Linux命令行的艺术

• This tutorial is mainly copied from the-art-of-command-line
• There are some annotations concerning key knowledge made by myself
• This tutorial is suitable for Linux

前置说明

• 为文中部分命令需要您使用 apt-get，yum，dnf，pacman， pip 或 brew（以及其它合适的包管理器）来安装依赖的程序
• 遇到问题的话，请尝试使用 Explainshell(Strongly recommended) 去获取相关命令、参数、管道等内容的解释

基础概括

• 学习 Bash 的基础知识。具体地，在命令行中输入 man bash 并至少全文浏览一遍; 它理解起来很简单并且不冗长。其他的 shell 可能很好用，但 Bash 的功能已经足够强大并且到几乎总是可用的
• 熟悉至少一个基于文本的编辑器。通常而言 Vim （vi） 会是你最好的选择，毕竟在终端中编辑文本时 Vim 是最好用的工具（甚至大部分情况下 Vim 要比 Emacs、大型 IDE 或是炫酷的编辑器更好用）
• 学会如何使用 man 命令去==阅读文档==。学会使用 apropos 去查找文档。知道有些命令并不对应可执行文件，而是在 Bash 内置好的，此时可以使用 help 和 help -d 命令获取帮助信息。你可以用 type 命令 来判断这个命令到底是可执行文件、shell 内置命令还是别名
• 学会使用 > 和 < 来重定向输出和输入，学会使用 | 来重定向管道。明白 > 会覆盖了输出文件而 >> 是在文件末添加。了解标准输出 stdout 和标准错误 stderr
• 学会使用通配符 * （或许再算上 ? 和 [...]） 和引用以及引用中 ' 和 " 的区别（后文中有一些具体的例子）
• 熟悉 Bash 中的任务管理工具：&，ctrl-z，ctrl-c，jobs，fg，bg，kill 等
• 学会使用 ssh 进行==远程命令行登录==，最好知道如何使用 ssh-agent，ssh-add 等命令来实现基础的无密码认证登录
• 学会基本的==文件管理工具==：ls / ls -l / ls -a，less，head，tail 和 tail -f （甚至 less +F），ln 和 ln -s （了解硬链接与软链接的区别），chown，chmod，du （硬盘使用情况概述：du -hs *）。
• 关于文件系统的管理，学习 df，mount，fdisk，mkfs，lsblk
• 知道 inode 是什么（与 ls -i 和 df -i 等命令相关）
• 学习基本的==网络管理工具==：ip 或 ifconfig，dig
• 学习并使用一种版本控制管理系统，例如 git
• 熟悉==正则表达式==，学会使用 grep／egrep，它们的参数中 -i，-o，-v，-A，-B 和 -C 这些是很常用并值得认真学习的
• 学会使用 apt-get，yum，dnf 或 pacman （具体使用哪个取决于你使用的 Linux 发行版）来查找和安装软件包。并确保你的环境中有 pip 来安装基于 Python 的命令行工具 （接下来提到的部分程序使用 pip 来安装会很方便）

日常使用

• ==point==在 Bash 中，可以通过按 Tab 键实现自动补全参数，使用 ctrl-r 搜索命令行历史记录（按下按键之后，输入关键字便可以搜索，重复按下 ctrl-r 会向后查找匹配项，按下 Enter 键会执行当前匹配的命令，而按下右方向键会将匹配项放入当前行中，不会直接执行，以便做出修改）。

• ==point==在 Bash 中，可以按下 ctrl-w 删除你键入的最后一个单词，ctrl-u 可以删除行内光标所在位置之前的内容，alt-b 和 alt-f 可以以单词为单位移动光标，ctrl-a 可以将光标移至行首，ctrl-e 可以将光标移至行尾，ctrl-k 可以删除光标至行尾的所有内容，ctrl-l 可以清屏。键入 man readline 可以查看 Bash 中的默认快捷键。内容有很多，例如 alt-. 循环地移向前一个参数，而 alt-* 可以展开通配符。

• 你喜欢的话，可以执行 set -o vi 来使用 vi 风格的快捷键，而执行 set -o emacs 可以把它改回来。

• 为了便于编辑长命令，在设置你的默认编辑器后（例如 export EDITOR=vim），ctrl-x ctrl-e 会打开一个编辑器来编辑当前输入的命令。在 vi 风格下快捷键则是 escape-v。

• ==point==键入 history 查看命令行历史记录，再用 !n（n 是命令编号）就可以再次执行。其中有许多缩写，最有用的大概就是 !$， 它用于指代上次键入的参数，而 !! 可以指代上次键入的命令了（参考 man 页面中的“HISTORY EXPANSION”）。不过这些功能，你也可以通过快捷键 ctrl-r 和 alt-. 来实现。

• cd 命令可以切换工作路径，输入 cd ~ 可以进入 home 目录。要访问你的 home 目录中的文件，可以使用前缀 ~（例如 ~/.bashrc）。在 sh 脚本里则用环境变量 $HOME 指代 home 目录的路径。

• 回到前一个工作路径：cd -。

• 如果你输入命令的时候中途改了主意，按下 alt-# 在行首添加 # 把它当做注释再按下回车执行（或者依次按下 ctrl-a， #， enter）。这样做的话，之后借助命令行历史记录，你可以很方便恢复你刚才输入到一半的命令。

• 使用 xargs （ 或 parallel）。他们非常给力。注意到你可以控制每行参数个数（-L）和最大并行数（-P）。如果你不确定它们是否会按你想的那样工作，先使用 xargs echo 查看一下。此外，使用 -I{} 会很方便。例如：

      find . -name '*.py' | xargs grep some_function
      cat hosts | xargs -I{} ssh root@{} hostname

• pstree -p 以一种优雅的方式展示进程树。

• 使用 pgrep 和 pkill 根据名字查找进程或发送信号（-f 参数通常有用）。

• 了解你可以发往进程的信号的种类。比如，使用 kill -STOP [pid] 停止一个进程。使用 man 7 signal 查看详细列表。

• 使用 nohup 或 disown 使一个后台进程持续运行。

• 使用 netstat -lntp 或 ss -plat 检查哪些进程在监听端口（默认是检查 TCP 端口; 添加参数 -u 则检查 UDP 端口）或者 lsof -iTCP -sTCP:LISTEN -P -n (这也可以在 OS X 上运行)。

• lsof 来查看开启的套接字和文件。

• ==point==使用 uptime 或 w 来查看系统已经运行多长时间。

• ==point==使用 alias 来创建常用命令的快捷形式。例如：alias ll='ls -latr' 创建了一个新的命令别名 ll(我的习惯是在.zshrc文件中进行统一配置，形如：alias cls="clear")。

• ==point==可以把别名、shell 选项和常用函数保存在 ~/.bashrc（正如我在上条中提到的.zshrc终端配置文件），具体看下这篇文章。这样做的话你就可以在所有 shell 会话中使用你的设定。

• 把环境变量的设定以及登陆时要执行的命令保存在 ~/.bash_profile。而对于从图形界面启动的 shell 和 cron 启动的 shell，则需要单独配置文件。

• 要想在几台电脑中同步你的配置文件（例如 .bashrc 和 .bash_profile），可以借助 Git。

• 当==变量和文件名中包含空格的时候要格外小心==。Bash 变量要用引号括起来，比如 "$FOO"。尽量使用 -0 或 -print0 选项以便用 NULL 来分隔文件名，例如 locate -0 pattern | xargs -0 ls -al 或 find / -print0 -type d | xargs -0 ls -al。如果 for 循环中循环访问的文件名含有空字符（空格、tab 等字符），只需用 IFS=$'\n' 把内部字段分隔符设为换行符。

• 在 Bash 脚本中，使用 set -x 去调试输出（或者使用它的变体 set -v，它会记录原始输入，包括多余的参数和注释）。尽可能地使用严格模式：使用 set -e 令脚本在发生错误时退出而不是继续运行；使用 set -u 来检查是否使用了未赋值的变量；试试 set -o pipefail，它可以监测管道中的错误。当牵扯到很多脚本时，使用 trap 来检测 ERR 和 EXIT。一个好的习惯是在脚本文件开头这样写，这会使它能够检测一些错误，并在错误发生时中断程序并输出信息：

      set -euo pipefail
      trap "echo 'error: Script failed: see failed command above'" ERR

• 在 Bash 脚本中，子 shell（使用括号 (...)）是一种组织参数的便捷方式。一个常见的例子是临时地移动工作路径，代码如下：

      # do something in current dir
      (cd /some/other/dir && other-command)
      # continue in original dir

• 在 Bash 中，变量有许多的扩展方式。${name:?error message} 用于检查变量是否存在。此外，当 Bash 脚本只需要一个参数时，可以使用这样的代码 input_file=${1:?usage: $0 input_file}。在变量为空时使用默认值：${name:-default}。如果你要在之前的例子中再加一个（可选的）参数，可以使用类似这样的代码 output_file=${2:-logfile}，如果省略了 2，它的值就为空，于是 output_file 就会被设为 logfile。数学表达式：i=$(( (i + 1) % 5 ))。序列：{1..10}。截断字符串：${var%suffix} 和 ${var#prefix}。例如，假设 var=foo.pdf，那么 echo ${var%.pdf}.txt 将输出 foo.txt。

• 使用括号扩展（{...}）来减少输入相似文本，并自动化文本组合。这在某些情况下会很有用，例如 mv foo.{txt,pdf} some-dir（同时移动两个文件），cp somefile{,.bak}（会被扩展成 cp somefile somefile.bak）或者 mkdir -p test-{a,b,c}/subtest-{1,2,3}（会被扩展成所有可能的组合，并创建一个目录树）。

• 通过使用 <(some command) 可以将输出视为文件。例如，对比本地文件 /etc/hosts 和一个远程文件：

      diff /etc/hosts <(ssh somehost cat /etc/hosts)

• 编写脚本时，你可能会想要把代码都放在大括号里。缺少右括号的话，代码就会因为语法错误而无法执行。如果你的脚本是要放在网上分享供他人使用的，这样的写法就体现出它的好处了，因为这样可以防止下载不完全代码被执行。

{
      # 在这里写代码
}

• 了解 Bash 中的“here documents”，例如 cat <<EOF ...。

• 在 Bash 中，同时重定向标准输出和标准错误：some-command >logfile 2>&1 或者 some-command &>logfile。通常，为了保证命令不会在标准输入里残留一个未关闭的文件句柄捆绑在你当前所在的终端上，在命令后添加 `