Linux的修煉之道：從小工到專家

前言

 

我依然記得在2004年我剛開始使用Ubuntu 4.04的日子，做爲學生，能夠在Ubuntu網站上申請免費的安裝盤，幾天之後，一個包含CD的包裹就到了：

 

 

從那時候開始，我在Linux平臺上度過了不少編程時光，從Linux和Linux社區中學到了不少，我必須得說，經過學習Linux，我變成了一個更好的程序員。 

 

若是你有志於在計算機編程領域長久地發展，必定要學習Linux，可是到底學習什麼？怎麼學習？

 

這是一份給初學者從零開始學Linux的指南。

 

爲何要學習Linux？

 

也許你據說過Linux是***的一個很酷的工具，或者Linux對開發人員更加友好， 我認爲學習Linux有三個緣由：

 

1. Linux統治了服務器市場

 

大多數服務器都跑Linux, 程序員尤爲是Web程序員，你的程序也會跑在Linux上，你須要在Linux上部署代碼，維護服務器。

 

2. 學習系統級和底層編程

 

隨着物聯網的來臨，更多的軟件涉及到底層編程，使用C/C++編程是基本要求，這種開發一般須要精通Linux技能。 

 

3. 經過Linux學習計算機的基礎知識

 

Linux是個開源項目，全世界成千上萬的人在維護它，有不少關於Linux內部知識的資源和優秀書籍，對學習操做系統有極大幫助。 

 

Linux學習指南

 

對Linux的學習分爲幾個層次：

1. 平常使用

2. 在Linux上進行應用開發，操做和維護

3. 系統級開發

4. 內核開發

 

很明顯，須要一層層地學習，越往下越難。

 

碼農翻身注：

對於普通程序員來講，作到第二層就差很少了。

對於想成爲某個領域專家的程序員，須要達到第三層。

最後一層可能只有少數人，他們多是自由職業者，***，還有很多是大公司的員工。

 

在開始有趣的旅程以前，先來推薦一本Linus Torvalds的自傳：

 

 

平常使用

 

這包括：

• 如何login , logout 

• 如何聯網

• 如何打開命令行窗口

• 如何使用命令行安裝/卸載軟件

• 如何編輯文本文件

• 如何建立，移動，刪除文件

• 如何查看壓縮文件，提取內容。

 

這個階段最難的部分就是從圖形界面轉向命令行。個人建議是就像學游泳那樣，把本身扔到水裏。不入水永遠都學不會游泳。

 

 

因此，必定要在你的PC上安裝一個Linux。你可使用多系統，可是不要嘗試虛擬機，由於你很容易就會放棄Linux。

 

到底使用哪一個版本的Linux呢？如今可能有十個常見的版本，選擇最主流的就好，好比Ubuntu, CentOS等。他們直接的主要區別就是GUI和軟件包管理方式。

 

 

Linux上的應用開發

 

Linux上有各類各樣的應用開發，例如Web應用，桌面GUI應用，命令行等等。 

 

你可能須要學習Web開發，C/C++/Python或者其餘編程語言。

 

在Linux上作開發和在Windows上的體驗不一樣，這裏一般沒有一個強大的IDE。大部分時候，你的工具鏈是一系列的小工具，你須要在shell中把他們「連」在一塊兒。

 

 

你須要學習的是：

• 在一個編輯器中寫代碼， 常見的編輯器是Vim/Emacs/VSCode

• 如何編譯你的程序

• 如何從命令行啓動你的程序

• 使用調試器來尋找bug

 

學習一些Shell腳本編程必不可少， 至少你得學到能看懂常見Shell的水平。 

 

如今不少程序員更喜歡Python/Ruby， 可是仍然有不少以前開發的shell腳本須要維護。

 

你須要創建屬於你本身的Linux開發環境。把配置文件都記錄下來（好比使用Git）。若是你的開發環境搞得很好，編程的效率會有五倍提高。

 

 

《Linux Bible》 and 《Linux命令行大全》會對命令行和開發環境有個很是好的介紹。

 

碼農翻身注：在國內，天然是《鳥哥的Linux私房菜》了。

 

在這一階段花費的學習時間比較長，要保持耐心。 

 

系統級開發

 

若是你的目標是開發那些「底層」的軟件，好比存儲程序，網絡程序，那必需要進入這一層次。 

 

系統級編程和應用層編程大不相同，主要涉及操做系統和網絡的東西。

 

你須要學習那些Linux內核對外提供的接口，因爲歷史和性能的緣由，大部分都是C語言的。 

 

使用GDB來調試程序也是必備的技能，你能夠參考《Debuging with GDB》,Valgrind 是另一個有用的內存檢查工具。

 

 

《Linux 系統編程》，《Linux系統編程手冊》都是很是好的書。

 

網絡是系統編程的一個重要編程領域，《Unix網絡編程》是你最好的選擇。

 

能走到這個階段但是不簡單，只有不多程序員有使用C/C++編程的能力，現代的程序員通常使用更加高級的編程語言例如Python, Ruby ,Java。 

 

技術潮起潮落，可是基礎老是不變，系統編程的核心知識能提高你的技能，擴展你的設計能力。

 

內核開發

 

成爲內核開發人員，那要求但是至關高，能走到這一步，你將是一位受人景仰的英雄人物。 在這個時候，你應該已經學過操做系統的課程了。

 

內核包含不少子模塊：內存管理，進程調度，虛擬內存，文件系統，設備管理等。還有不少輔助開發的命令：readelf, nm, ipcs, iostat, objdump, free, chrt, pmap, uptime, top, pidstat, etc.

 

 

Robot Love寫的《Linux Kernel Development》是講述內核開發最好的入門書, 它會給你提供一個很好的內核概覽。 

 

中文版名稱是《Linux 內核設計與實現》，由陳莉君教授翻譯。

 

還有一些內核開發的好書：

《現代操做系統》

《深刻理解LINUX內核》

《深刻Linux內核架構》

 

切記，Linux內核開發的領域太多，初學者不可能同時涉及全部領域。你的學習策略應該是：

 

1. 獲取Linux內核的概覽。 

 

一個好方法就是讀《Linux 內核設計與實現》，或者去讀一下Linux早期版本的源碼，由於代碼要少不少，這裏有不少早期的版本：https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/Historic/old-versions/

大約兩週的時間就能夠完成。

 

碼農翻身注：兩週的時間過短了！

 

MIT開發的教學操做系統xv6也是一個不錯的選擇：https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2012/xv6.html

 

2 專一在特定子模塊 

 

選一個你最感興趣的模塊，試圖理解它的設計和細節，參與內核開發的社區，閱讀相關的文檔，加入Linux的mail list；查看別人的補丁，提交你的補丁。 

 

Linux內核社區有本身的協做風格，你須要學習這些規則。

 

你的第一個被接受的補丁，將會是你的一個里程碑，當你在一個領域內有了足夠的知識和技能後，切換到別的領域會變的簡單。

 

成爲內核開發的大師須要花費不少年時間，快樂地編程吧！