命令行艺术

![curl -s ‘https://raw.githubusercontent.com/jlevy/the-art-of-command-line/master/README.md‘ | egrep -o ‘\w+‘ | tr -d ‘`’ | cowsay -W50](/data/attachment/album/201506/27/151622zjf2gg5cgpso2kcv.png)

流畅地使用命令行是一个常被忽略的技能，或被认为是神秘的奥义。但是，它会以明显而微妙的方式改善你作为工程师的灵活度和生产力。这是我在 Linux 上工作时发现的有用的命令行使用小窍门和笔记的精粹。有些小窍门是很基础的，而有些是相当地特别、复杂、或者晦涩难懂。这篇文章不长，但是如果你可以使用并记得这里的所有内容，那么你就懂得很多了。

其中大部分最初出现在Quora上，但是考虑到兴趣所在，似乎更应该放到 Github 上，这里的人比我更能提出改进建议。如果你看到一个错误，或者更好的某种东西，请提交问题或 PR！（当然，提交前请看看必读小节和已有的 PR/Issue。）

必读

范围：

  • 本文是针对初学者和专业人员的，选题目标是覆盖面广（全都很重要）、有针对性（大多数情况下都给出具体实例）而简洁（避免不必要内容以及你能在其它地方轻松找到的离题的内容）。每个小窍门在某种情形下都很必需的，或者能比替代品大大节省时间。
  • 这是为 Linux 写的。绝大部分条目都可以同样应用到 MacOS（或者甚至 Cygwin）。
  • 主要针对交互式 Bash，尽管大多数小窍门也可以应用到其它 shell，以及常规 Bash 脚本。
  • 包括了“标准的”UNIX 命令以及那些需要安装的软件包（它们很重要，值得安装）。

注意：

  • 为了能在一篇文章内展示尽量多的东西，一些具体的信息会被放到引用页里。你可以使用 Google 来获得进一步的内容。（如果需要的话，）你可以使用 apt-get/yum/dnf/pacman/pip/brew 来安装这些新的程序。
  • 使用 Explainshell 来获取命令、参数、管道等内容的解释。

基础

  • 学习基本 Bash 技能。实际上，键入man bash，然后至少浏览一遍所有内容；它很容易理解，没那么长。其它 shell 也不错，但是 Bash 很强大，而且到处都可以找到（如果在你自己的笔记本上只学习 zsh、fish 之类，会在很多情形下受到限制，比如使用现存的服务器时）。
  • 至少学好一种基于文本的编辑器。理想的一个是 Vim（vi），因为在终端中编辑时随时都能找到它（即使大多数时候你在使用 Emacs、一个大型的 IDE、或一个现代的时髦编辑器）。
  • 学习怎样使用 man 来阅读文档（好奇的话，用 man man 来列出分区号，比如 1 是常规命令，5 是文件描述，8 用于管理员）。用 apropos 找到帮助页。了解哪些命令不是可执行程序，而是 Bash 内置的，你可以用 help 和 help -d 得到帮助。
  • 学习使用 > 和 < 来进行输出和输入重定向，以及使用 | 来管道重定向，学习关于 stdout 和 stderr 的东西。
  • 学习 *（也许还有 ? 和 {…} ）文件通配扩展和应用，以及双引号 " 和单引号 ' 之间的区别。（更多内容请参看下面关于变量扩展部分）。
  • 熟悉 Bash 作业管理：&， ctrl-z， ctrl-c， jobs， fg， bg， kill 等等。
  • 掌握ssh，以及通过 ssh-agent，ssh-add 等进行无密码验证的基础技能。
  • 基本的文件管理：ls 和 ls -l（特别是，知道ls -l各个列的意义），less， head， tail 和 tail -f（或者更好的less +F），ln 和 ln -s（知道硬链接和软链接的区别，以及硬链接相对于软链接的优势），chown，chmod，du（用于查看磁盘使用率的快速摘要：du -sk *）。文件系统管理：df， mount，fdisk，mkfs，lsblk。
  • 基本的网络管理： ip 或 ifconfig，dig。
  • 熟知正则表达式，以及各种使用grep/egrep的选项。-i，-o，-A 和 -B 选项值得掌握。
  • 学会使用 apt-get，yum ，dnf 或 pacman（这取决于你的发行版）来查找并安装软件包。确保你可以用 pip 来安装基于 Python 的命令行工具（下面的一些东西可以很容易地通过 pip 安装）。

日常使用

  • 在Bash中，使用 tab 补完参数，使用 ctrl-r 来搜索命令历史。
  • 在Bash中，使用 ctrl-w 来删除最后的单词，使用 ctrl-u 来删除整行，返回行首。使用 alt-b 和 alt-f 来逐词移动，使用 ctrl-k 来清除到行尾的内容，以及使用 ctrl-l 清屏。参见 man readline 来查看 Bash 中所有默认的键盘绑定，有很多。例如，alt-. 可以循环显示先前的参数，而alt- 扩展通配。（LCTT 译注：关于 Bash 下的快捷键，可以参阅： </article-5660-1.html> ）
  • 另外，如果你喜欢 vi 风格的键盘绑定，可以使用 set -o vi。
  • 要查看最近用过的命令，请使用 history 。 有许多缩写形式，比如 !$（上次的参数）和!!（上次的命令），虽然使用 ctrl-r 和 alt-. 更容易些。（LCTT 译注：关于历史扩展功能，可以参阅： </article-5658-1.html> ）
  • 返回先前的工作目录： cd -
  • 如果你命令输入到一半，但是改变主意了，可以敲 alt-# 来添加一个 # 到开头，然后将该命令作为注释输入（或者使用快捷键 ctrl-a， #，enter 输入）。然后，你可以在后面通过命令历史来回到该命令。
  • 使用 xargs（或 parallel），它很强大。注意，你可以控制每行（-L）执行多少个项目，以及并行执行（-P）。如果你不确定它是否会做正确的事情，可以首先使用 xargs echo。同时，使用 -I{} 也很方便。样例：
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find . -name '*.py' | xargs grep some_function
cat hosts | xargs -I{} ssh root@{} hostname

  • pstree -p 对于显示进程树很有帮助。
  • 使用 pgrep 和 pkill 来按名称查找进程或给指定名称的进程发送信号（-f 很有帮助）。
  • 掌握各种可以发送给进程的信号。例如，要挂起进程，可以使用 kill -STOP [pid]。完整的列表可以查阅 man 7 signal。
  • 如果你想要一个后台进程一直保持运行，使用 nohup 或 disown。
  • 通过 netstat -lntp 或 ss -plat 检查哪些进程在监听（用于 TCP，对 UDP 使用 -u 替代 -t）。
  • lsof来查看打开的套接字和文件。
  • 在 Bash 脚本中，使用 set -x 调试脚本输出。尽可能使用严格模式。使用 set -e 在遇到错误时退出。也可以使用 set -o pipefail，对错误进行严格处理（虽然该话题有点微妙）。对于更复杂的脚本，也可以使用 trap。
  • 在 Bash 脚本中，子 shell（写在括号中的）是组合命令的便利的方式。一个常见的例子是临时移动到一个不同的工作目录，如：
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# 在当前目录做些事
(cd /some/other/dir; other-command)
# 继续回到原目录

  • 注意，在 Bash 中有大量的各种各样的变量扩展。检查一个变量是否存在：${name:?error message}。例如，如果一个Bash脚本要求一个单一参数，只需写 input_file=${1:?usage: $0 input_file}。算术扩展：i=$(( (i + 1) % 5 ))。序列： {1..10}。修剪字符串：${var%suffix} 和 ${var#prefix}。例如，if var=foo.pdf ，那么 echo ${var%.pdf}.txt 会输出 foo.txt。
  • 命令的输出可以通过 <(some command) 作为一个文件来处理。例如，将本地的 /etc/hosts 和远程的比较：
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diff /etc/hosts <(ssh somehost cat /etc/hosts)

  • 了解 Bash 中的“嵌入文档”，就像在 cat <<EOF ... 中。
  • 在 Bash 中，通过：some-command >logfile 2>&1 同时重定向标准输出和标准错误。通常，要确保某个命令不再为标准输入打开文件句柄，而是将它捆绑到你所在的终端，添加 </dev/null 是个不错的做法。
  • man ascii 可以得到一个不错的ASCII表，带有十六进制和十进制值两种格式。对于常规编码信息，man unicode，man utf-8 和 man latin1 将很有帮助。
  • 使用 screen 或 tmux 来复用屏幕，这对于远程 ssh 会话尤为有用，使用它们来分离并重连到会话。另一个只用于保持会话的最小可选方案是 dtach。
  • 在 ssh 中，知道如何使用 -L 或 -D（偶尔也用-R）来打开端口通道是很有用的，如从一台远程服务器访问网站时。
  • 为你的 ssh 配置进行优化很有用；例如，这个 ~/.ssh/config 包含了可以避免在特定网络环境中连接被断掉的情况的设置、使用压缩（这对于通过低带宽连接使用 scp 很有用），以及使用一个本地控制文件来开启到同一台服务器的多通道：
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TCPKeepAlive=yes
ServerAliveInterval=15
ServerAliveCountMax=6
Compression=yes
ControlMaster auto
ControlPath /tmp/%r@%h:%p
ControlPersist yes

  • 其它一些与 ssh 相关的选项对会影响到安全，请小心开启，如各个子网或主机，或者在信任的网络中：StrictHostKeyChecking=no， ForwardAgent=yes
  • 要获得八进制格式的文件的权限，这对于系统配置很有用而用 ls 又没法查看，而且也很容易搞得一团糟，可以使用像这样的东西：
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stat -c '%A %a %n' /etc/timezone

  • 对于从另一个命令的输出结果中交互选择值，可以使用percol。
  • 对于基于另一个命令（如git）输出的文件交互，可以使用fpp (路径选择器)。
  • 要为当前目录（及子目录）中的所有文件构建一个简单的 Web 服务器，让网络中的任何人都可以获取，可以使用： python -m SimpleHTTPServer 7777 （使用端口 7777 和 Python 2）。

处理文件和数据

  • 要在当前目录中按名称定位文件，find . -iname '*something*'（或者相类似的）。要按名称查找任何地方的文件，使用 locate something（但请记住，updatedb 可能还没有索引最近创建的文件）。
  • 对于源代码或数据文件进行的常规搜索（要比 grep -r 更高级），使用 ag。
  • 要将 HTML 转成文本：lynx -dump -stdin。
  • 对于 Markdown、HTML，以及各种类型的文档转换，可以试试 pandoc。
  • 如果你必须处理 XML，xmlstarlet 虽然有点老旧，但是很好用。
  • 对于 JSON，使用jq。
  • 对于 Excel 或 CSV 文件，csvkit 提供了 in2csv，csvcut，csvjoin，csvgrep 等工具。
  • 对于亚马逊 S3 ，s3cmd 会很方便，而 s4cmd 则更快速。亚马逊的 aws 则是其它 AWS 相关任务的必备。
  • 掌握 sort 和 uniq，包括 uniq 的 -u 和 -d 选项——参见下面的单行程序。
  • 掌握 cut，paste 和 join，它们用于处理文本文件。很多人会使用 cut，但常常忘了 join。
  • 了解 tee，它会将 stdin 同时复制到一个文件和 stdout，如 ls -al | tee file.txt。
  • 知道 locale 会以微妙的方式对命令行工具产生大量的影响，包括排序的顺序（整理）以及性能。大多数安装好的 Linux 会设置 LANG 或其它 locale 环境变量为本地设置，比如像 US English。但是，你要明白，如果改变了本地环境，那么排序也将改变。而且 i18n 过程会让排序或其它命令的运行慢好多倍。在某些情形中（如像下面那样的设置操作或唯一性操作），你可以安全地整个忽略缓慢的 i18n 过程，然后使用传统的基于字节的排序顺序 export LC_ALL=C。
  • 了解基本的改动数据的 awk 和 sed 技能。例如，计算某个文本文件第三列所有数字的和：awk '{ x += $3 } END { print x }'。这可能比 Python 的同等操作要快3倍，而且要短3倍。
  • 在一个或多个文件中，替换所有出现在特定地方的某个字符串：
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perl -pi.bak -e 's/old-string/new-string/g' my-files-*.txt

  • 要立即根据某个模式对大量文件重命名，使用 rename。对于复杂的重命名，repren 可以帮助你达成。
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# 恢复备份文件 foo.bak -> foo:
rename 's/\.bak$//' *.bak
# 完整的文件名、目录名 foo -> bar:
repren --full --preserve-case --from foo --to bar .

  • 使用 shuf 来从某个文件中打乱或随机选择行。
  • 了解 sort 的选项。知道这些键是怎么工作的（-t和-k）。特别是，注意你需要写-k1,1来只通过第一个字段排序；-k1意味着根据整行排序。
  • 稳定排序（sort -s）会很有用。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
  • 如果你曾经需要在 Bash 命令行中写一个水平制表符（如，用于 -t 参数的排序），按ctrl-v **[Tab]**，或者写$'\t'（后面的更好，因为你可以复制/粘贴）。
  • 对源代码进行补丁的标准工具是 diff 和 patch。 用 diffstat 来统计 diff 情况。注意 diff -r 可以用于整个目录，所以可以用 diff -r tree1 tree2 | diffstat 来统计（两个目录的）差异。
  • 对于二进制文件，使用 hd 进行简单十六进制转储，以及 bvi 用于二进制编辑。
  • 还是用于二进制文件，strings（加上 grep 等）可以让你找出一点文本。
  • 对于二进制文件的差异（delta 压缩），可以使用 xdelta3。
  • 要转换文本编码，试试 iconv 吧，或者对于更高级的用途使用 uconv；它支持一些高级的 Unicode 的东西。例如，这个命令可以转换为小写并移除所有重音符号（通过扩展和丢弃）：
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uconv -f utf-8 -t utf-8 -x '::Any-Lower; ::Any-NFD; [:Nonspacing Mark:] >; ::Any-NFC; ' < input.txt > output.txt

  • 要将文件分割成几个部分，来看看 split（按大小分割）和 csplit（按格式分割）吧。
  • 使用 zless，zmore，zcat 和 zgrep 来操作压缩文件。

系统调试

  • 对于 Web 调试，curl 和 curl -I 很方便灵活，或者也可以使用它们的同行 wget，或者更现代的 httpie。
  • 要了解磁盘、CPU、网络的状态，使用 iostat，netstat，top（或更好的 htop）和（特别是）dstat。它们对于快速获知系统中发生的状况很好用。
  • 对于更深层次的系统总览，可以使用 glances。它会在一个终端窗口中为你呈现几个系统层次的统计数据，对于快速检查各个子系统很有帮助。
  • 要了解内存状态，可以运行 free 和 vmstat，看懂它们的输出结果吧。特别是，要知道“cached”值是Linux内核为文件缓存所占有的内存，因此，要有效地统计“free”值。
  • Java 系统调试是一件截然不同的事，但是对于 Oracle 系统以及其它一些 JVM 而言，不过是一个简单的小把戏，你可以运行 kill -3 <pid>，然后一个完整的堆栈追踪和内存堆的摘要（包括常规的垃圾收集细节，这很有用）将被转储到stderr/logs。
  • 使用 mtr 作路由追踪更好，可以识别网络问题。
  • 对于查看磁盘满载的原因，ncdu 会比常规命令如 du -sh * 更节省时间。
  • 要查找占用带宽的套接字和进程，试试 iftop 或 nethogs 吧。
  • （Apache附带的）ab工具对于临时应急检查网络服务器性能很有帮助。对于更复杂的负载测试，可以试试 siege。
  • 对于更仔细的网络调试，可以用 wireshark，tshark 或 ngrep。
  • 掌握 strace 和 ltrace。如果某个程序失败、挂起或崩溃，而你又不知道原因，或者如果你想要获得性能的大概信息，这些工具会很有帮助。注意，分析选项（-c）和使用 -p 关联运行进程。
  • 掌握 ldd 来查看共享库等。
  • 知道如何使用 gdb 来连接到一个运行着的进程并获取其堆栈追踪信息。
  • 使用 /proc。当调试当前的问题时，它有时候出奇地有帮助。样例：/proc/cpuinfo，/proc/xxx/cwd，/proc/xxx/exe，/proc/xxx/fd/，/proc/xxx/smaps。
  • 当调试过去某个东西为何出错时，sar 会非常有帮助。它显示了 CPU、内存、网络等的历史统计数据。
  • 对于更深层的系统和性能分析，看看 stap (SystemTap)，perf 和 sysdig 吧。
  • 确认是正在使用的 Linux 发行版版本（支持大多数发行版）：lsb_release -a。
  • 每当某个东西的行为异常时（可能是硬件或者驱动器问题），使用dmesg。

单行程序

这是将命令连成一行的一些样例：

  • 有时候通过 sort/uniq 对文本文件做交集、并集和差集运算时，这个例子会相当有帮助。假定 a 和 b 是已经进行了唯一性处理的文本文件。这会很快，而且可以处理任意大小的文件，总计可达数千兆字节。（Sort不受内存限制，不过如果 /tmp 放在一个很小的根分区的话，你可能需要使用 -T 选项。）也可参见上面关于LC_ALL的注解和 -u 选项（参见下面例子更清晰）。
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sh cat a b | sort | uniq > c # c 是 a 和 b 的并集 
cat a b | sort | uniq -d > c # c 是 a 和 b 的交集 
cat a b b | sort | uniq -u > c # c 是 a 减去 b 的差集
  • 使用 grep . * 来可视化查看一个目录中的所有文件的所有内容，例如，对于放满配置文件的目录： /sys， /proc， /etc。
  • 对某个文本文件的第三列中所有数据进行求和（该例子可能比同等功能的Python要快3倍，而且代码也少于其3倍）：
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awk '{ x += $3 } END { print x }' myfile

  • 如果想要查看某个文件树的大小/日期，该例子就像一个递归ls -l，但是比ls -lR要更容易读懂：
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find . -type f -ls

  • 只要可以，请使用 xargs 或 parallel。注意，你可以控制每行（-L）执行多少个项目，以及并行执行（-P）。如果你不确定它是否会做正确的事情，可以首先使用 xargs echo。同时，使用 -I{} 也很方便。样例：
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find . -name '*.py' | xargs grep some_function
cat hosts | xargs -I{} ssh root@{} hostname

  • 比如说，你有一个文本文件，如 Web 服务器的日志，在某些行中出现了某个特定的值，如 URL 中出现的 acct_id 参数。如果你想要统计有多少个 acct_id 的请求：
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cat access.log | egrep -o 'acct_id=[0-9]+' | cut -d= -f2 | sort | uniq -c | sort -rn

  • 运行该函数来获得来自本文的随机提示（解析Markdown并从中提取某个项目）：
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function taocl() {
    curl -s https://raw.githubusercontent.com/jlevy/the-art-of-command-line/master/README.md |
      pandoc -f markdown -t html |
      xmlstarlet fo --html --dropdtd |
      xmlstarlet sel -t -v "(html/body/ul/li[count(p)>0])[$RANDOM mod last()+1]" |
      xmlstarlet unesc | fmt -80
  }

晦涩难懂，但却有用

  • expr：实施算术或布林操作，或者求正则表达式的值
  • m4：简单的宏处理器
  • yes：大量打印一个字符串
  • cal：漂亮的日历
  • env：（以特定的环境变量设置）运行一个命令（脚本中很有用）
  • look：查找以某个字符串开头的英文单词（或文件中的行）
  • cut 和 paste 以及 join：数据处理
  • fmt：格式化文本段落
  • pr：格式化文本为页/列
  • fold：文本折行
  • column：格式化文本为列或表
  • expand 和 unexpand：在制表符和空格间转换
  • nl：添加行号
  • seq：打印数字
  • bc：计算器
  • factor：分解质因子
  • gpg：加密并为文件签名
  • toe：terminfo 条目表
  • nc：网络调试和数据传输
  • socat：套接字中继和 tcp 端口转发（类似 netcat）
  • slurm：网络流量可视化
  • dd：在文件或设备间移动数据
  • file：识别文件类型
  • tree：以树形显示目录及子目录；类似 ls，但是是递归的。
  • stat：文件信息
  • tac：逆序打印文件
  • shuf：从文件中随机选择行
  • comm：逐行对比分类排序的文件
  • hd和bvi：转储或编辑二进制文件
  • strings：从二进制文件提取文本
  • tr：字符转译或处理
  • iconv或uconv：文本编码转换
  • split和csplit：分割文件
  • units：单位转换和计算；将每双周（fortnigh）一浪（浪，furlong，长度单位，约201米）转换为每瞬（blink）一缇（缇，twip，一种和屏幕无关的长度单位）（参见： /usr/share/units/definitions.units）（LCTT 译注：这都是神马单位啊！）
  • 7z：高比率文件压缩
  • ldd：动态库信息
  • nm：目标文件的符号
  • ab：Web 服务器基准测试
  • strace：系统调用调试
  • mtr：用于网络调试的更好的路由追踪软件
  • cssh：可视化并发 shell
  • rsync：通过 SSH 同步文件和文件夹
  • wireshark 和 tshark：抓包和网络调试
  • ngrep：从网络层摘取信息
  • host 和 dig：DNS查询
  • lsof：处理文件描述符和套接字信息
  • dstat：有用的系统统计数据
  • glances：高级，多个子系统概览
  • iostat：CPU和磁盘使用率统计
  • htop：top的改进版
  • last：登录历史
  • w：谁登录进来了
  • id：用户/组身份信息
  • sar：历史系统统计数据
  • iftop或nethogs：按套接口或进程的网络使用率
  • ss：套接口统计数据
  • dmesg：启动和系统错误信息
  • hdparm：SATA/ATA 磁盘操作/改善性能
  • lsb_release：Linux 发行版信息
  • lsblk：列出块设备，以树形展示你的磁盘和分区
  • lshw：硬件信息
  • fortune，ddate 和 sl：嗯，好吧，它取决于你是否认为蒸汽机车和 Zippy 引用“有用”

更多资源

免责声明

除了非常小的任务外，其它都写出了代码供大家阅读。伴随力量而来的是责任。事实是，你能在Bash中做的，并不意味着是你所应该做的！；）

via: https://github.com/jlevy/the-art-of-command-line

作者：jlevy 译者：GOLinux 校对：wxy

本文由 LCTT 原创翻译，Linux中国 荣誉推出

技术
#命令行
命令行艺术
https://linuxcat.top/article-5703-1.html
作者
jlevy
发布于
2015年6月29日
许可协议
CC-BY-NC