Linux再學習(一)-學習路線規劃

JavaEdge發表於2019-08-04

1 拋棄舊文化,迎接Linux命令新文化

Linux第一步,從Windows思維,切換到Linux的“命令列+檔案”模式

在Linux中,做什麼都有相應命令。一般就在bin或者sbin目錄下,數量繁多。如果你事先不知道該用哪個命令,很難通過列舉的方式找到。因此,在這樣沒有統一入口的情況下,就需要你對最基本的命令有所掌握。

一旦找到某個命令列,替代輸入框的是各種各樣的啟動引數。

這些引數怎麼填,

  • 一般可以通過 -h 檢視help,就能找到相應的配置項
  • 還可以通過man命令,檢視文件

無論是什麼命令列工具,最終的配置一般會落到一個檔案上,只要找到了那個檔案,檔案中會有註釋,也可以挨個兒看下去,基本就知道如何配置了。

攻克了第一個困難了。這個時候,你能看到一些很美麗的風景,例如一些很有技巧的命令sed和awk、很神奇的正規表示式、靈活的管道和grep、強大的bash。你可以自動化地做一些事情了,例如處理一些資料,會比你使用Excel要又快又準,關鍵是不用框框點點,在後臺就能完成一系列操作。在處理資料的同時,你還可以幹別的事情,半夜處理資料,第二天早上發個郵件報告,這都是Excel很難做到的事情。

2 通過系統呼叫或者glibc,掌握程式設計

命令列工具也是程式,只不過是別人寫的程式。從用別人寫的程式,到自己能夠寫程式,通過程式來操作Linux,這是第二個要攻克的困難。

用程式碼操作Linux,可以直接使用Linux系統呼叫,也可以使用glibc的庫。

Linux的系統呼叫非常多,而且每個函式都非常複雜,傳入的引數、返回值、呼叫的方式等等都有很多講究。

這裡面需要掌握很多Linux作業系統的原理,否則無法理解為什麼應該這樣呼叫。

剛開始學Linux程式設計的時候,你會發現它比命令列復雜得多。

因為你的角色再次變化。

如果說使用命令列的人是吃饅頭的,那寫程式碼操作命令列的人就是做饅頭的。看著簡簡單單的一個饅頭,可能要經過N個工序才能蒸出來。同樣,你會發現,你平時用的一個簡單的命令列,卻需要N個系統呼叫組合才能完成。其中每個系統呼叫都要進行深入地學習、讀文件、做實驗。

經過一段時間的學習,你攻克了這些東西。這時候,你已經很接近作業系統的原理了,你能看到另一番風景了。

大學裡學的那些理論,你再回去看,現在就會開始有感覺了。

  • 程式樹,呼叫了fork
  • 程式同步機制,呼叫訊號量
  • 網路應用層和傳輸層的分界線,呼叫socket

都明白了!

3 再三研究Linux核心

當你已經會使用程式碼操作Linux時,你肯定很希望揭開這層面紗,看看系統呼叫背後到底做了什麼

進一步瞭解核心的原理,有助於你更好地使用命令列和進行程式設計,能讓你的面試及開發水平更上一層樓,但是不建議直接看原始碼,因為Linux程式碼量太大,很容易迷失。

最好的辦法是,先瞭解一下Linux核心機制,知道基本的原理和流程

不過,Linux核心機制也非常複雜,而且其中相互關聯。

比如說,程式執行要分配記憶體,記憶體對映涉及檔案的關聯,檔案的讀寫需要經過塊裝置,從檔案中載入程式碼才能執行起來程式。這些知識點要反覆對照,才能理清。

但是一旦攻克!你會發現Linux這個複雜的系統開始透明起來。

無論你是運維,還是開發,你都能大概知道後發生的事情,並在出現異常的情況時,比較準確地定位到問題所在。

Linux核心機制是我們重點學習部分,基於最新4.x的核心。

輔助學習,推薦《深入理解LINUX核心》。

這本書言簡意賅地講述了主要的核心機制。看完這本書,你會對Linux核心有總體的瞭解。不過這本書的核心版本有點老,不過對於瞭解原理來講,沒有任何問題。

4 閱讀Linux核心程式碼,聚焦核心邏輯場景

在看核心原理的書的時候經常遇到這種問題,有的地方實在是難以理解,或者不同的書說的不一樣,這時候該怎麼辦呢?其實很好辦,Linux是開源的呀,我們可以看程式碼呀,程式碼是精準的。哪裡有問題,找到那段程式碼看一看,很多問題就有方法了。

另外,當你在工作中需要重點研究某方面技術的時候,如果涉及核心,這個時候僅僅瞭解原理已經不夠了,你需要看這部分的程式碼。

但是開源軟體程式碼紛繁複雜,一開始看肯定暈,找不著北。這裡有一個訣竅,就是一開始閱讀程式碼不要糾結一城一池的得失,不要每一行都一定要搞清楚它是幹嘛的,而要聚焦於核心邏輯和使用場景。

一旦爬上這個坡,對於作業系統的原理,你應該就掌握得比較清楚了。就像蒸饅頭的人已經將麵粉加工流程爛熟於心。這個時候,你就可以有針對性地去做課題,把所學和你現在做的東西結合起來重點突破。

  • 研究虛擬化的,就重點看KVM
  • 研究網路的,就重點看核心協議棧

推薦《LINUX核心原始碼情景分析》

這本書最大的優點是結合場景進行分析,看得見、摸得著,非常直觀,唯一的缺點還是核心版本比較老。

5 實驗定製化Linux元件

從只看核心程式碼,到上手修改核心程式碼,這又是一個很大的坎。

因為Linux有原始碼,很多地方可以參考現有的實現,定製化自己的模組。

例如,你可以自己實現一個裝置驅動程式,實現一個自己的系統呼叫,或者實現一個自己的檔案系統等等。

6 面向實戰開發

如果你是運維,僅僅熟悉上面基本的操作是不夠的,生產環境會有大量的不可控因素,尤其是叢集規模大的更是如此,大量的運維經驗是實戰來的,不能光靠讀書。如果你是開發,對核心進行少量修改容易,但是一旦面臨真實的場景,需要考慮各種因素,併發與並行,鎖與保護,擴充套件性和相容性,都需要真實專案才能練出來。

7 總結

Linux再學習(一)-學習路線規劃

參考

Linux 命令列

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