【Linux】期末复习

《Linux程序设计》各章知识点梳理
第1章

1. 软件包的管理方式方面，Ubuntu、CentOS的差异
   Ubantu使用APT，CentOS使用YUM

2. 如何添加一个新用户？
   Useradd new_user_name

3. 什么是Shell？
   Shell 是一个用 C 语言编写的程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

4. 如何查看一条命令的帮助文档？
   man 命令

5. ls命令的各种选项

6. -l（长格式）：以长格式列出信息，包括文件权限、所有者、大小和最后修改时间。
   ls -l

7. -a（所有文件）：显示所有文件和目录，包括以点（.）开头的隐藏文件。
   ls -a

8. -h（易读格式）：与 -l 结合使用时，以易读的格式显示文件大小（例如，以 K、M 或 G 显示）。
   ls -lh

9. -t：按修改时间排序，通常与 -l 结合使用。
   ls -lt

10. -d：仅显示目录本身的信息，而不是目录内容。
    ls -d mydir

11. -p：在每个文件或目录名后添加一个斜杠（/），以区分文件和目录。
    ls -p

12. -i：显示文件的 inode 号。
    ls -i

13. 建立、复制、删除目录
    建立：mkdir
    复制：cp -r src dst
    删除：rm -r（通用）、rmdir（删除空目录）

14. cd命令，如何进入特定的目录，例如主目录、上一层目录等？
    进入主目录：Cd ~
    进入上一层：cd …

15. chmod命令，修改权限
    chmod 777

16. grep与正则表达式
    ^{头，$尾，[a-z]，[}a-z]非

17. sort命令
     sort filename.txt
    将 filename.txt 文件中的行输出到标准输出，按字典序排序。

18. wc命令，管道的使用
    wc -l 统计行数
    wc -c 统计字节
    wc -m 统计字符
    wc -w 统计单词
    管道：|

19. pwd与PWD
    pwd 是一个命令，显示当前目录
    PWD 是环境变量，显示的也是当前目录的完整路径

20. 各种压缩命令，特别是tar命令
     文件归档
    tar [cx][zj][v]f filename [filelist]
    • c: 创建归档
    • x：展开归档
    • z：调用gzip对归档压缩/解压
    • j：调用bzip2对归档压缩/解压
    • v：显示冗余信息

21. find命令
     find — 文件搜索
    find [目录] [选项] [动作]
    • -name 按名称查找，可以使用通配符，但必须使用引号括起来
    • -type 按类型查找
    • -exec 将查找到的目标进行进一步处理，exec后跟随处理命令，命令中通过 {} 引用被找的文件，而且命令必须以 “ ;”结束

22. mv命令，移动与改名
    移动到不存在的文件就是改名

23. ln 与 ln -s，符号链接文件与硬链接文件的区别？
    符号链接（ln -s）：是一种独立的文件，创建时源文件可以不存在，可以跨文件
    名称 命令 类型 源文件 跨文件系统 备注
    符号链接 ln -s 独立文件 可以不存在 可以
    硬链接 ln 与源文件共享一个inode 必须存在 不可以 不能给目录创建硬链接

24. head tail cat more
     more 命令用于分页查看文件内容。它一次显示一页内容，你可以按回车键查看下一页，或使用空格键查看下一页的下一行。
     less 命令是一个更强大的 more 命令版本，它允许你前后翻页，并且可以搜索文本。less 也可以用来查看压缩文件和管道输出。
     head 命令用于显示文件的开始部分，默认情况下显示前 10 行。
     tail 命令用于显示文件的末尾部分，默认情况下显示最后 10 行。

25. bc计算，与echo命令搭配，如何做计算？如何做小数或浮点数的运算？
    qiao@qiao-virtual-machine:~/workspace$ echo “scale=3; (12.3 + 4.56) * 7.8” | bc
    131.508

26. ps -l命令、ps -ef命令
     查看进程—ps
    ps [-lauxwm]
    • l：以长列表形式显示
    • w：以加宽格式显示
    • a：显示所有用户进程
    • u：按用户名和启动时间的顺序显示进程
    • x：显示无控制台进程
    • ef：全部进程+完整信息
    常用组合：-aux 显示所有进程
     进程监控—top

27. who、free
    who：显示当前在线用户
    free：显示内存信息

28. kill命令及kill函数（C语言）
    命令：kill -SIGKILL PID
    C语言：int kill(pid_t pid, int sig);

29. 大写的PWD、PATH、HOME、USER分别表示什么含义？
     PWD：当前工作目录路径
     PATH：命令执行路径
     HOME：用户主目录
     USER：用户登录名

30. Shell元字符*、？、[]、{}、~的使用方法

31. 重定向> >> < ，命令的后台执行、顺序执行分别用什么？

: 输出重定向，会清空文件内容

输出重定向，不会清空文件内容
< 输入重定向
后台执行：&
顺序执行：管道，分号隔开

25. vim有哪几种工作模式？命令模式、末行模式的各种基本操作
    三种：输入模式，上述两种
    命令模式：dd删除、p粘贴、yy复制
    末行模式：wq保存退出、q不保存退出、q!强制退出

26. Linux文件系统中，有一些默认的目录，例如/etc、/dev等，它们分别存放什么文件？
    /etc: 存放配置文件
    /dev: 存放设备文件

27. /etc/passwd是什么文件？文件的内容有哪些？
    存放用户信息

28. 如何利用管道将多个命令连接起来完成一个指定的任务，例如“统计所有普通文件所含有的字符数”、“统计所有普通文件的个数”
    cat file_name | wc -m
    find -type f | wc -l
    第2章

29. bash脚本的第一行
    幻数，内核程序用以标识这是脚本程序

30. shell脚本中，$0 $1 $2 $# $* $?的含义
    变量名 含义
    $? 最后一次执行命令的返回码
    $$ 当前脚本自己的PID
    $# 命令行参数的个数
    $0 脚本文件本身的名字
    $1,$2\dots 第一、第二个命令行参数“$*” 将所有命令行参数作为一个整体单词看待
    “$@” 将命令行参数作为多个单词看待

31. Shell编程例题
    #!/bin/bash 幻数
    echo -n enter filename: 不输出换行符，打印enter filename
    read fname 读入文件名存入fname
    echo -n enter words:
    read words
    echo $words2>/dev/null>$fname输出刚读入的words，不输出错误信息，将words内容重定向到fname
    if [ $? –eq 0 ]如果上一条echo命令的返回码为0（也就是成功执行）
    then
    echo Write successfully
    else
    echo write error
    fi

32. 知道()、{}、[]、[[]]、 (())的使用方法  () 子shell中执行  如果是arr=(1,2,3)，那就是数组赋值  {} 本shell中执行、声明数组、{1..4}生成1-4  上述两个都可以成组命令，使用 && 、||  [] 测试条件  [[]] 更复杂的条件测试，可以对于字符串操作、算数比较  命令替换
     (()) 执行算术运算

33. echo “$i”与echo‘$i’的执行结果的区别
    “” 会替换i变量的值，’’ 不会

34. read命令，read $xyz是否正确？
    错误，read读入的应该是变量，而不是环境变量

35. 牢固掌握if语句的用法

36. shell下如何做字符串拼接？
    echo “$word1 $word2”

37. 如何判断一个变量是文件还是目录，-e -s的含义
     -f 普通文件 、-d 目录
     -s 文件大小非零
     -r 可读 -w 可写 -x 可执行
     -L/h 符号链接文件

38. 字符串、表达式的比较

39. for循环，for循环的C语言风格写法

40. while循环，无限循环，怎么写？

41. case语句

42. break

43. continue

44. 数组，a=(one two three four)是什么含义？如何输出数组的每个元素？如何获取数组的元素个数？
    echo ${a[@]}
    echo “数组元素个数为: ${#my_array[@]}”

45. 斐波那契数列的构造及其求和。

注：下列内容中，系统调用与函数在说法上没有加以区分。
第3章

1. gcc -c的含义

2. gcc编译过程包括哪些步骤，其中的链接步骤指的是什么？
    预处理（-E,*.i）：宏替换
    编译（-S, *.s）：C语言转为汇编代码
    汇编（-c, *.o）：汇编代码转为机器代码
    链接（gcc）：将机器代码和库文件链接

3. 静态库与共享库的不同之处是什么？
   静态库：链接时，库成为代码的一部分
   共享库：运行时将库引用插入，库的代码不复制，需要用到时，操作系统加载

4. make命令的功能、好处？makefile、Makefile的作用，基本结构？
   功能：自动化编译、
   好处： 节省时间
   结构：
   目标文件：依赖文件
   命令
   第4章

5. 时间函数（asctime、localtime、time）的使用方法
    time_t time(time_t *t) 系统调用，返回自1970.1.1午夜以来流失的秒数。
    struct tm * localtime(const time_t * t)
    char * asctime(const struct tm *tp) 和 char * ctime(const time_t * t) 都是将指定时间转换为字符形式的时间，长度大概26个字母。

6. tm结构的基本属性
   tm_mday tm_mon

7. 如何在C语言中输出当前的时间？（不使用system或exec函数族）

8. 什么是用户空间、什么是内核空间？
    系统调用在内核空间，是系统内核的所在区域
    库函数调用在用户空间，是普通程序的内存区域

9. getenv函数与env命令
   都是获取环境变量
   第5章

10. 什么是系统调用、什么是函数？
    系统调用：是面向硬件的调用，无缓冲区
    函数：是程序的api

11. chmod函数

12. umask函数的作用、umask命令的使用方法
    mode_t umask(mode_t cmask)
    修改当前进程环境的权限掩码为 cmask：八进制值
    返回修改之前的掩码。

13. stat结构体与stat函数、stat命令的联系、各自的功能。
    Stat：描述文件其他属性。
    int stat(const char *path, struct stat *buf) 获取指定文件文件的属性信息，并填充到buf。

14. 如何根据stat结构体获得文件的类型、权限等信息？
    先创建一个struct stat结构体，然后使用stat()函数，通过路径，传到stat结构体中。

15. 文件描述符与文件指针的区别，各自的应用环境
    文件描述符（File Descriptor）：是一个代表打开文件的整数，由操作系统分配。它用于在系统调用中引用文件。
    文件指针（File Pointer）：是一个指向文件当前读取或写入位置的指针。它由程序内部维护，用于顺序访问。

16. open、close、read、write要非常熟悉。读文件、读键盘、输出到屏幕、输出到文件操作要熟悉。
    open(path,flags)：从path按照flags模式打开文件
    close()
    read(fd, buf, count)：从fd中读取count字节到buf
    write()：写入buf

17. open文件时如果采用O_NONBLOCK方式，则后续的效果是怎么样的？
    非阻塞：如果打开不成功，立即返回

18. open文件时，O_TRUNC、O_WRONLY是什么方式？
    清空、只读

19. 如何利用C语言实现文件的复制？如何编写属于自己的命令程序，mycp ?
     先用open打开两个文件给予相应权限，一个read循环，在这个循环中进行write
     将可执行文件添加到$PATH后面
    

20. opendir、readdir、closedir是用来做什么的？
    打开目录
    经常使用opendir获得一个目录，然后使用readdir进行while循环，其间使用structdirent* entry 进行读取名称，如果想获得其他属性，需要使用struct stat file_stat进行读取（一定不是指针），最后使用closedir

21. 如何将指定目录下的文件或目录的详细信息（名称、类型、大小、修改时间等）列举出来？
    同11
    第6章

22. 进程的基本概念
    进程是运行的程序，是动态的，是操作系统分配和调度资源的基本单位

23. 如何获得进程的PID、PPID？
    Getpid()
    Getppid()
    unistd.h

24. 熟练掌握fork函数的用法
    =0为子进程，>0为父进程，<0为出错

25. 父子进程如何交替执行？
    Wait()、sleep()

26. 什么是僵尸进程、什么是孤儿进程，由谁来回收？
    僵尸进程：一个进程已经终止，但是父进程未对其PCB进行释放
    孤儿进程：使用fork创建的子进程，父进程先于子进程销毁，由init/systemd回收

27. sleep函数的作用？
    挂起进程，秒

28. 如何避免僵尸进程，wait函数、waitpid函数的多种用法
    避免：在父进程中使用 wait() 或 waitpid() 函数来回收子进程的状态信息。

29. 如何产生多个进程，而不发生僵尸进程，进程号之间彼此有什么关联？
    For循环产生，但是每个父进程都使用wait()等待子进程。
    子进程的ps中可以找到父进程pid

30. WIFEXITED、WEXITSTATUS两个宏是用来做什么的？
    1->是否正常退出
    2->正常退出的返回值

31. 什么是SIGCHILD信号，有什么作用？
    SIGCHILD 信号是当一个子进程结束时，操作系统发送给父进程的信号。

32. 父进程如何给其子进程发送信号，通过什么函数？kill函数与raise函数的区别是什么？
    通过kill。
     区别：
     Kill可以发给任何程序，只要权限够
     Raise信号发给自己

33. 守护进程的特点是什么？如何产生一个守护进程？产生守护进程的每个步骤的作用分别是什么？
     特点：
     长期运行在后台
     周期性执行任务
     产生 & 作用：
     创建子进程，终止父进程：子进程就是守护进程
     在子进程中创建新会话：确保守护进程不附属于任何会话，不拥有终端
     改变到安全的工作目录：防止目录被删除
     重设工作掩码：确保守护进程创建的文件有合适的权限
     关闭文件描述符：防止守护进程对终端的输出，以及避免文件描述符泄露，确保守护进程不会对用户的文件系统造成影响。

34. 什么是进程组、什么是会话组？
    会话是一组进程的高级集合，会话中的进程共享一个会话 ID（SID）。

35. 守护进程是孤儿进程吗？
    不是
     守护进程不会被回收
     也有父进程（init进程）

36. 如何编写简单的守护进程？例如周期性地向指定文件中写入当前的最新时间、如何监督检查指定文件是否被修改过？

37. system函数与exec函数族的使用方法，区别

38. exec函数族中execl、execv在使用时，参数方面有何区别？

 exec函数族格式
 char *const ps_argv[] ={“ps”, “-o”, “pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm”, NULL};
 char *const ps_envp[] ={“PATH=/bin:/usr/bin”, “TERM=console”, NULL};
 execl(“/bin/ps”, “ps”, “-o”, “pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm”, NULL);
 execv(“/bin/ps”, ps_argv);
 execle(“/bin/ps”, “ps”, “-o”, “pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm”, NULL, ps_envp)
 execve(“/bin/ps”, ps_argv, ps_envp);
 execlp(“ps”, “ps”, “-o”, “pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm”, NULL);
 execvp(“ps”, ps_argv);

第7章

1. 进程间通信的几种方式是什么？
   管道、System V IPC和套接字

2. 用户进程对于信号响应的方式有哪些？如何编程实现？

3. alarm函数
   int alarm(int second)
   设定一个定时器，在指定秒数后向进程自身发送一个SIGALRM信号，该信号默认处理是终止当前进程。

4. signal函数的用法
   先定义signal_handler，进行信号处理；再使用signal(发生信号，处理函数)进行注册，然后使用。

5. 当前进程如何在收到某一特定的信号（例如SIGINT）后，不执行默认的操作，转而执行自定义的操作？
   自定义操作函数，传入signal 的第二个参数

6. SIGKILL与SIGSTOP的特殊性在哪里？SIGINT、SIGQUIT、SIGTERM的共同点是什么？
   SIGKILL 的特殊性
   • 不可捕捉：SIGKILL（信号编号 9）是一个强制杀死进程的信号，进程不能捕捉或忽略它。
   • 立即终止：接收到 SIGKILL 的进程将立即终止，不会执行任何清理操作。
   • 系统使用：通常由操作系统或 root 用户用来终止那些不响应其他信号的进程。
   SIGSTOP 的特殊性
   • 不可忽略：SIGSTOP（信号编号 19）用于暂停进程的执行，进程不能捕捉或忽略它。
   • 停止进程：进程接收到 SIGSTOP 后将停止运行，直到接收到 SIGCONT 信号恢复执行。
   • 单向通信：SIGSTOP 只能由发送者控制，接收进程无法控制何时恢复。
   SIGINT、SIGQUIT、SIGTERM 的共同点
   • 可捕捉：这些信号都可以被进程捕捉，进程可以定义自己的信号处理函数来响应这些信号。
   • 终止进程：它们的默认行为都是终止进程，但允许进程通过捕捉信号来执行清理操作。
   • 用户生成：这些信号通常由用户生成，例如 SIGINT 可以通过 Ctrl+C 生成，SIGQUIT 可以通过 Ctrl+\ 生成。
   • 默认行为：它们的默认行为是终止进程，但进程可以通过捕捉信号并执行特定的清理操作来改变这一行为。
   SIGINT
   • 中断信号：通常与 Ctrl+C 关联，用于请求进程终止。
   SIGQUIT
   • 退出信号：通常与 Ctrl+\ 关联，用于请求进程终止并生成核心转储（core dump），用于调试。
   SIGTERM
   • 终止信号：是一个通用的终止信号，用于请求进程正常终止并执行清理操作。

7. 什么是管道？什么是匿名管道、什么是命名管道，各自的应用场景是什么？
    管道是Unix最早支持的IPC形式。
    匿名管道：只能在亲缘进程之间通信
    命名管道：借助于外存解除普通管道只能在同源进程使用的限制

8. 如何利用pipe系统调用实现父子进程的管道通信？
    父进程关闭读端，fd[0]，使用write向fd[1]中写
    子进程关闭写端，fd[1]，使用read从fd[0]读

9. 如何利用匿名管道让父进程写文件、子进程读文件？如何使用dup2函数让操作变得更简单？
    父进程关闭读端，fd[0]，利用dup2(fd[0], 0)将管道写端和标准输出流连接
    子进程关闭写端，fd[1]，利用dup2(fd[1], 1)将管道读端和标准输入流连接

10. 命名管道文件的类型是以什么开头的？
    /dev/