Linux 系统编程命令

1. 硬盘和存储相关指令

1.1 df

df命令作用是列出文件系统的整体磁盘空间使用情况。可以用来查看磁盘已被使用多少空间和还剩余多少空间。

// 命令参数：

df -a：--all，显示所有的文件系统，包括虚拟文件系统。 
df -B：--block-size，指定单位大小。比如1k，1m等。 
df -h：--human-readable，以人们易读的GB、MB、KB等格式显示。 
df -H：--si，和-h参数一样，但是不是以1024，而是1000，即1k=1000，而不是1k=1024。 
df -i：--inodes，不用硬盘容量，而是以inode的数量来显示。 
df -k：以KB的容量显示各文件系统，相当于--block-size=1k。 
df -m：以KB的容量显示各文件系统，相当于--block-size=1m。 
df -l：--local，只显示本地文件系统。 
df --no-sync：在统计使用信息之前不调用sync命令(默认)。 
df -sync：在统计使用信息之前调用sync命令。 
df -P：--portability，使用POSIX格式显示。 
df -t：--type=TYPE，只显示指定类型的文件系统。 
df -T：--print-type，显示文件系统类型。 
df -x：--exclude-type=TYPE，不显示指定类型的文件系统。 
df --help：显示帮助信息。 
df --version：显示版本信息。

1.2 free

free命令可以显示Linux系统中空闲的、已用的物理内存及swap内存,及被内核使用的buffer。在Linux系统监控的工具中，free命令是最经常使用的命令之一。

// 命令参数：

free -b：以Byte为单位显示内存使用情况。 
free -k：以KB为单位显示内存使用情况。 
free -m：以MB为单位显示内存使用情况。
free -g：以GB为单位显示内存使用情况。 
free -o：不显示缓冲区调节列。 
free -s：<间隔秒数>持续观察内存使用状况。 
free -t：显示内存总和列。 
free -V：显示版本信息。

2. 进程和线程状态相关命令

2.1 ps

Linux中的ps命令是Process Status的缩写。ps命令用来列出系统中当前运行的那些进程。ps命令列出的是当前那些进程的快照，就是执行ps命令的那个时刻的那些进程，如果想要动态的显示进程信息，就可以使用top命令。要对进程进行监测和控制，首先必须要了解当前进程的情况，也就是需要查看当前进程，而 ps 命令就是最基本同时也是非常强大的进程查看命令。使用该命令可以确定有哪些进程正在运行和运行的状态、进程是否结束、进程有没有僵死、哪些进程占用了过多的资源等等。总之大部分信息都是可以通过执行该命令得到的。

// 命令参数：

ps -a：显示同一终端下的所有程序
ps -A：显示所有进程
ps -c：显示进程的真实名称
ps -N：反向选择
ps -e：显示环境变量
ps -f：显示程序间的关系
ps -H：显示树状结构
ps -r：显示当前终端的进程
ps -T：显示当前终端的所有程序
ps -u：指定用户的所有进程
ps -au：显示较详细的资讯
ps -aux：显示所有包含其他使用者的进程 （PID, CPU, MEM等等）
ps -ajx：显示所有包含其他使用者的进程 （PPID, PID, PGID等等）

2.2 kill

使用kill命令结束进程：kill xxx。

kill －9 324

2.3 ipcs

多进程间通信常用的技术手段包括共享内存、消息队列、信号量等等，Linux系统下自带的ipcs命令是一个极好的工具，可以帮助我们查看当前系统下以上三项的使用情况，从而利于定位多进程通信中出现的通信问题。

// 命令参数：

ipcs -a：是默认的输出信息 打印出当前系统中所有的进程间通信方式的信息
ipcs -m：打印出使用共享内存进行进程间通信的信息
ipcs -q：打印出使用消息队列进行进程间通信的信息
ipcs -s：打印出使用信号进行进程间通信的信息
ipcs -p：输出ipc方式的进程ID
ipcs -c：输出ipc各种方式的在该系统下的限制条件信息
ipcs -u：输出当前系统下ipc各种方式的状态信息(共享内存，消息队列，信号)

2.4 ipcrm

// 命令参数：

ipcrm -M shmkey：移除用shmkey创建的共享内存段
ipcrm -m shmid：移除用shmid标识的共享内存段
ipcrm -Q msgkey：移除用msqkey创建的消息队列
ipcrm -q msqid：移除用msqid标识的消息队列
ipcrm -S semkey：移除用semkey创建的信号
ipcrm -s semid：移除用semid标识的信号

2.3 pstree/ps -lf/ps -elf

// 命令参数：

pstree：以树结构显示进程
ps -ef f | grep proftpd：找到proftp现在有多少个进程/线程

3. 网络状态相关命令

3.1 netstat

Netstat 命令用于显示各种网络相关信息，如网络连接，路由表，接口状态 (Interface Statistics)，masquerade 连接，多播成员 (Multicast Memberships) 等等。

// 命令参数：

netstat -a：(all)显示所有选项，默认不显示LISTEN相关
netstat -t：(tcp)仅显示tcp相关选项
netstat -u：(udp)仅显示udp相关选项
netstat -n：拒绝显示别名，能显示数字的全部转化成数字。
netstat -l：仅列出有在 Listen (监听) 的服務状态
netstat -p：显示建立相关链接的程序名
netstat -r：显示路由信息，路由表
netstat -e：显示扩展信息，例如uid等
netstat -s：按各个协议进行统计
netstat -c：每隔一个固定时间，执行该netstat命令。

// 提示：LISTEN和LISTENING的状态只有用-a或者-l才能看到

// 统计状态信息
netstat -ant | awk 'NR>=3 {++State[$6]} END 
{for (key in State) print key,State[key]}'
// 统计每个IP的连接数
netstat -n | awk '/^tcp/ {print $5}' | awk -F: 
'{print $1}' | sort | uniq -c| sort -rn
// 查看端口（80）使用情况
netstat -ntulp |grep 80
// 查看一台服务器上面哪些服务及端口
netstat  -lanp
// 查看一个服务有几个端口。比如要查看mysqld
ps -ef |grep mysqld
// 查看某一端口的连接数量,比如3306端口
netstat -pnt |grep :3306 |wc
// 查看某一端口的连接客户端IP 比如3306端口
netstat -anp |grep 3306

3.2 iptables

iptables命令用于创建数据过滤与NAT规则，在iptables命令中设置数据过滤或处理数据包的策略叫做规则，将多个规则合成一个链。

（1）iptables的控制类型

ACCEPT：允许通过。
LOG：记录日志信息，然后传给下一条规则继续匹配。
REJECT：拒绝通过，必要时给出提示。
DROP：直接丢弃，不给出任何回应。

（2）iptables的规则链

// 规则链依据处理数据包的位置不同而进行分类：

PREROUTING：在进行路由选择前处理数据包。
INPUT：处理入站的数据包。
OUTPUT：处理出站的数据包。
FORWARD：处理转发的数据包。
POSTROUTING：在进行路由选择后处理数据包。

// 规则链的先后顺序：
入站顺序：PREROUTING--->INPUT
出站顺序：OUTPUT--->POSTROUTING
转发顺序：PREROUTING--->FORWARD--->POSTROUTING

// 参数解析：

-A：添加一条INPUT的规则。
-p：指定是什么协议我们常用的tcp协议，当然也有udp 。
--dport：就是目标端口当数据从外部进入服务器为目标端口。
--sport：数据从服务器出去则为数据源端口使用。
--state：指定tcp状态。
-j：就是指定是ACCEPT接收或者DROP不接收。
-s：就是来源的意思。

（3）iptables的常用命令

// 开启某一端口
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 22 -j ACCEPT

// 关闭某一端口
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 8080 -j DROP
sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 8080 -j DROP

// 仅允许来自于10.0.0.0/24网段的用户连接本机的ssh服务
sudo iptables -I INPUT -s 10.0.0.0/24 -p tcp --dport 22 
-j ACCEPT

// 禁止某个IP访问
 sudo iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.1.2 -j DROP

// 删除INPUT链编号为×的规则。
sudo iptables -D INPUT 2

// 过滤无效的数据包
iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 22 -m state --state 
ESTABLISHED -j ACCEPT

3. tcpdump 和 wireshark

（1）tcpdump简介

tcpdump是一个抓包工具，允许用户拦截和显示发送或收到网络连接到该计算机的数据包。

（2）tcpdump参数说明

tcpdump  [ -AbdDefhHIJKlLnNOpqStuUvxX# ] [ -B buffer_size ] 
         [ -c count ] [ -C file_size ] 
         [ -E spi@ipaddr algo:secret,... ] 
         [ -F file ] [ -G rotate_seconds ] [ -i interface ] 
         [ --immediate-mode ] [ -j tstamp_type ] [ -m module ] 
         [ -M secret ] [ --number ] [ --print ] [ -Q in|out|inout ] 
         [ -r file ] [ -s snaplen ] [ -T type ] [ --version ] 
         [ -V file ] [ -w file ] [ -W filecount ] [ -y datalinktype ] 
         [ -z postrotate-command ] [ -Z user ] 
         [ --time-stamp-precision=tstamp_precision ] 
         [ expression ] 

【以一个例子作为说明】：

sudo tcpdump -i lo -t -s 0 -n -vv -c 10 port 8080 and host xxx.xxx.xxx.xxx -w tcpdump.cap

• -i：指定接口，比如lo（回环接口，如果要抓取本机的网络数据包，就使用该接口）、eth0、lan0等，使用ifconfig可以查看。
• -t：不输出时间戳。
• -s：指定所捕获包的长度，默认是68B，若为0则是整个包。
• -n：显示地址而不是hostname。
• -vv：让输出更详细些。
• -c：指定捕获包的数量。
• port：指定端口。
• host：主机地址。
• -w：将数据包保存到文件中。

4. 性能监测相关命令

4.1 top

top命令提供正在运行的系统的实时动态视图，它检查每个进程的内存使用情况。【技巧：运行 top 时，按「1」打开 CPU 列表，按「shift+p」以 CPU 排序】。

// top状态说明：

PID：进程ID，进程的唯一标识符
USER：进程所有者的实际用户名。
PR：进程的调度优先级。这个字段的一些值是'rt'。这意味这这些进程运行在实时态。
NI：进程的nice值（优先级）。越小的值意味着越高的优先级。负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT：进程使用的虚拟内存。进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES：驻留内存大小。驻留内存是任务使用的非交换物理内存大小。进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
SHR：SHR是进程使用的共享内存。共享内存大小，单位kb
S：这个是进程的状态。它有以下不同的值:
	D - 不可中断的睡眠态。
	R – 运行态
	S – 睡眠态
	T – 被跟踪或已停止
	Z – 僵尸态
%CPU：自从上一次更新时到现在任务所使用的CPU时间百分比。
%MEM：进程使用的可用物理内存百分比。
TIME+：任务启动后到现在所使用的全部CPU时间，精确到百分之一秒。
COMMAND：运行进程所使用的命令。进程名称（命令名/命令行）

// 常用命令说明：

shift +  
L：擦除并且重写屏幕
K：终止一个进程。系统将提示用户输入需要终止的进程PID，以及需要发送给该进程什么样的信号。一般的终止进程可以使用15信号；如果不能正常结束那就使用信号9强制结束该进程。默认值是信号15。在安全模式中此命令被屏蔽。
i：忽略闲置和僵死进程。这是一个开关式命令。
q：退出程序
r:重新安排一个进程的优先级别。系统提示用户输入需要改变的进程PID以及需要设置的进程优先级值。输入一个正值将使优先级降低，反之则可以使该进程拥有更高的优先权。默认值是10。
S：切换到累计模式。
s：改变两次刷新之间的延迟时间。系统将提示用户输入新的时间，单位为s。如果有小数，就换算成m s。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5 s。需要注意的是如果设置太小的时间，很可能会引起不断刷新，从而根本来不及看清显示的情况，而且系统负载也会大大增加。
f或者F：从当前显示中添加或者删除项目。
o或者O：改变显示项目的顺序
l：切换显示平均负载和启动时间信息。
m:切换显示内存信息。
t:切换显示进程和CPU状态信息。
c:切换显示命令名称和完整命令行。
M:根据驻留内存大小进行排序。
P:根据CPU使用百分比大小进行排序。
T:根据时间/累计时间进行排序。

4.2 strace

Linux 操作系统有很多用来跟踪程序行为的工具，内核态的函数调用跟踪用「strace」，用户态的函数调用跟踪用「ltrace」:

strace -cp <pid>

4.3 perf

perf是一款Linux性能分析工具。Linux性能计数器是一个新的基于内核的子系统，它提供一个性能分析框架，比如硬件（CPU、PMU(Performance Monitoring Unit)）功能和软件(软件计数器、tracepoint)功能。

通过perf，应用程序可以利用PMU、tracepoint和内核中的计数器来进行性能统计。它不但可以分析制定应用程序的性能问题（per thread），也可以用来分析内核的性能问题，当然也可以同事分析应用程序和内核，从而全面理解应用程序中的性能瓶颈。

5. 内存管理相关命令

5.1 valgrind

valgrind是一个内存分析工具，利用内核提供的服务完成各种特定的内存调试任务。

valgrind可以检测以下内存问题：

• 未释放内存的使用；
• 对释放后内存的读/写；
• 对已分配内存块尾部的读/写；
• 内存泄露；
• 不匹配的使用malloc/new/new[] 和 free/delete/delete[]；
• 重复释放内存。