Linux结构目录详解

Linux
在Linux中，系统默认的用户是root，其实和 windows 的 administrator 类似，root 用户可以操作操作系统的任何文件和设备，所以在生产环境就不要乱用root了，权利越大，责任越大。
学习Linux，就要习惯通过命令行的方式学习，。目前的Linux导图如下

1、系统与硬件相关

查看系统的 pci 设备

lspci 命令可以查看所有的 pci 设备，比如主板，声卡等

查看CPU信息

more /proc/cpuinfo

其中 processor 是逻辑处理器的唯标识符，vendor-id 是处理器类型，如果是英特尔的处理器，那么字符串就是genuinelntel。physical id 是每个封装的唯一标识符，也是一个物理的CPU，siblings 表示位于相同物理封装中的逻辑处理器数量，core id 为每个内核的唯一标识符
在 siblings 和 CPU cores 有个对应关系，如果 siblings 是 CPU cores 的两倍，则系统支持超线程。

查看 CPU 的个数

如果要查看 CPU 的个数，那么可以通过下面的命令

cat /proc/cpuinfo | grep “physical id”  | sort | uniq | wc -l

查看系统所有的逻辑CPU个数

cat /proc/cpuinfo |grep "processor" | wc -l

查看内存的信息

more /proc/meminfo

从结果可以看出，目前总内存为1.8G，可用1.5G，缓冲区占用1260KB。

more /proc/meminfo

查看磁盘分区的信息

fdisk  -l

从上图可以看见虚拟了 42G 的磁盘以及每个分区的大小，是不是关于硬件相关的信息看的清清楚楚了，就这样不再神秘

2、文件系统的了解

经典树形目录

Linux 牛逼之一在于将所有的内容以文件的形式展现出来，通过一个树形的结构统一管理和组织这些文件。Linux 典型的树形结构如下图所示
这个树有个根，根下面很多「杈」，「杈」上可以长出很多叶子

整个系统都是按照文件的形式放在根目录中，同时会将文件分类，这样形成一个树形目录结构，这样的布局给管理文件带来了很大的方便，确实需要去了解这些目录结构，对于后续的系统排错还是蛮重要的哒。虽然有些啰嗦，不过这些图确实是实打实的画出来的，没事看看就知道了，不用记住。

/etc目录

这个目录主要存放的是管理文件用的相关配置文件，比较重要的 /etc/rc，用户信息文件 /etc/passwd，具体的如下图

/usr目录

这个目录主要存放的是应用程序和文件，如果在安装软件的时候，选择默认安装的位置，通常就会默认在这个位置，具体信息如下图

/var目录

通常用来存放系统运行的日志文件，如下图

/dev 目录

包含所有的设备文件

/proc 目录

这个目录是虚拟目录，主要存放的是内存的映射，通过这个目录和内核的数据结构打交道比如修改内核参数，获取进程的相关信息，具体信息如下

其他目录

/boot目录

它存放了启动 Linux 的核心文件，包含镜像文件和链接文件，破坏后系统基本上就不能启动

/bin/sbin

当装相关的软件或者安装包后，很多时候都会链接在这个目录下面，另外这里也存放了平时使用的各种 shell 命令。比如cp，ls，dd等
对于sbin，这里的 s 是 super 的意思，意味着需要超级用户才能执行的命令。常见磁盘分区 fdisk，创建文件系统的 mkfs就在这里

/home

这个目录是系统中每个用户的工作目录，每个用户都会有自己主目录，通常名称为用户名，如果有个用户是小蓝，那么主目录就是xiaolan

/lib

在开发的过程中，很多共享库文件等很多放在这里，这个目录会包含引导进程所需要的静态库文件。后续在分享程序开发的时候会深入掰扯

/root

一般用户没有进入这个目录的权限，它是root的主目录

/lost+found

保存丢失的文件。什么意思，如果不恰当的关机操作，可能导致一些文件丢失，这些丢失的临时文件可能就会存放在这里。当重新启动的时候，引导程序就会运行 fsck 程序并发现这个文件

/tmp

用于存放临时文件，随时可能被删除

3、CPU核心部件

Linux 的内核相当于 CPU 的大脑，经过了十几年的共同努力，现在已经到xxx核。
作为一个开源操作系统，也是一个难得的机会去学习这个成熟的操作系统，一个完整的计算机内核包含五个部分，分别是内存管理，进程管理，进程间通信，虚拟文件系统和网络接口，这一部分在后面的文章会单独介绍，先了解个大概，如果看过之前的面试连载文章，很多时候都会涉及到这些问题，这么说吧，在面试中的百分之八十的问题，都可以联系到操作系统层面，或者和操作系统相关知识点，相关设计理念巧合，当然不是巧合，就是学习过往成熟的经验罢了

内存管理

在区区的小内存环境下，可以运行很多的软件。Linux 内存管理中支持虚拟内存，即在系统上可以运行所有程序占用的内存总量大于实际物理内存，多余的这部分内存是从磁盘申请所得，在内存紧缺的情况下，内存管理就会负责在磁盘和内存之间进行交换。

进程管理

Linux 可多任务运行，那么在单CPU的情况下怎么支持多任务呢。这个任务就得交给进程调度来完成了。每当系统运行的时候，调度器会分配一个时间片，然后调度器根据不同的时间片选择进程运行。比如A进程的时间片用完了，那么调度器会选择一个新的进程继续运行，由于这个切换的速度和频率都很快，以致于感觉是多个程序在同时的运行，实际上CPU 在同一个时间只有一个进程在运行。

进程间通信

各个进程的友好相处才能共建繁华生态嘛。不同的进程有自己的进程空间，要通信就得找只隔壁大哥内核中专转。在一般情况下，一个进程等待硬件操作完成就会被挂起，硬件操作完毕进程恢复执行，这个协调过程就是进程间的通信机制了

虚拟文件系统

为了让众多的文件系统有一个统一的接口，采用了通用的文件模型—-虚拟文件系统。虚拟文件系统分为逻辑文件系统和设备驱动程序。其中逻辑文件系统如 ex2，ex3 等。设备驱动程序包含了硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。

网络接口

首先需要知道每一种网络硬件设备都会对应相应的设备驱动程序，网络设备驱动程序主要负责与硬件设备来进行通信

4、CPU运行机制

知道了CPU的目录结构，现在说说其运行机制，主要包括了 init 系统，系统的运行级别，系统的关闭方法

Linux 初始化init系统

启动首先从 Bios 开始，接下来 Linux 引导程序将内核载入内存进行内核初始化，随后启动 init 进程，这个进程是系统的第一个进程，负责产出其他的进程
仅仅让内核运行起来还没啥用处，还需要管理，控制这些进程，从而系统进入一个用户设定的用户模式，即 init 系统
起初采用 sysinit，它主要依赖于脚本，串行启动进程，最大的缺点就是慢，在服务器上看还没有什么影响，如果是在手机移动端，这得急死人，随后出现了systemd取代了慢的upstart
在 Wndows 中，系统有安全运行模式和正常运行的模式，在 Linux 中的运行级别更加的灵活
一共有七种运行级别，定义在 /etc/inittab 中，sysinit 会检查 /etc/inittab 文件查看是否含有 initdefault 来启动一个默认的运行级别

• 0:表示关机模式
• 1:单用户模式
• 6:重启模式，关闭所有的运行进程
• 2:表示多用户模式
• 3:表示多用户模式，支持nfs服务
• 4:表示基本不用的用户模式，可以实现特定的等了请求
• 5:表示完成多用户模式，默认等了到x-windows系统

这些数字和 init 结合就产生了相应的含义，比如init 1表示系统进入单用户模式，、init 6表示系统将重新启动
有了新的systemd管理体系以后，默认的运行级别通过软连接的方式实现。
查看系统的默认target，如下所示

如果需要修改运行级别和targe的对应关系，可以通过下面命令实现

rm -rf /etcsystemd/system/default.target
ls -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/defalut.target

5、系统关机过程

关机方式很多，比如init shutdown halt reboot，下面分别看看这些方式以及

shutdown

才开始学习 Linux 操作系统，不要动不动的就拔电源，此时很多的进程正在如火如荼的进行，这一操作，很可能就导致场面混乱，很多进程数据丢失，严重一点可能进程间开始打架，导致硬件设备损坏
shutdown 是 shell 编写的程序，必须要超级用户才能执行。首先通过广播的方式告诉系统所有的用户，系统将在xx时间关闭，同时 login 指令冻结，意味着其他用户此时不能等了，时间一到，i就会发信号给shuinit程序吧，init程序就会改变运行级别

shutdown命令之shutdown常见参数

• -f:重新启动的时候不执行fsck
• -k：只是发送西悉尼给所有用户但不会真正关机
• -r：shutdown之后重启系统
• 时间：设置多长时间可以九天跑一次
• halt命令
• reboot

reboot和halt类似，只是reboot是关机后重启
halt参数

• -i:关机之前关闭所有的网络接口
• -n：halt执行的时候不会调用系统指令sync

init主要用户系统在不同运行级别的切换，切换工作是立即完成的

6、系统服务管理工具

在 Centos7 以后，一个非常大的改变即使用了 systemd 管理工具，它不仅可以完成系统初始化的工作，还可以对系统和服务进行管理。同时它也兼容了之前的 sysinit，之前的版本中，这些初始化脚本服务存在于 /etc/rc.d/init 中，现在被.service文件扩展结尾的代替
配置文件位于 /etc/systemd 目录下，配置工具的命令使用 /bin/sbin 目录下，备用的配置文件位于 /lib/systemd 目录，可以通过rpm -ql systemd查看所有的路径
另外，为了方便操作，systemd提供了强大的命令行工具systemctl，下面看看这些常见的启动停止服务的命令

启动 停止 重启服务

通过systemctl启动一个服务

systemctl start httpd.service

停掉此服务

systemctl stop httpd.service

重启服务

systemctl restart httpd.service
systemctl try-restart httpd.service#只会在服务已经运行的状态下重启服务
systemctl reload httpd.service#重新加载配置文件

关闭服务

systemctl disable httpd.service

如果要查看这个服务状态

systemctl status httpd.service