文件管理

本篇讲述Linux中的文件操作指令，和Linux文件系统的知识。这部分内容会很多也很杂，但如果想学习或想Linux操作进阶建议还是仔细阅读一下。我写起来也很累的QwQ(虽然我写文档也是为了巩固)

Linux的文件结构

​ Linux的基本哲学：一切皆文件。

Linux将几乎所有类型的资源都抽象成了文件或文件类型。这使得Linux的访问方式统一、数据处理灵活、以及统一化的权限控制。

​ 同时在Linux中没有盘的概念，所有文件的起始位置都是根目录，如果一颗倒置的树。

• 文件和目录被组织成一个单根倒置树结构

• 文件系统从根目录下开始，用“/”表示 \

• 根文件系统(rootfs)：root filesystem

• 标准Linux文件系统（如：ext4），文件名称大小写敏感，例如：MAIL, Mail, mail, mAiL

• 以 . 开头的文件为隐藏文件

• 路径分隔的 /

• 文件名最长255个字节

• 包括路径在内文件名称最长4095个字节

• 蓝色–>目录 绿色–>可执行文件 红色–>压缩文件 浅蓝色–>链接文件 灰色–>其他文件

• 除了斜杠和NUL,所有字符都有效.但使用特殊字符的目录名和文件不推荐使用，有些字符需要用引号来引用

• 每个文件都有两类相关数据：元数据：metadata，即属性， 数据：data，即文件内容

Linux 常见的目录

/etc  服务的配置文件
/boot  系统启动的文件
/root  超管的家目录
/home/xxx 普通用户的家目录
/dev  设备文件 磁盘  光驱 
/tmp  临时目录
/proc 进程相关的文件信息
/mnt  临时挂载点

Linux 文件类型

一共有七种，分别是：
- 普通文件
d 目录文件			directory
p 管道文件			pipe
s 套接字			socket
c 字符设备 
l 链接文件			link
b 块设备 			block

如果想在Linux系统中查看文件的类型，可以通过ls -l 或ll指令查看

- 普通文件

​ Linux中数量最多的一种文件类型，包括 纯文本文件(ASCII)；二进制文件(binary)；数据格式的文件(data)；以及各种压缩文件

d 目录文件

​ 字面意思，就是目录，和Windows的文件夹一样。能使用cd命令进入。

p 管道文件

​ 管道文件时一种特殊的文件类型，也叫FIFO(命名管道)。它的主要目的是实现进程间通信（IPC），允许不相关的进程通过文件系统进行数据交换。FIFO是first-in-first-out(先进先出)的缩写，指的是数据的处理顺序。

​ 与匿名管道不同，FIFO是一种命名管道，它在文件系统中有一个可见的节点（虽然不存储实际数据）。多个程序可以通过打开/读写这个特殊文件来通信，避免了直接操作同一普通文件可能导致的冲突问题。

s 套接字文件

​ 这类文件是用于网络数据连接。当启动一个服务来监听客户端的请求时，客户端就可以通过套接字来进行数据通信。最常出现的位置在/var/run目录中

c 字符设备

​ 字符设备文件：即串行端口的接口设备，例如键盘、鼠标等等

l 链接文件

​ 类似Windows的快捷方式，可以直接通过其跳转到目标目录位置或运行/读取目标文件

b 块设备

​ 块设备文件就是存储数据供系统存取的接口设备。是硬盘的文件映射。

好了，这里开始就是涉及到具体的命令操作了，建议自己装一台虚拟机顺手进行试试

1 查看文件类型

​ ls -l <目录> 查看目录下所有文件的详细信息。其中第一排就是文件类型

2 文件操作命令

​ 了解如何想Windows一样创建，移动，修改，删除文件

2.1 显示当前工作目录 pwd

​ 每个shell和系统进程都会有一个当前的工作目录(即CWD：current work directory)

​ 显示当前shell CWD的绝对路径即指令**pwd**

​ pwd指令的含义是printing working directory

pwd有两个参数：
	-P 显示真实物理路径(用于软链接的文件夹，使用后将显示软链接对象的路径)
	-L 显示链接路径(默认 显示当前路径，包括软链接。但只会显示软连接定义的名字)

2.2 绝对和相对路径

• 绝对路径

​ 以正斜杠/(根目录开始)

​ 完整的文件路径

​ 可以一路沿伸到任何一个文件名

• 相对路径

​ 以.或..开始

​ 一般情况是以当前工作目录往后沿伸(真一路..一级级父目录招商去为什么不用绝对路径)

​ 可以方便快速的找到目标文件/文件夹

两个关于路径的指令：
basename：	从参数中获取文件名而不要路径(如果全是路径则取最后一个文件夹名)
dirname：	从参数中获取路径而不要文件名

2.3 更改目录 cd

指令cd：change directory 改变工作目录(当前命令行所在目录)

选项： -P 进入软链接目录时根据软链接的指向跳转至物理路径，而不是在软链接的虚拟路径

参数：可以使用绝对或相对路径

#切换至父目录
cd ..
#切换至当前用户家目录
cd		或	cd ~
#切换至切换前的工作目录
cd -

2.4 列出目录内容 ls

指令ls：list 列出当前目录的内容或指定目录

常见选项：

-a	让隐藏文件一并显示
-l	显示额外信息(一般Linux系统会封装别名ll，使用它其实就是ls -l)
-R	递归显示，往下全部展示(有文件夹就会打开文件夹往下查找)
-ld	目录和符号链接信息(d即显示当前所在的这个文件夹的信息,而不是查找文件夹内有啥)
-1	文件分行显示(即一行只显示一个文件名)
-S	按从大到小排序(根据占用的内存大小)
-t	按mtime排序(mtime,即文件内容最后改变的时间)
-u	配合-t选项，可以显示按atime从新到旧的排序(atime即文件最后的访问时间,单独使用不改变显示顺序。需配合-t或-l才能体现效果)
-U	按目录存放顺序显示
-X	按文件后缀排序
-F	对不同类型文件显示时附加不同的符号
-C	文件多时，以多列的方式显示文件(默认标准输出是一列)

说明：

ls	查看不同后缀文件时的颜色由	/etc/DIR_COLORS 和 @LS_COLORS变量定义
ls -l	看到文件的大小，不一定是实际文件真正占用空间的大小

2.5 查看文件状态 stat

​ 文件相关信息：metadata(元数据)、data(文件的内容数据)

​ 每个文件都有三个时间戳：

access time 访问时间，简称atime。读取文件内容时更新

modify time 修改时间，简称mtime。修改文件内容时更新(如写入、追加、删除内容)

change time 改变时间，简称ctime。元数据或内容变化时更新(如权限、所有者、硬链接数、内容修改等)

拓展：
	元数据是文件系统中用于描述文件属性的数据，通常包括：
----基础信息：文件大小、inode号、硬链接数、设备ID等。
----权限信息：所有者、所属组、读写执行权限
----时间戳：atime、mtime、ctime
----扩展属性：如SELinux标签、ACL规则等(这个我也不认识，ds说的)

2.6 确定文件内容 file

​ 文件可以包含多种类型的数据，可以使用file命令检查文件的类型，确定该使用什么方式打开或使用

#  file [选项] <文件名>
选项：
# -b 列出文件识别结果时，不显示文件名称
# -f filelist 列出文件列表中文件名的文件类型
# -F 使用指定分隔符号替换输出文件名后默认的":"分隔符
# -L 查看对应软链接对应文件的文件类型
# --help 显示命令在线帮助

例如查看文件是否是ASCII格式的，如果是需要转成UTF-8的形式

2.7 文件通配符模式

​ 文件通配符模式：wildcard pattern。用于匹配符合条件的多个文件，方便批量管理文件

​ 通配符使用特定的符号(这被称为元字符)表示特定的匹配规则。

# 常见的通配符：
*		匹配零个或多个字符，但不会匹配隐藏文件，即"."开头的文件
?		匹配任何单个字符，一个汉字也算一个字符
~		当前用户家目录
~test	用户test的家目录
. 和 ~+	当前的工作目录
~-		上一个工作目录
[0-9]	匹配属于0-9范围内的一个数字
[a-z]	匹配任意一个大小写字母
[A-Z]	匹配除了小写a以外的任意一个大小写字母
[test]	匹配't','e','s'中的任意一个字母
[^test]	匹配除了't','e','s'的任意一个字符
[^a-z]	匹配除了字母以外的任意一个字符

# 上面内容为centos7测试后的结果。问AI可能会有不一样，建议自己动手试试

# 系统设定好的字符类

# 终端测试的输出

[root@centos7 ~]#ls
1  anaconda-ks.cfg  content.txt  false  fstab.bak  lines.txt  los.txt  mixed.txt  right  system.log
[root@centos7 ~]#touch a A b B c C
[root@centos7 ~]#ls [a-z]
a  A  b  B  c  C
[root@centos7 ~]#ls [A-Z]
A  b  B  c  C
[root@centos7 ~]#ls [^a-z]
1
[root@centos7 ~]#ls [:lower:]
ls: 无法访问[:lower:]: 没有那个文件或目录
[root@centos7 ~]#ls [:lower:]:
ls: 无法访问[:lower:]:: 没有那个文件或目录
[root@centos7 ~]#ls [:lower:]:
ls: 无法访问[:lower:]:: 没有那个文件或目录
[root@centos7 ~]#ls [:upper:]
ls: 无法访问[:upper:]: 没有那个文件或目录

# ls好像不能用这个？不懂

​ 所以通配符应该是模糊的匹配，使用过程中并没有说的那么精确。精确严格的匹配可能更需要的是正则表达式？

2.8 创建空文件和刷新时间 touch

​ 命令touch可用于创建空文件或刷新文件的时间

#	touch [选项] <文件名>
选项:
-a		仅改变atime和ctime		[访问时间和状态变更时间(元数据)]
-m		仅改变mtime和ctime		[修改时间(内容)和状态变更时间(元数据)]
-t		[[CC]YY]MMDDhhmm[.ss] 指定atime和mtime的时间戳		(例：202308151830.30)
-c		如果文件不存在，不创建新文件(不会有报错)

​ 这个指令很简单，可以理解成windows的右键创建新文件。但windows会带后缀，Linux不会，完全空白

2.9 复制文件和目录 cp

​ 利用命令cp可以实现文件或目录的复制

#	cp [选项] <目标文件> <目标路径>		cp:copy的缩写
选项:
-i					如果目标已存在，覆盖前询问是否覆盖
-n					如果重复，不覆盖，直接跳过(优先级高于i)
-v					显示详细操作过程
-f					强制覆盖(会忽略-i的提示)

-r/-R				递归复制目录及其内容
-a					归档模式，等效(-dR --preserve=all),保留所有属性
-d					保留软链接(不会跟随链接拷贝原文件)

-p					保留权限、所有者、时间戳等属性
--preserve=[attr]	自定义保留属性(如：mode,ownership,timestamps)

-b					覆盖前备份(默认备份文件名为filename~)
--backup=numbered	增量备份(生成filename.~1~,filename.~2~等)
-u					仅复制更新的文件(增量更新)

​ 这个指令参数很多，但不要害怕，大部分时间用到的参数都很少。

——复制文件可以在目标路径上加上文件名，这样也能做到重命名

——同理，复制文件夹也一样

2.10 移动和重命名文件 mv

​ 命令mv：实现文件或目录的移动和更名

注：

​ 在同一分区移动数据时，速度快：原因是数据存储位置并未发生改变。至改变了对应的路径

​ 在不同分区移动数据时，速度相对慢：原因是数据位置发生变化，从一个分区转移到了另一分区

#	mv [选项] <目标文件> <目标路径>
选项：
-i					交互式提示(覆盖前会要求确认)
-f					强制覆盖，无提示
-b					如有同名目标存在，覆盖前先生成备份,备份名为(filename~)
-v					显示详细操作过程(一般不用，终端跳转一堆内容没任何意义)

​ 如同windows中的剪切和重命名一般，mv也是这些作用。很简单，但实用。

2.11 批量修改文件名 rename

​ 命令rename：批量修改文件名

#	rename [选项]	<旧字符串> <新字符串> <文件名通配符>
rename '.bak' '' *.bak		# 将当前路径下所有以.bak结尾的文件的.bak替换成空(删除后缀)

​ 命令prename

#	在其他一些系统上可能会使用这个第三方的库命令，也可以进行替换操作
#	在ubuntu上好像名字不同，叫rename
#	prename 's/旧字符串/新字符串' 文件名通配符

2.12 删除文件 rm

​ 命令rm：删除文件

​ 此命令非常危险，谨慎使用。

注：建议先使用mv将需要删除的文件移动到临时目录再删除或先做好备份再删除

#	rm [选项] <文件路径>
选项
-i						交互式，每次删除前需要确认
-f						直接删除，忽略不存在的文件和警告
-r/-R					递归删除，给个路径下如果有文件或文件夹都会一并清除
-v						显示详细操作过程
--no-preserve-root		允许删除根目录(工作中你敢干就等着吧)
--preserve-root			默认保护根目录，防止误删

​ 同时rm删除文件，如果文件正在被使用还没解除占用，则会进入等待。等待占用释放后就会立刻删除。(执行后就无法挽回了)

​ 命令shred：删除文件并对文件所在区域进行覆写，杜绝文件恢复的可能

#	shred [选项] <文件路径>
选项
-z						在最后一次覆盖使用零填充，隐藏覆盖痕迹(默认使用随机数据)
-v						显示详细操作过程，输出覆盖进度和当前操作状态
-u						覆盖完成后将文件大小变为0并彻底删除文件
-n						需要给一个整数。指定覆盖文件的次数。默认：3次
-f						强制操作，忽略文件权限检查(需有足够权限)
--random-source=		指定随机数据源(默认使用系统的随机设备)

​ 命令unlink：删除指定的文件(不能用于目录)

#	unlink <文件路径>

是Linux封装的底层命令，用于删除单个文件(它没有选项，也不能使用通配符进行匹配)

​ 命令rmdir：删除空目录

#	rmdir [选项] <文件夹路径>
选项
-p						递归删除父空目录
-v						显示详细信息

注：目录里面就算有一个空文件夹此时也是非空的状态，无法直接删除的

2.13 显示目录树 tree

​ 命令tree：用于显示较为详尽的路径之间的关联信息，方便查看

#	tree [选项] <路径>
选项
-d						只显示目录
-L						只显示到规定的层级(需要携带一个整数)
-P						只显示匹配通配符模式的文件
-a						显示隐藏文件
-f						显示完整路径(默认显示相对路径)
-h						显示文件大小(并转换成KB/MB等单位)
-o						将结果输出到文件(需在选项后面跟文件)

2.14 创建目录 mkdir

​ 命令mkdir：用于创建目录

#	mkdir [选项] <路径>
选项
-p						递归创建路径中所有不存在的目录
-v						显示创建时的详细信息
-m						创建目录时直接指定权限

2.15 删除空目录 rmdir

​ 命令rmdir：用于删除空目录

#	rmdir [选项] <路径>
选项
-p						递归删除空目录
-v						显示详细信息

#rmdir只能删除空目录,有文件的非空目录无法删除。递归只能删除叠在一起的一堆空目录