1 Linux综述
将linux比作一个外包公司，则有如下图的运作：
操作系统内核体系结构图：
- 简要叙述
鼠标和键盘是计算机的输入设备。大部分的普通用户想要告诉计算机应该做什么，都是通过这两
个设备。
例如，用户移动了一下鼠标，鼠标就会通过鼠标线给电脑发消息，告知电脑，鼠标向某个方向移动了多少距离；
对于操作系统来讲，输入设备工作时会发送一个中断，此为中断事件，在操作系统里面调用中断处理函数
屏幕，也就是显示器，是计算机的输出设备，将计算机处理用户请求后的结果展现给客户，要不
然用户无法知道自己的请求是不是到达并且执行了；
显示器上面显示的东西是由显卡控制的。
无论是显示器还是显卡，这里都有个“坐标”的概念，也就是说，什么图像在哪个坐标，都是定义好了才画上去的。本来在某个坐标画了一个鼠标箭头，当接到鼠标移动的事件之后，应该按相同的方向，按照一定的比例（鼠标灵敏度），在屏幕的某个坐标再画一个鼠标箭头。
显卡会有显卡驱动，在操作系统中称为输出设备驱动，用来交付给显卡、输出设备
电脑上的程序有很多，它们都以二进制文件的形式保存在硬盘上。
硬盘是个物理设备，要按照规定格式化成为文件系统，才能存放这些程序。
文件系统需要一个系统进行统一管理，称为文件管理子系统（File Management Subsystem）。
当操作系统拿到 QQ（或者其他程序） 的二进制执行文件的时候，就可以运行这个文件了。
QQ 的二进制文件是静态的，称为程序（Program）；
而运行起来的 QQ，是不断进行的，称为进程（Process）。
系统调用子系统（System Call）能列出来提供哪些接口可以调用，进程有需要的时候就可以去调用。
任何一个程序要想运行起来，就需要调用系统调用，创建进程；
例子：如发送网络包功能。（网络子系统）
当用户输入完毕之后，回车一下，会通过键盘驱动程序告诉操作系统，操作系统会找到
QQ，QQ 会将用户的输入发送到网络上；
QQ 进程是不能直接发送网络包的，需要调用系统调用，内核使用网卡驱动程序进行发送。
在操作系统中，进程的执行需要分配 CPU 进行执行，也就是按照程序里面的二进制代码一行
一行地执行；
于是，为了管理进程，我们还需要一个进程管理子系统（Process ManagementSubsystem）；
如果运行的进程很多，则一个 CPU 会并发运行多个进程，也就需要 CPU 的调度能力了。
在操作系统中，不同的进程有不同的内存空间，但是整个电脑内存就这么点儿，所以需要统一的
管理和分配，这就需要内存管理子系统（Memory Management Subsystem）。
2 Linux命令
passwd：修改密码
useradd pdc：创建pdc用户，默认创建一个同名组并加入
passwd pdc：给pdc用户设置密码
-h：参数，help
用户放在/etc/passwd文件里，可以使用cat /etc/passwd查看；
组信息放在/etc/group
cd . ：切换到当前目录
cd …：切换到上一级目录；
ls -l：用列表的方式列出当前目录下的文件
rpm -qa、dpkg -l：查看安装的软件列表
rpm -qa | grep jdk：将带有jdk的形成一个输出；
| 是管道，用于连接两个程序，前面 rpm -qa 的输出就放进管道里面，然后作为 grep 的输入，grep 将在里面进行搜索带关键词 jdk 的行，并且输出出来。
grep 支持正则表达式，因此搜索的时候很灵活，再加上管道，这是一个很常用的模式
rpm -e、dpkg -r：删除软件
yum search jdk、apt-cache search jdk：使用类似软件管家的功能，搜索jdk；
如果数目太多，可以通过管道 grep、more、less 来进行过滤；
yum install java-11-openjdk.x86_64、aptgetinstall openjdk-9-jdk：选择其中一个进行安装
yum erase java-11-openjdk.x86_64、apt-get purgeopenjdk-9-jdk：卸载
tar xvzf jdk-XXX_linux-x64_bin.tar.gz：解压缩
export：配置环境变量；仅在当前命令行的会话中管用
vim .bashrc：可以永久
./filename：运行程序
为nohup command >out.file 2>&1 &：当前交互命令行退出的时候，程序还要在；
&表示后台运行
“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；
关闭此进程：假设启动的程序包含某个关键字，那就可以使用：
ps -ef |grep 关键字 |awk ‘{print $2}’|xargs kill -9
ps -ef：列出所有正在运行的程序
awk 工具可以很灵活地对文本进行处理，awk '{print $2}'是指第二列的内容，是运行的程序 ID。
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
如果已经知道运行的程序 ID，可以直接使用 kill 关闭运行的程序。
关机：shutdown -h now；reboot就是重启
strace：用来跟踪进程执行时系统调用和所接收的信号
- 关于文件的信息描述
如：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VHR4yda6-1574210703780)(…/…/markdownPicture/assets/1567322456584.png)]
其中第一个字段的第一个字符是文件类型。
如果是“-”，表示普通文件；如果是 d，就表示目录。当然还有很多种文件类型
第一个字段剩下的 9 个字符是模式，其实就是权限位（access permission bits）；
3 个一组；
每一组 rwx 表示“读（read）”“写（write）”“执行（execute）”；
如果是字母，就说明有这个权限；如果是横线，就是没有这个权限。
这三组分别表示文件所属的用户权限、文件所属的组权限以及其他用户的权限；
例如，上面的例子中，-rw-r–r-- 就可以翻译为：这是一个普通文件，对于所属用户，可读可写不能执行；对于所
属的组，仅仅可读；对于其他用户，也是仅仅可读。
如果想改变权限，可以使用命令 chmod 711 hosts。
第二个字段是硬链接（hard link）数目
第三个字段是所属用户，第四个字段是所属组。第五个字段是文件的大小，第六个字段是文件被
修改的日期，最后是文件名；
可以通过命令chown改变所属用户，chgrp改变所属组。
- vim
移动光标的位置，通过上下左右键就行。
如果想要编辑，就把光标移动到相应的位置，输入i，意思是 insert。
进入编辑模式，可以插入、删除字符
要想保存编辑的文本，我们使用esc键退出编辑模式，然后输入“:”，然后在“:”后面输入命令w，意思是 write，这样就可以保存文本，冒号后面输入q，意思是 quit，这样就会退出 vim。如果编辑了，还没保存，不想要了，可
以输入q!。
-
文件系统命名请看第四节
-
程序运行的方式
1.常用的一种方式：通过 shell 在交互命令行里面运行。
2.后台运行。
3.以服务的方式运行
总结：
Linux命令本质是一个程序，也可以自己编写
3 Linux常见的系统调用
3.1 进程管理
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）；
为什么要复制老的？因为从头启动太复杂，没必要
创建新进程的处理过程：
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；
这样首先在返回值这里就有了一个区分，然后通过 if-else 语句判断：
如果是父进程，还接着做原来应该做的事情；
如果是子进程，需要请求另一个系统调用execve来执行另一个程序；
这个时候就产生了一个分支（fork）了。
谁是第一个进程？
启动的时候先创建一个所有用户进程的“祖宗进程”
它要对所有进程执行负最终的责任。
父进程如何得知子进程的信息？
有一个系统调用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。
3.2 内存管理
在操作系统中，每个进程都有自己的内存，互相之间不干扰，有独立的进程内存空间。
对于进程的内存空间来讲，放程序代码的这部分称为代码段（Code Segment）。
对于进程的内存空间来讲，放进程运行中产生数据的这部分，我们称为数据段（DataSegment）。
其中局部变量的部分，在当前函数执行的时候起作用，当进入另一个函数时，这个变量就释放了；
也有动态分配的，会较长时间保存，指明才销毁的，这部分称为堆（Heap）。
延迟使用：进程自己不用的部分内存不用管，只有进程要去使用部分内存的时候，才会使用内存管理的
系统调用来登记，说自己马上就要用了，希望分配一部分内存给它，但是这还不代表真的就对应到了物理内存。
只有真的写入数据的时候，发现没有对应物理内存，才会触发一个中断，现分配物理内存。
因为内存没有那么多，这样可以节约内存
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位置，在原来的区域里面增加就行了。
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，当空间需要太多的时候，索性来个一整块。
3.3 文件管理
Linux 里有一个特点，那就是一切皆文件：
启动一个进程，需要一个程序文件，这是一个二进制文件。
启动的时候，要加载一些配置文件，例如 yml、properties 等，这是文本文件；
启动之后会打印一些日志，如果写到硬盘上，也是文本文件。
但是如果我想把日志打印到交互控制台上，在命令行上唰唰地打印出来，这其实也是一个文件，是标准输出stdout 文件。
这个进程的输出可以作为另一个进程的输入，这种方式称为管道，管道也是一个文件。
进程可以通过网络和其他进程进行通信，建立的Socket，也是一个文件。
进程需要访问外部设备，设备也是一个文件。
文件都被存储在文件夹里面，其实文件夹也是一个文件。
进程运行起来，要想看到进程运行的情况，会在 /proc 下面有对应的进程号，还是一系列文件。
对于文件的操作，下面这六个系统调用是最重要的：
1.对于已经有的文件，可以使用open打开这个文件，close关闭这个文件；
2.对于没有的文件，可以使用create创建文件；
3.打开文件以后，可以使用lseek跳到文件的某个位置；
4.可以对文件的内容进行读写，读的系统调用是read，写是write。
文件之所以能保存，一方面是因为介质，另一方面是因为格式。
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。
所以说，文件操作是贯穿始终的，这也是“一切皆文件”的优势：就是统一了操作的入口，提供
了极大的便利。
3.4 信号处理（异常）
当进程遇到异常情况，例如进程中断，做到一半不做了。这时候就需要发送一个信号（Signal）给进程管理系统。经常遇到的信号有以下几种：
1.在执行一个程序的时候，在键盘输入“CTRL+C”，这就是中断的信号，正在执行的命令就会中止退出；
2.非法访问内存，如其他进程访问了当前进程的内存；
3.硬件故障，设备出了问题；
4.用户进程通过kill函数，将一个用户信号发送给另一个进程。
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。
3.5 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）。
由于多个进程通信时，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；
当两个进程需要交互的信息比较大的时候，可以使用共享内存的方式，也即两个进程共享一
块内存（这样数据就不需要拷贝来拷贝去）。
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。
问题：两个进程共同访问一个内存的数据，就会存在“竞争”的问题：如果大家同时修改同一块数据咋办？
这就需要有一种方式，让不同的人能够排他地访问，这就是信号量的机制Semaphore。
简单的场景：
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。
3.6 网络通信
这台 Linux 要和另一台 Linux 交流需要用到网络服务。
不同机器的通过网络相互通信，要遵循相同的网络协议，也即TCP/IP 网络协议栈。
Linux 内核里有对于网络协议栈的实现。如何暴露出服务给进程使用呢？
网络服务是通过套接字 Socket 来提供服务的。
在通信之前，双方都要建立一个 Socket。
可以通过 Socket 系统调用建立一个 Socket。
Socket 也是一个文件，也有一个文件描述符，也可以通过读写函数进行通信。
3.7 Glibc（中介）
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，不会直接调用系统调用
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。
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。
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。
3.8 总结
接下来讲解Linux的系统初始化
