Linux 命令行艺术：文件、进程与文本处理

引言：为什么你需要掌握命令行

图形界面可以完成日常操作，但在服务器管理、自动化脚本、海量数据处理等场景中，命令行是不可替代的利器。本教程聚焦于 Linux 命令行最核心的三个领域——文件系统操作、进程控制与文本处理流，帮助你打下坚实的 Shell 基础。

文件与目录管理

基础导航命令：pwd, ls, cd

• pwd — 显示当前工作目录的绝对路径。
• ls -lha — 列出详细信息（-l）、人类可读大小（-h）、包含隐藏文件（-a）。
• cd — 改变目录：cd .. 返回上一级，cd - 回到上一个目录，cd ~ 返回家目录。

创建、删除、移动与复制

查看文件内容

• cat — 一次性输出全部内容。
• less — 分页浏览，支持 / 搜索、q 退出。
• head -n 20 / tail -n 20 — 显示头部或尾部行。
• tail -f /var/log/syslog — 实时追踪日志文件新增内容。

文件权限与所有者

Linux 的权限体系基于用户（u）、用户组（g）和其他（o），每个文件有三种权限：读（r）、写（w）、执行（x）。

• chmod 修改权限：
  • 符号模式：chmod u+x script.sh 给属主增加执行权限。
  • 八进制模式：chmod 755 file 对应 rwxr-xr-x。
• chown user:group file 改变属主和属组。

查找文件与内容

• find — 强大的文件搜索。
  • 按名称：find /path -name "*.log"
  • 按大小：find . -size +100M
  • 按修改时间：find . -mtime -7 最近7天修改的文件
  • 执行动作：find . -name "*.tmp" -delete
• locate — 依赖数据库的快速文件搜索（需 updatedb 更新数据库）。

进程管理

查看进程

• ps aux — 列出所有用户的所有进程，显示 CPU、内存占用等信息。
• ps -ef — 另一种常用格式，特别适合结合 grep 过滤。
• top 或 htop（更友好）— 动态实时监控系统进程和资源。
• pgrep -l ssh — 根据名称查找进程 ID。

控制进程

• 前台进程：可直接用 Ctrl+C 终止；Ctrl+Z 将进程挂起到后台。
• jobs 查看当前终端挂起的任务；fg %1 把后台任务调回前台。
• bg %1 使挂起的任务在后台继续运行。
• & 符号：command & 直接在后台启动命令。
• nohup command & — 即使退出终端进程也不会中断。

发送信号

kill 命令用于向进程发送信号，默认发送 TERM（15）信号请求正常终止。

• kill -l 列出所有信号。
• kill -9 PID 强制杀死进程（SIGKILL），不留清理机会。
• pkill -f pattern 按命令全匹配杀死进程。
• killall process_name 按名称杀死所有同名进程。

文本处理：命令行管道艺术

标准输入输出与管道

Linux 中每个命令都有标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误（stderr）。

• 重定向：command > file 覆盖写入，>> 追加写入，2> error.log 重定向错误。
• 管道 | 将一个命令的输出作为另一个命令的输入，是文本处理的基石。

文本处理五剑客

grep — 文本搜索

• grep "error" log.txt 搜索包含 error 的行。
• grep -i "Error" 忽略大小写。
• grep -v "debug" 反向匹配（排除）。
• grep -r "function" src/ 递归搜索目录。
• 结合正则：grep -E "failed|error" 使用扩展正则。

sed — 流编辑器

• 替换：sed 's/old/new/' file 将每行第一个 old 换为 new。
• 全局替换：sed 's/old/new/g'
• 删除行：sed '/^$/d' 删除空行；sed '2,5d' 删除第2到5行。
• 就地修改：sed -i 's/foo/bar/g' file.txt

awk — 数据处理引擎

awk 按字段处理文本，默认字段分隔符为空白。

• 打印特定列：awk '{print $1, $3}' data.txt
• 条件过滤：awk '$3 > 100' data.txt
• 使用自定义分隔符：awk -F: '{print $1}' /etc/passwd
• 变量与计算：awk '{sum+=$2} END {print "Total:", sum}'

cut — 列裁剪

• 按字符：cut -c 1-10 file 提取每行前10个字符。
• 按分隔字段：cut -d',' -f2,3 file.csv

sort 和 uniq — 排序与去重

• sort -n 按数值排序；sort -k2 按第二列排序。
• uniq 去除重复行（通常需先排序）：sort file | uniq -c 统计重复次数。
• sort -u 相当于排序并去重。

实用组合示例

1. 统计日志中访问量最高的5个IP

   awk '{print $1}' access.log | sort | uniq -c | sort -nr | head -5
   

2. 批量替换文件中的字符串

   find . -name "*.conf" -exec sed -i 's/old_domain/new_domain/g' {} \;
   

3. 监控特定进程的CPU使用率

   watch -n 2 "ps aux | grep nginx | grep -v grep"
   

进阶技巧：提升效率

• 命令历史：history 查看历史，!number 执行历史中某条命令，Ctrl+R 反向搜索。
• 别名：在 ~/.bashrc 中定义 alias ll='ls -lha'，然后 source ~/.bashrc 生效。
• xargs：将标准输入转化为命令参数。
  • find . -name "*.jpg" | xargs rm 删除所有找到的 jpg 文件。
  • cat urls.txt | xargs -n 1 curl -O 批量下载。
• tee：同时将输出写入文件和 stdout：command | tee output.txt

总结

命令行是系统管理的肌肉，文本处理是自动化运维的灵魂。掌握文件操作、进程管控以及以管道为核心的文本处理链，你就能将繁琐的任务转化为高效的一行命令。接下来，将这些技巧融入 Shell 脚本，开启自动化编程之旅。

练习建议：找一个日志文件或 CSV 数据，试着只用管道命令完成数据清洗、统计和格式转换。不要依赖图形工具，让键盘成为你的主要接口。