【Linux操作系统】探秘Linux奥秘：进程与任务管理的解密与实战

🪐1 初识Linux OS

Linux是一种开源的Unix-like操作系统内核，它是基于POSIX和Unix的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。Linux内核最初是由芬兰程序员Linus Torvalds在1991年创建的，之后成为自由软件和开源社区的一个主要项目。 以下是Linux操作系统的一些主要特点和组成部分：

1. 内核（Kernel）： Linux内核是操作系统的核心，它管理系统资源，如处理器、内存、设备驱动程序等。Linus Torvalds最初编写了Linux内核，它是Linux操作系统的基础。
2. Shell（命令解释器）： Linux操作系统使用命令行界面（CLI），用户与系统交互通过Shell。用户可以通过输入命令执行各种任务，管理文件、进程、权限等。常见的Shell包括Bash（Bourne Again SHell）和Zsh。
3. 文件系统： Linux支持多种文件系统，包括Ext4、XFS、Btrfs等。文件系统负责管理存储设备上的文件和目录，以及文件的权限、所有权等信息。
4. 用户界面： 虽然Linux以CLI为主，但也支持图形用户界面（GUI）。常见的Linux桌面环境有GNOME、KDE、XFCE等，它们提供了直观的用户体验。
5. 软件包管理系统： 大多数Linux发行版都有自己的软件包管理系统，用于安装、更新和删除软件。常见的包管理工具有APT（Debian/Ubuntu）、YUM（Red Hat/CentOS）、Pacman（Arch Linux）等。
6. 网络功能： Linux具有强大的网络功能，支持各种网络协议和服务。它可以作为服务器运行各种网络服务，如Web服务器（Apache、Nginx）、邮件服务器（Postfix、Sendmail）、文件服务器（Samba）等。
7. 多用户和多任务： Linux是一个多用户系统，多个用户可以同时访问同一台机器。它也是一个多任务系统，可以同时运行多个进程。
8. 安全性： Linux以安全性而闻名，系统管理员可以设置用户权限、访问控制列表（ACLs）等来确保系统的安全性。
9. 开源和自由： Linux是开源软件，其源代码可以被任何人查看、修改和分发。大多数Linux发行版是免费提供的，用户可以自由选择、使用和分发。
10. 发行版（Distribution）： 由于Linux内核是开源的，不同的组织和社区创建了各种Linux发行版，例如Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、Arch Linux等。每个发行版都有自己的特点和包管理系统。

总体而言，Linux操作系统是一个强大、灵活且可定制的操作系统，广泛应用于服务器、嵌入式系统、超级计算机等各种领域。

🪐2 进程与任务管理的解密与实战

🌍1. 实验目的

• 掌握常用进程管理指令。
• 熟悉定时任务的设置。
• 熟悉任务调度的操作。

🌍2. 实验准备

• 获取 Linux 镜像 文件：下载适用于虚拟机的 Linux 镜像文件，比如 Ubuntu 21.04，从 Ubuntu 官方网站 获取。
• 安装虚拟化软件：安装 VMware Workstation 或 Virtualbox，两者提供简便的虚拟机管理和配置。
• 创建 Linux 虚拟机：打开虚拟化软件，按照指引创建新虚拟机。设置内存为 2GB 或更多，其余选项选择默 认值。加载下载好的 Linux 系统 ISO 镜像文件，启动虚拟机完成 Linux 系统安装。

🌍3. 实验内容

1. 进程管理

（1）练习进程状态查询命令ps.

ps的功能是显示进程的状态和信息，给出系统当前正在运行进程信息的快照。ps支持多种UNIX系统格式的个性化显示方式，其用法为：ps [options].

#长格式显示所有进程的信息 $ ps -el #带命令行参数显示系统中的所有进程信息，并分屏显示

$ ps -Af | more #查询与终端tty1相关的进程信息

$ ps -t /dev/tty1 #查询与用户（gjshao）相关的信息 以及$ ps -f -u gjshao #查询整个系统内的进程信息情况

$ ps -axj

（2）练习进程管理命令systemctl、killall、pgrep/pkill、fuser、nice.

a. systemd是Linux系统最新的初始化系统(init)，作用是提高系统的启动速度，尽可能启动较少的进程，尽可能并发启动更多进程。systemd对应的进程管理命令是systemctl.

systemctl list-unit-files #列出所用可用单元 systemctl list-units #列出所有运行中的单元 systemctl is-enabled crond.service #检查某个单元是否启用 systemctl list-unit-files ?Ctype=service # 列出所有服务

b. 按名称向进程发信号或终止进程的执行（killall）.

c．根据进程名等属性查找进程和发送信号（pgrep/pkill）.

d．确定使用指定文件或文件系统的进程（fuser）.

e．设置进程的优先级（nice）.

（3）练习可执行文件的特殊属性操作

1）新建文件 2）查看文件权限 3）设置、修改、查看文件特殊权限suid、sgid及sticky 新建文件、查看文件以及设置、修改、查看文件特殊权限suid

设置、修改、查看文件特殊权限sgid

设置、修改、查看文件特殊权限sticky

2. 任务管理

（1）利用at命令完成定时任务设置、查看并删除任务

使用at -V查看at版本，发现本地未部署因此我们使用apt install at进行安装。

（2）利用 crontab完成任务调度设置：每隔1分钟，将当前日期和日历追加到/home/mycal文件中。

步骤：

1）vim /home/my.sh，写入命令 2) 给my.sh增加执行权限 3）crontab -e ，增加任务 4）列出当前定时任务 5）删除定时任务

🌍4. 实验心得

1. 身份切换与权限管理 通过实验，我学会了在特定情境下以不同身份（如root、其他用户）运行命令的方法。深入理解了SUID（Set User ID）、SGID（Set Group ID）以及Sticky权限的概念。SUID和SGID的应用使得文件在执行时能够获取文件自身的属主和属组权限，而不是执行者的权限。另外，Sticky权限的应用于公共目录，实现了对文件的保护，限制了用户对其他人文件的删除操作。
2. 定时任务与任务调度 在实验中，我熟悉了常见的进程管理指令，并深入了解了定时任务的设置。通过使用crontab -e命令，我了解到root用户未设置定时任务时系统会显示“no crontab for root - using an empty one”提示。解决方法是选择合适的编辑器（如vim），并保存退出以创建或编辑定时任务。这使我更好地掌握了任务调度的实际操作。
3. 技巧性操作与问题解决 在实验中，我学到了一些技巧性的操作，如使用ctrl+c无法退出时，选择vim编辑器后的正确退出方式（q退出，wq保存退出）。这种细致入微的操作技巧在实际应用中能够提高效率，确保任务顺利完成。同时，遇到问题时的解决思路也更加清晰，为系统管理和维护提供了有力的支持。

📝总结

Linux操作系统的领域就像一片未被勘探的信息大海，引领你勇敢踏入开源系统的神秘领域。这是一场独特的学习冒险，从基本概念到系统架构，逐步揭示更深层次的操作系统原理、命令行工具和高级系统管理的奥秘。