Shell 命令及运行原理
Shell 概述
严格来说，Linux 的核心是内核（kernel），但普通用户无法直接与内核交互。Shell 是内核的 '外壳' 程序，作为命令行解释器（command Interpreter），它主要承担两大任务：
将用户输入的命令翻译给内核处理；
把内核的处理结果再翻译回给用户；
类比 Windows 系统，我们操作 Windows 并非直接与内核交互，而是通过图形界面。在 Linux 中，Shell 有着相同的作用，它解析我们的指令并传递给内核，再将内核运行的结果解析后反馈给用户。
shell 与 bash/sh 的关系：
概念范畴： shell 是对'命令行解释器'的统称，不特指某一款工具。 具体实现： sh（Bourne Shell）和 bash（Bourne-Again Shell）都是 shell 的具体类型。 核心关联： sh 是最早的经典 shell 标准；bash 是 sh 的增强版，完全兼容 sh 的语法，同时新增了更多实用功能，是目前最主流的 shell。 日常称呼： 无论实际使用的是 bash、sh 还是其他 shell，日常交流中都可以统称为'shell'。
Shell 命令本质
指令的本质，是编译好的程序或脚本，它们会存放在系统的特定路径下。输入指令的过程，本质就是输入字符串。比如在 bash 命令行中，我们输入 ls 这样的命令，其实就是输入了一串字符，而这串字符对应着系统中特定的程序或脚本。
Shell 作用
- 进行命令行的解释
- 保护 OS，对于用户的非法请求，直接拦截
Linux 用户体系
Linux 下有两种用户：超级用户（root）、普通用户。
- 超级用户：可以在 linux 系统下做任何事情，不受权限约束
- 普通用户：在 linux 下做有限的事情，受权限约束
- 命令提示符：其中超级用户的命令行提示符是'#'，普通用户的命令行提示符是'$'
用户切换与提权
su 命令
语法： su [用户名]
功能： 切换用户身份（获取目标用户的权限），但保留原用户核心环境变量（仅工作目录切换到目标用户家目录）
事项：
- root 用户切换普通用户：
su [普通用户]无需密码，切换后获得目标普通用户的权限，工作目录到其家目录，但核心环境变量保留 root 配置。 - 普通用户切换 root 用户：
su或su root需输入 root 密码，切换后获得 root 的最高权限，工作目录到/root，但核心环境变量保留原普通用户配置。 - 普通用户切换普通用户：
su [普通用户]需输入目标用户密码，切换后获得该普通用户的权限，工作目录到其家目录，核心环境变量保留原用户配置。
su - 命令
语法： su - [用户名]
功能： 切换用户身份（获取目标用户的权限），并加载其完整环境（环境变量、工作目录等，完全模拟目标用户登录）
事项：
- root 用户切换普通用户：
su - [普通用户]无需密码，切换后获得目标普通用户的权限，进入其家目录，加载其完整环境变量。 - 普通用户切换 root 用户：
su -或su - root需输入 root 密码，切换后获得 root 的最高权限，进入/root目录，加载 root 的完整环境变量。 - 普通用户切换普通用户：
su - [普通用户]需输入目标用户密码，切换后获得该普通用户的权限，进入其家目录，加载其完整环境变量。
上述指令本质上都属于 su 命令的范畴，其中 - 是 su 命令的一个功能性选项。
在 Linux 环境中，exit 命令或者按下 Ctrl + D 组合键，主要作用是退出当前的用户会话，可以理解为 '返回' 到上一级操作环境或者退出登录状态。
sudo 指令
功能： 普通用户临时获取高权限执行特权操作，无需切换到 root 账号
语法： sudo [需高权限的命令]
事项：
- 密码验证： 输入当前普通用户的密码（而非 root 密码），验证通过后临时提权执行命令
- 安全与效率： 减少切换 root 的操作成本，同时通过授权机制提升安全性
- 使用前提： 默认仅 root 能直接用 sudo；普通用户需由超级管理员在
/etc/sudoers文件中配置授权（列入可使用 sudo 的白名单）
文件访问主体
- 所有者（User, u）：相当于文件 / 目录的'创建者、拥有者'，对其有最直接的权限管理能力。
- 所属组（Group, g）：指与所有者同属一个用户组的成员，可共享部分针对该文件 / 目录的权限。
- 其它用户（Others, o）：既不是所有者，也不属于所有者所在组的用户，对该文件 / 目录的权限受严格限制。
root 用户和普通用户，都能当上面说的所有者、所属组用户或者其他用户里的任意一种。
文件类型
- 目录文件（d）：即文件夹，用于存放文件和子目录的特殊文件。
- 普通文件（-）：文本、可执行程序、库等基本都属于普通文件。
- 软链接文件（l）：类似 Windows 的快捷方式。
- 块设备文件（b）：例如硬盘、光驱等设备文件。
- 管道文件（p）：用来进行进程间通信的文件。
- 字符设备文件（c）：例如屏幕等串口设备文件。
- 套接口文件（s）：主要用于网络通信，也可用于同一台主机上不同进程间的通信。
目前主要学习目录文件和普通文件，别的只做了解。
【文件属性】：
**注意：**连接数先不管，后面会学到。
【文件名后缀】：
在 Linux 系统下，文件名后缀没有直接意义，不代表不用。比如 gcc 编译器会通过后缀来判断文件是否是它能处理的类型（如 .c 为 C 源文件）。所以虽然系统不强制，但为了让这些软件能正常工作，实际使用中还是会用符合软件预期的后缀。
文件权限管理
什么是权限？ 权限是指是否允许主体（如用户）对对象（如文件）执行特定操作的规则，和主体身份、对象属性都有关。当然权限并不能限制 root 用户，root 用户拥有最高权限。
基本权限
- 读权限（r）：对文件而言，可读取文件内容；对目录来说，能浏览该目录下的文件和子目录信息。
- 写权限（w）：对文件而言，可修改文件内容；对目录来说，可在目录内创建、删除或移动文件。
- 执行权限（x）：对文件而言，可将文件作为程序运行；对目录来说，可使用
cd命令进入该目录。 - 无权限表示：'-' 表示不具有对应的读、写或执行权限。
文件权限值表示方法
【字符表示】：
| 权限 | 说明 |
|---|---|
r-- | 只读 |
-w- | 仅可写 |
--x | 仅可执行 |
rw- | 可读可写 |
-wx | 可写和可执行 |
r-x | 可读可执行 |
rwx | 可读可写可执行 |
--- | 无权限 |
【8 进制数值表示】：
| 权限 | 八进制 | 二进制 |
|---|---|---|
r | 4 | 100 |
w | 2 | 010 |
x | 1 | 001 |
rw | 6 | 110 |
rx | 5 | 101 |
wx | 3 | 011 |
rwx | 7 | 111 |
--- | 0 | 000 |
二进制中三位分别对应读、写、执行权限，1 代表有对应权限、0 代表无对应权限；八进制中每一位分别对应所有者、所属组、其他用户这三个身份。
【示例】：
权限修改
chmod 命令（设置文件/目录权限）
功能： 设置文件的访问权限。
语法： chmod [参数] 权限 文件名
常用选项：
R：递归修改目录文件的权限
说明： 只有文件的拥有者和 root 才可以改变文件的权限。
【chmod 命令权限值的格式】：
+：向权限范围增加权限代号所表示的权限。-：向权限范围取消权限代号所表示的权限。=：向权限范围赋予权限代号所表示的权限。
用户符号：
u：拥有者。g：拥有者同组用户。o：其它用户。a：所有用户。
演示：
chmod u+x test.c
给 test.c 文件的所有者添加执行权限。
chmod a=rwx test.c
将 test.c 文件的所有者、所属组、其他用户权限都设为可读、可写、可执行。
chmod 777 test.txt
把 test.txt 文件的所有者、所属组、其他用户权限都设为可读、可写、可执行。
chown 指令（修改文件/目录的拥有者）
功能： 修改文件的拥有者。
语法： chown [参数] 用户名 文件名
常用选项：
-R：递归修改目录及其下所有文件的拥有者
说明： 普通用户不能将文件随便给别人，一般通过 sudo 提权强制给别人文件。
演示：
普通用户不能将文件随便给别人：
root 可以强制给：
chgrp 指令（修改文件/目录的所属组）
功能： 修改文件或目录的所属组。
语法： chgrp [参数] 用户组名 文件名
常用选项：
-R：递归修改目录及其下所有文件、子目录的所属组
说明： 只有文件的所有者、root 才可以改变文件的所属组（普通用户需通过 sudo 提权后操作）。
演示：
root 将 div 文件的所属组给了 zyj
权限使用案例
【案例 1】：root 不受任何权限约束
对于 div 目录 root 属于其他人，其他人没任何权限，但是 root 可以进去 div 目录，代表他无视了执行权限的约束。
【案例 2】：文件的拥有者没有读写执行权限
在权限判断时，系统会优先检查是否为文件所有者，再依次判断所属组和其他用户；即便用户同时是所有者和所属组成员，也仅以所有者权限为准。若所有者自身没有读写执行权限，那么即便身为所有者，也无法对文件执行对应操作。
文件起始权限问题
默认给普通文件的起始权限是 666，目录文件的起始权限是 777。 但从实际情况得知，新创建的普通文件和目录文件相对应的权限分别是 664、775。 这里大家就会疑惑为啥不一样，这个时候就引进了权限掩码这个概念。
权限掩码和 umask 命令
功能： 查看或修改文件权限掩码，影响新建文件和目录的默认权限。
格式： umask 权限值
说明： 将默认的存取权限减去 umask 设定的权限掩码后，得到文件或目录的预设权限。超级用户（root）默认掩码值为 0022（8 进制），普通用户默认为 0002（8 进制）。
新建文件默认最大权限为 0666，新建目录默认最大权限为 0777。但实际创建的文件和目录权限并非上述值，因为会受到 umask 影响。假设默认最大权限为 mask，则实际创建的文件权限为：mask & (~umask)（& 为按位与运算，~ 为按位取反运算）。
演示：
umask // 查看
umask 044 // 设置
【计算示例】：
实际默认权限计算演示 普通用户默认 umask 是 0002（八进制），转换为二进制为 000 000 010。对该二进制进行按位取反操作，得到 111 111 101。
实际创建文件或目录时，会将文件默认最大权限（文件为 0666，目录为 0777）与取反后的 umask 值进行按位与运算，最终得到的结果就是新创建文件或目录的实际权限。比如对于目录，0777（二进制 111 111 111）和 111 111 101 按位与，结果为 111 111 101，即八进制 775，这就是普通用户新建目录的实际默认权限。
从图中圈出的二进制位变化可以清晰看到，umask 二进制中为 1 的对应位置，会使得默认最大权限（文件 666 对应二进制 110 110 110、目录 777 对应二进制 111 111 111）在这些位置的权限被'删除'。
【问题】：如何通过修改默认权限掩码，让新创建的目录文件只有执行权限 那就是要去掉三种权限的前两个位置的权限，对应的二进制掩码是 110，八进制就是 6，删除 3 种身份的所有读写权限的八进制掩码就是 0666
目录权限
上面基本都是基于普通文件的权限进行介绍的，接下来讲解下目录文件的权限问题。
我们从这个新创建的 div 文件进行探讨，刚开始的权限的 111 111 101。
1、去掉读权限
图中观察得知，没有查看 div 目录下文件的权限了，但是可以进入这个目录。
2、去掉写权限
不能进行文件的创建。
不能进行文件的删除。
不能移动。
3、去掉可执行权限
不能进入目录。
Linux 目录权限中，可执行权限（x） 决定能否在目录下执行命令、进入目录（cd）；若没有 x 权限，即便有读权限（r），也无法进入目录及执行相关操作。而若只有 x 权限但无 r 权限，虽能进入目录、执行命令（如 cd），但因缺乏读权限，无法读取目录下文件（如执行 ls 也无法列出文件）。
共享文件问题
由于普通用户自己的家目录权限是 700，所以我在我的家目录下创建的文件，别人都看不到。
因此，我们所创建的共享文件，不能再任何一个人的家目录下。
那么我们想建立一个多用户共享的文件到底该在哪里创建呢？
我们可以在根目录下用 root 账号创建一个文件，并将所有权限打开，这样别的用户就可以进行任何操作了。
上述是两个普通用户，目前处在共享文件中。
我用第一个用户创建了一个文件，第二个用户也能看到。
我用 zyj 用户给文件写了点东西，因为 ljh 用户有读的权限，所以也能查看文件内容。
zyj 关掉了 ljh 的读权限，ljh 读不了文件了。
ljh 一气之下删掉了那个文件，是不是感觉有点奇怪，但是确实可以，因为共享目录的 w 权限其他人也拥有，自然也能删除该目录的子文件，那么我们该如何解决恶意删除问题呢？
有些人可能想去掉共享文件其他人的 w 权限，但是这样就不能创建文件了，那么共享文件自然就没有意义了，所以接下来将引入一个新的名词粘滞位。
粘滞位
当一个目录被设置为'粘滞位'(用 chmod +t),则该目录下的文件只能由
- 超级管理员删除
- 该目录的所有者删除
- 该文件的所有者删除
这下 zyj 创建的文件 ljh 就不能删除了。
