇到錯誤時退出。也可以使用set-opipefail，對錯誤進行嚴格處理（雖然該話題有點微妙）。對于更復雜的腳本，也可以使用trap。在Bash腳本中，子shell（寫在括號中的）是組合命令的便利的方式。一個常見的例子是臨時移動到一個不同的工作目錄，如：#在當前目錄做些事

(cd/some/other/dir;other-command)

#繼續(xù)回到原目錄注意，在Bash中有大量的各種各樣的變量擴展。檢查一個變量是否存在：${name:?errormessage}。例如，如果一個Bash腳本要求一個單一參數，只需寫input_file=${1:?usage:$0input_file}。算術擴展：i=$(((i+1)%5))。序列：{1..10}。修剪字符串：${var%suffix}和${var#prefix}。例如，ifvar=foo.pdf，那么echo${var%.pdf}.txt會輸出foo.txt。命令的輸出可以通過<(somecommand)作為一個文件來處理。例如，將本地的/etc/hosts和遠程的比較：diff/etc/hosts<(sshsomehostcat/etc/hosts)了解Bash中的“嵌入文檔”，就像在cat<<EOF…中。在Bash中，通過：some-command>logfile2>&1同時重定向標準輸出和標準錯誤。通常，要確保某個命令不再為標準輸入打開文件句柄，而是將它捆綁到你所在的終端，添加</dev/null是個不錯的做法。manascii可以得到一個不錯的ASCII表，帶有十六進制和十進制值兩種格式。對于常規(guī)編碼信息，manunicode，manutf-8和manlatin1將很有幫助。使用screen或tmux來復用屏幕，這對于遠程ssh會話尤為有用，使用它們來分離并重連到會話。另一個只用于保持會話的最小可選方案是dtach。在ssh中，知道如何使用-L或-D（偶爾也用-R）來打開端口通道是很有用的，如從一臺遠程服務器訪問網站時。為你的ssh配置進行優(yōu)化很有用；例如，這個~/.ssh/config包含了可以避免在特定網絡環(huán)境中連接被斷掉的情況的設置、使用壓縮（這對于通過低帶寬連接使用scp很有用），以及使用一個本地控制文件來開啟到同一臺服務器的多通道：TCPKeepAlive=yes

ServerAliveInterval=15

ServerAliveCountMax=6

Compression=yes

ControlMasterauto

ControlPath/tmp/%r@%h:%p

ControlPersistyes其它一些與ssh相關的選項對會影響到安全，請小心開啟，如各個子網或主機，或者在信任的網絡中：StrictHostKeyChecking=no，ForwardAgent=yes要獲得八進制格式的文件的權限，這對于系統配置很有用而用ls又沒法查看，而且也很容易搞得一團糟，可以使用像這樣的東西：stat-c'%A%a%n'/etc/timezone對于從另一個命令的輸出結果中交互選擇值，可以使用percol。對于基于另一個命令（如git）輸出的文件交互，可以使用fpp(路徑選擇器)。要為當前目錄（及子目錄）中的所有文件構建一個簡單的Web服務器，讓網絡中的任何人都可以獲取，可以使用：python-mSimpleHTTPServer7777（使用端口7777和Python2）。處理文件和數據要在當前目錄中按名稱定位文件，find.-iname‘*something*’（或者相類似的）。要按名稱查找任何地方的文件，使用locatesomething（但請記住，updatedb可能還沒有索引最近創(chuàng)建的文件）。對于源代碼或數據文件進行的常規(guī)搜索（要比grep-r更高級），使用ag。要將HTML轉成文本：lynx-dump-stdin。對于Markdown、HTML，以及各種類型的文檔轉換，可以試試pandoc。如果你必須處理XML，xmlstarlet雖然有點老舊，但是很好用。對于JSON，使用jq。對于Excel或CSV文件，csvkit提供了in2csv，csvcut，csvjoin，csvgrep等工具。對于亞馬遜S3，s3cmd會很方便，而s4cmd則更快速。亞馬遜的aws則是其它AWS相關任務的必備。掌握sort和uniq，包括uniq的-u和-d選項——參見下面的單行程序。掌握cut，paste和join，它們用于處理文本文件。很多人會使用cut，但常常忘了join。了解tee，它會將stdin同時復制到一個文件和stdout，如ls-al|teefile.txt。知道locale會以微妙的方式對命令行工具產生大量的影響，包括排序的順序（整理）以及性能。大多數安裝好的Linux會設置LANG或其它locale環(huán)境變量為本地設置，比如像USEnglish。但是，你要明白，如果改變了本地環(huán)境，那么排序也將改變。而且i18n過程會讓排序或其它命令的運行慢好多倍。在某些情形中（如像下面那樣的設置操作或唯一性操作），你可以安全地整個忽略緩慢的i18n過程，然后使用傳統的基于字節(jié)的排序順序exportLC_ALL=C。了解基本的改動數據的awk和sed技能。例如，計算某個文本文件第三列所有數字的和：awk‘{x+=$3}END{printx}’。這可能比Python的同等操作要快3倍，而且要短3倍。在一個或多個文件中，替換所有出現在特定地方的某個字符串：perl-pi.bak-e's/old-string/new-string/g'my-files-*.txt要立即根據某個模式對大量文件重命名，使用rename。對于復雜的重命名，repren可以幫助你達成。#恢復備份文件foo.bak->foo:

rename's//.bak$//'*.bak

#完整的文件名、目錄名foo->bar:

repren--full--preserve-case--fromfoo--tobar.使用shuf來從某個文件中打亂或隨機選擇行。了解sort的選項。知道這些鍵是怎么工作的（-t和-k）。特別是，注意你需要寫-k1,1來只通過第一個字段排序；-k1意味著根據整行排序。穩(wěn)定排序（sort-s）會很有用。例如，要首先按字段2排序，然后再按字段1排序，你可以使用sort-k1,1|sort-s-k2,2如果你曾經需要在Bash命令行中寫一個水平制表符（如，用于-t參數的排序），按ctrl-v[Tab]，或者寫$’/t’（后面的更好，因為你可以復制/粘貼）。對源代碼進行補丁的標準工具是diff和patch。用diffstat來統計diff情況。注意diff-r可以用于整個目錄，所以可以用diff-rtree1tree2|diffstat來統計（兩個目錄的）差異。對于二進制文件，使用hd進行簡單十六進制轉儲，以及bvi用于二進制編輯。還是用于二進制文件，strings（加上grep等）可以讓你找出一點文本。對于二進制文件的差異（delta壓縮），可以使用xdelta3。要轉換文本編碼，試試iconv吧，或者對于更高級的用途使用uconv；它支持一些高級的Unicode的東西。例如，這個命令可以轉換為小寫并移除所有重音符號（通過擴展和丟棄）：uconv-futf-8-tutf-8-x'::Any-Lower;::Any-NFD;[:NonspacingMark:]>;::Any-NFC;'<input.txt>output.txt要將文件分割成幾個部分，來看看split（按大小分割）和csplit（按格式分割）吧。使用zless，zmore，zcat和zgrep來操作壓縮文件。系統調試對于Web調試，curl和curl-I很方便靈活，或者也可以使用它們的同行wget，或者更現代的httpie。要了解磁盤、CPU、網絡的狀態(tài)，使用iostat，netstat，top（或更好的htop）和（特別是）dstat。它們對于快速獲知系統中發(fā)生的狀況很好用。對于更深層次的系統總覽，可以使用glances。它會在一個終端窗口中為你呈現幾個系統層次的統計數據，對于快速檢查各個子系統很有幫助。要了解內存狀態(tài)，可以運行free和vmstat，看懂它們的輸出結果吧。特別是，要知道“cached”值是Linux內核為文件緩存所占有的內存，因此，要有效地統計“free”值。Java系統調試是一件截然不同的事，但是對于Oracle系統以及其它一些JVM而言，不過是一個簡單的小把戲，你可以運行kill-3<pid>，然后一個完整的堆棧追蹤和內存堆的摘要（包括常規(guī)的垃圾收集細節(jié)，這很有用）將被轉儲到stderr/logs。使用mtr作路由追蹤更好，可以識別網絡問題。對于查看磁盤滿載的原因，ncdu會比常規(guī)命令如du-sh*更節(jié)省時間。要查找占用帶寬的套接字和進程，試試iftop或nethogs吧。（Apache附帶的）ab工具對于臨時應急檢查網絡服務器性能很有幫助。對于更復雜的負載測試，可以試試siege。對于更仔細的網絡調試，可以用wireshark，tshark或ngrep。掌握strace和ltrace。如果某個程序失敗、掛起或崩潰，而你又不知道原因，或者如果你想要獲得性能的大概信息，這些工具會很有幫助。注意，分析選項（-c）和使用-p關聯運行進程。掌握ldd來查看共享庫等。知道如何使用gdb來連接到一個運行著的進程并獲取其堆棧追蹤信息。使用/proc。當調試當前的問題時，它有時候出奇地有幫助。樣例：/proc/cpuinfo，/proc/xxx/cwd，/proc/xxx/exe，/proc/xxx/fd/，/proc/xxx/smaps。當調試過去某個東西為何出錯時，sar會非常有幫助。它顯示了CPU、內存、網絡等的歷史統計數據。對于更深層的系統和性能分析，看看stap(SystemTap)，perf)和sysdig吧。確認是正在使用的Linux發(fā)行版版本（支持大多數發(fā)行版）：lsb_release-a。每當某個東西的行為異常時（可能是硬件或者驅動器問題），使用dmesg。單行程序這是將命令連成一行的一些樣例：有時候通過sort/uniq對文本文件做交集、并集和差集運算時，這個例子會相當有幫助。假定a和b是已經進行了唯一性處理的文本文件。這會很快，而且可以處理任意大小的文件，總計可達數千兆字節(jié)。（Sort不受內存限制，不過如果/tmp放在一個很小的根分區(qū)的話，你可能需要使用-T選項。）也可參見上面關于LC_ALL的注解和-u選項（參見下面例子更清晰）。shcatab|sort|uniq>c#c是a和b的并集

catab|sort|uniq-d>c#c是a和b的交集

catabb|sort|uniq-u>c#c是a減去b的差集使用grep.*來可視化查看一個目錄中的所有文件的所有內容，例如，對于放滿配置文件的目錄：/sys，/proc，/etc。對某個文本文件的第三列中所有數據進行求和（該例子可能比同等功能的Python要快3倍，而且代碼也少于其3倍）：awk'{x+=$3}END{printx}'myfile如果想要查看某個文件樹的大小/日期，該例子就像一個遞歸ls-l，但是比ls-lR要更容易讀懂：find.-typef-ls只要可以，請使用xargs或parallel。注意，你可以控制每行（-L）執(zhí)行多少個項目，以及并行執(zhí)行（-P）。如果你不確定它是否會做正確的事情，可以首先使用xargsecho。同時，使用-I{}也很方便。樣例：find.-name'*.py'|xargsgrepsome_function

cathosts|xargs-I{}sshroot@{}hostname比如說，你有一個文本文件，如Web服務器的日志，在某些行中出現了某個特定的值，如URL中出現的acct_id參數。如果你想要統計有多少個acct_id的請求：cataccess.log|egrep-o'acct_id=[0-9]+'|cut-d=-f2|sort|uniq-c|sort-rn運行該函數來獲得來自本文的隨機提示（解析Markdown并從中提取某個項目）：functiontaocl(){

curl-s/jlevy/the-art-of-command-line/master/README.md|

pandoc-fmarkdown-thtml|

xmlstarletfo--html--dropdtd|

xmlstarletsel-t-v"(html/body/ul/li[count(p)>0])[$RANDOMmodlast()+1]"|

xmlstarletunesc|fmt-80

}晦澀難懂，但卻有用expr：實施算術或布林操作，或者求正則表達式的值m4：簡單的宏處理器yes：大量打印一個字符串cal：漂亮的日歷env：（以特定的環(huán)境變量設置）運行一個命令（腳本中很有用）look：查找以某個字符串開頭的英文單詞（或文件中的行）cut和paste以及join：數據處理fmt：格式化文本段落pr：格式化文本為頁/列fold：文本折行column：格式化文本為列或表expand和unexpand：在制表符和空格間轉換nl：添加行號seq：打印數字bc：計算器factor：分解質因子gpg：加密并為文件簽名toe：terminfo條目表nc：網絡調試和數據傳輸socat：套接字中繼和tcp端口轉發(fā)（類似netcat）slurm：網絡流量可視化dd：在文件或設備間移動數據file：識別文件類型tree：以樹形顯示目錄及子目錄；類似ls，但是是遞歸的。stat：文件信息tac：逆序打印文件shuf：從文件中隨機選擇行comm：逐行對比分類排序的文件hd和bvi：轉儲或編輯二進制文件strings：從二進制文件提取文本tr：字符轉譯或處理iconv或uconv：文本編碼轉換split和csplit：分割文件units：單位轉換和計算；將每雙周（fortnigh）一浪（浪，furlong，長度單位，約201米）轉換為每瞬（blink）一緹（緹，twip，一種和屏幕無關的長度單位）（參見：/usr/share/units/definitions.units）（LCTT譯注：這都是神馬單位?。。?z：高比率文件壓縮ldd：動態(tài)庫信息nm：目標文件的符號ab：Web服務器基準測試strace：系統調用調試mtr