Линукс как язык программирования

Предполагается, что читатель этой книги должен иметь хотя бы начальные пользовательские навыки при работе с GNU/Linux (умение вводить команды в оболочку и знать основы операционной системы), а также знать язык C хотя бы на начальном уровне. Я посчитал бессмысленным писать еще одну книгу по языку C. Если вы знаете язык C на уровне книги Кернигана и Ритчи «Язык программирования Си», то у вас не будет проблем с изучением материала этой книги.

Если вы знаете язык C++, но не знаете C, ничего страшного. Эти два языка хотя и разные по своей сути, но имеют одну и ту же синтаксическую основу. C++-программисту не надо обладать феноменальной сообразительностью, чтобы разобраться в программе, написанной на C.

Большая часть материала этой книги относится и к другим современным Unix-подобным операционным системам (FreeBSD, например). Если вы еще не знаете Linux, то больших проблем не будет.

1.2. Условные обозначения

В книге используется достаточно мало условных обозначений. Листинги программ, а также вырезки из листингов и содержимое конфигурационных или иных файлов выделяются синим цветом:

Примеры команд, вводимых в оболочку выделяются оранжевым цветом и начинаются с символа $ (приглашение командной строки). Вывод команд выделяется жирным шрифтом:

Примеры команд, вводимых от имени суперпользователя (root) выделяются так же, как и обычные команды, только в качестве приглашения командной строки используется символ #

Некоторые вещи в основном тексте, на которые я хотел бы обратить ваше внимание, будут выделяться жирным шрифтом. Некоторые термины, которые следует запомнить, будут выделяться курсивом. Кроме того, жирным шрифтом могут быть отделены от основного текста имена файлов, имена функций и т. п.

1.3. Что нужно иметь

То, что нам нужно иметь, называют инструментарием. Инструментарий программиста зависит от того, какие программы и на каких языках он будет писать. Наш инструментарий будет состоять из: 1) Операционной системы Linux (GNU/Linux) с текстовым редактором; 2) Компилятора с линковщиком; 3) Дополнительных утилит. Ну и конечно же из терпения и усердия.

Для начала нужно иметь Linux (здесь правильнее будет сказать GNU/Linux). Подойдет практически любой современный дистрибутив. Посмотрите, какая версия ядра Linux у вас используется. Наберите в оболочке следующую команду: У меня ядро версии 2.6.10. У вас, скорее всего, будет что-то другое. Дистрибутивы, построенные на ядрах версий 2.4.x и 2.6.x достаточно современные для того, чтобы воспроизвести все примеры в этой книге. Версии 2.0.x и 2.2.x также могут использоваться, но некоторые возможности, описанные в этой книге в этих ядрах не реализованы.

Следующий шаг — компилятор. Мы будем использовать компилятор gcc (не обсуждается!). Практически все дистрибутивы Linux поставляются вместе с компилятором языка C. Вопросы о том, какие программы установлены, как устанавливать недостающие программы выходят за рамки этой книги. Поэтому не буду объяснять, как проверить присутствие в системе компилятора. На начальном этапе обучения версия компилятора не имеет значения. Если у вас есть компилятор gcc, то и линковщик (о том, что это такое, будет рассказано позже) тоже есть (вероятность 99%).

Многие программисты используют различные оболочки для программирования (KDevelop, Glade и прочие). Мы откажемся от этого подхода по двум причинам: 1) это претит идеологии Unix; 2) за всеми этими средами разработки стоят те самые утилиты, которые мы будем использовать непосредственно. Нам на начальном этапе потребуется лишь утилита make.

И, наконец, немаловажная деталь. Текстовый редактор. Здесь на вкус и цвет товарища нет. В мире Unix-систем есть два лагеря: любители Vi и любители Emacs. В настоящее время написано много клонов редактора Vi (Vim, Elvis, GVim) и много клонов (а точнее — расширений) редактора Emacs. И для Vi и для Emacs существуют как консольные так и графические версии. Нет смысла обсуждать преимущества и недостатки этих двух «гигантов». Вам придется самостоятельно выбрать наиболее удобный для вас текстовый редактор. Возможно вам не понравится ни один из них и вы будете использовать что-нибудь наподобие kate или nedit или pico. Между прочим, редактор Pico открывает свой третий лагерь поклонников. Этот редактор, изначально разработанный в Вашингтонском университете для почтовика pine, а затем ставший самостоятельным редактором, уверенно набирает силу в сообществе Unix. Если вы полный аскет, можете попробовать редактор ed (red), который мало напоминает текстовый редактор в современном понимании. Опять же повторюсь, выбор за вами. Я использую консольную версию редактора Vim, но с большим уважением отношусь и к Emacs. Очень важно попробовать оба редактора «в полную силу», а не просто «взглянуть». Только опытный пользователь сможет за видимой неуклюжестью ощутить мощь и удобство. Это одна из важнейших граней идеологии Unix.

Подавляющую часть работы мы будем проводить в командной строке. «Командная строка» — общий термин, подразумевающий собой сочетание терминальной программы и командной оболочки. Терминальная программа (или программа эмуляции терминала), это то, что вы видите на экране, когда работаете с командной строкой. Терминальная программа позволяет пользователю вводить команды и видеть результаты их выполнения. Программа konsole в KDE, например, является терминальной программой. Под терминальной программой запускается командная оболочка (командный интерпретатор или просто shell). Командная оболочка через интерфейс терминальной программы общается с пользователем и выполняет всю основную работу. Bash, Csh, Ksh — это все командные оболочки или, как их еще называют, командные интерпретаторы. В Linux я рекомендую использовать оболочку Bash (Bourne Again SHell). Однако не произойдет ничего страшного, если вы будете использовать другую командную оболочку, например C-Shell (csh), у которой достаточно своих поклонников. Как вы позже узнаете, любая командная оболочка — это не просто исполнитель команд, но и полноценный интерпретатор собственного языка программирования. Чтобы узнать, какая оболочка запущена под терминальной программой, просто наберите команду ps. В одной из строк (скорее всего — в первой) будет написана ваша командная оболочка: В моем случае это bash.

1.4. Обратная связь

Если вы заметили ошибки/опечатки. Или если что-то в этой книге плохо описано, сообщайте об этом по адресу zlp@lindevel.ru или форуме на сайте Lindevel.Ru (http://www.lindevel.ru).

Книга распространяется на условиях GNU Free Documentation License. В соответствии с условиями этой лицензии вы можете свободно скачивать и распространять книгу без каких-либо разрешений, но не нарушая и не изменяя условий Лицензии. Если вы хотите поместить копию книги на своем Интернет-ресурсе или просто распечатать — делайте это свободно, как завещал великий Столлман!

Вы также можете вносить самостоятельные изменения в эту книгу. В этом случае я просто прошу сообщать мне об этом.

Источник

Изучите необходимый минимум Linux, чтобы быть продуктивным

Разные операционные системы длительное время обслуживают различные аудитории: Windows — бизнес-профессионалов, Mac — творческих, а Linux — разработчиков. Разработчикам ОС такой тип рыночного спектра сильно упростил концепцию продукта, технические требования, пользовательский опыт и направление рынка. Однако, он также ужесточил нормы рабочего пространства, что деформировало отдельных пользователей под узкие, непересекающиеся области: у бизнесменов нет возможности заглянуть в творческий процесс, а у разработчиков нет представления о проблемах бизнеса.

В реальности знания и опыт — динамичны, они охватывают несколько дисциплин и сфер деятельности. Представление о том, что «можно иметь способности только к чему-то одному» — это не руководство к овладению мастерством, а попытка справиться с преждевременной оптимизацией. Узнать о том, в чём вы хорошо разбираетесь можно только когда вы попробовали себя в нескольких разных вопросах. И может оказаться, что у вас есть способности ко многим видам деятельности.

Для современных бизнес-аналитиков особенно актуален вопрос ликвидации пробела между бизнесом и разработкой. Бизнес-аналитики должны быть двухплатформенными, способными использовать командную строку, доступную только на Linux (или в macOS), но при этом уметь извлекать широкие возможности из Microsoft Office в Windows. Очевидно, что мир Linux пугает тех, у кого образование в сфере бизнеса. К счастью, как и в большем количестве вопросов, вам необходимо изучить 20% информации, чтобы выполнить 80% работы. Вот мои 20%.

Почему современные бизнес-аналитики должны знать Linux

Благодаря своим open source корням, Linux выиграл от вкладов тысяч разработчиков за всё время его существования. Они построили программы и утилиты, чтобы упростить работу не только себе, но и тем программистам, которые последовали за ними. В результате open source разработка создала эффект сетевой выгоды: чем больше разработчики строили утилиты на оригинальной платформе, тем больше других разработчиков могло влиять на эти утилиты, чтобы писать собственные программы.

Читайте также: Puppy linux �� wifi

В результате получился огромный пакет программ и утилит (то есть софт), который был написан на Linux и под Linux. Большая часть его никогда не портировалась в Windows. Один из примеров — популярная система контроля версий (VCS), которая называется git. Разработчики могли написать софт под Windows, но они этого не сделали. Они написали его для работы в командной строке, для Linux, потому что Linux — экосистема, в которой уже были все необходимые инструменты.

Если вдаваться в подробности, разработка на Windows ведёт к двум основным проблемам:

Базовые задачи, вроде парсинга файлов, рабочего планирования и поиска текста используются чаще, чем запуск утилиты командной строки.
Языки программирования (Python, C++) и связанные с ними библиотеки выкидывают ошибки, потому что они ожидают конкретных параметров Linux или специфических локаций файловой системы.

Если собрать всё вместе, это выльется в трату времени на переписывание базовых инструментов, которые уже доступны в Linux, они позволят избежать ошибок совместимости с ОС. Тут нет никаких сюрпризов — экосистема Windows просто не была задумана и спроектирована под нужды разработки софта.

Теперь давайте рассмотрим базовые идеи Linux.

Фундаментальная единица Linux: «оболочка»

Shell (оболочка, также известная как терминал, консоль или командная строка) — это текстовый интерфейс пользователя, через который команды отправляются машине. На Linux, по-умолчанию, язык оболочки называется bash. В отличие от Windows-пользователей, которые в своём большинстве используют навигацию «навести-кликнуть» по окну, Linux-разработчики привязаны к клавиатуре и пишут команды в оболочке. Хоть этот переход далёк от естественного для тех, у кого нет бэкграунда в программировании, плюсы разработки в Linux сильно перевешивают изначальное вложение в обучение.

Изучаем несколько важных концептов

В сравнении с достаточно зрелым языком программирования, bash имеет всего несколько основных концептов, которые необходимо выучить. Как только вы охватите это, остаток bash — простое запоминание. Я переформулирую понятней: хорошо разбираться в bash значит запомнить 20-30 команд и их часто используемые аргументы.

Linux кажется непроницаемым для тех, кто не касается разработки, из-за способа, которым разработчики (не напрягаясь) извергают эзотерические команды терминала, когда им захочется. Правда в том, что они хорошо знают только несколько десятков команд — за всем более сложным они так же (как и все смертные) обращаются в Google.

Опуская мелкие загвоздки, стоящие на пути, вот главные концепты в bash.

Командный синтаксис

Команды соответствуют синтаксису:

Например, в ‘grep -inr’, grep — это команда (для поиска текстовой строки) и -inr это флаги/аргументы, которые меняют то, что grep выполняет по умолчанию. Единственный способ понять, что это значит, поискать что-то о них через Google или просто ввести ‘man grep’. Я рекомендую выучить команды и их самые используемые аргументы: слишком обременительно помнить, что делает каждый флаг.

Псевдонимы директорий

Текущая директория (где я?): .
Родительская директория текущей директории: ..
Домашняя директория пользователя:

Корень файловой системы (или родитель всех родителей): /

Например, чтобы поменять текущую директорию на родительскую директорию нужно ввести: cd ..

Таким же способом, чтобы скопировать файл, расположенный в «/path/to/file.txt» в текущую директорию, нужно ввести cp /path/to/file.txt . (заметьте, что в конце команды точка). Поскольку это всего лишь псевдонимы, вместо них может использоваться реальное имя пути.

Полезная информация

У нас есть курс по операционным системам. Зарегистрированные пользователи могут пройти его бесплатно. Другие бесплатные курсы можно найти по ссылке.

STDIN / STDOUT

Всё, что вы пишите в окне и подтверждаете (с помощью ENTER), называется стандартным вводом (STDIN).

Всё, что программа выводит в ответе в терминал (например текст из файла), называется стандартным выводом (STDOUT)

Конвейер (piping)

Pipe принимает STDOUT от команды слева от pipe и превращает его в STDIN для команды справа от pipe.

пример: echo ‘test text’ | wc -l

Символ «больше» принимает STDOUT от команды слева и записывает/перезаписывает в новый файл справа

пример: ls > tmp.txt

Два символа «больше» принимают STDOUT от команды слева и добавляют к новому или существующему файлу справа.

пример: date >> tmp.txt

Шаблоны поиска (wildcards)

Можете представить это как символ % в SQL. Например, можно написать WHERE first_name LIKE ‘John%’ , чтобы найти любые позиции, где данные начинаются с имени John.

В bash можно написать John* . Если вы хотите вывести список всех файлов в какой-то папке, заканчивающихся на «.json», пишете : ls *.json

Завершение с помощью tab

Bash часто завершает команды сам, по определённой логике, если вы начинаете вводить команду и нажимаете TAB.

Однако, стоит попробовать что-то вроде zsh или fish для автозаполнения, потому что запоминать команды и все их параметры очень сложно. Более того, эти инструменты применят автозаполнение, основываясь на вашей истории используемых команд.

Выход

Иногда вы застреваете в какой-нибудь программе и не можете оттуда выйти. Это очень часто повторяющееся событие для новичков в Linux, которое невероятно демотивирует. Часто выход происходит с помощью чего-то, содержащего q. Хорошо бы запомнить то, что будет написано ниже и использовать, когда вы в ловушке.

Что я помню из команд bash

Это те команды, которые я использую чаще всего в Linux (начиная от самых часто используемых к самым редко используемым). Как я уже писал раньше, знание всего горстки команд поможет выполнять большой набор необходимых программируемых задач.

cd изменить директорию
ls -lha вывести директорию в виде списка (подробного)
vim или nano редактор командной строки
touch создать новый пустой файл
cp -R скопировать файл или директорию (и всё их содержимое)
mv переместить или переименовать файл
rm удалить файл
rm -rf удалить файл или папку без возможности восстановления [использовать аккуратно!]
pwd вывести текущую рабочую директорию
cat или less или tail или head -n10 вывести в STDOUT содержимое файла
mkdir создать пустую директорию
grep -inr найти строку в любом файле этой директории или дочерних директориях

column -s, -t отобразить разделенный запятыми файл в виде столбцов

ssh @ соединиться с удалённой машиной

tree -LhaC 3 показать структуру директории на 3 уровнями вглубь (с размерами файлов и включая скрытые директории)

htop (или top ) диспетчер задач

pip install —user пакетный менеджер Python для установки пакетов в

pushd . ; popd ; dirs; cd — push/pop/view директорию в стек + изменить обратно на последнюю директорию

sed -i «s///g» заменить строку в файле

find . -type f -name ‘*.txt’ -exec sed -i «s///g» <> \; заменить строку для каждого файла в этой и дочерней папках с именем типа *.txt

tmux new -s session, tmux attach -t session создать новую сессию терминала без создания нового окна [продвинутый уровень]

wget загрузить веб-страницу или веб-ресурс

curl -X POST -d «» http://www.google.com отправить HTTP-запрос на веб-сервер

find вывести список всего содержимого директории и её дочерних директорий рекурсивно

Продвинутые и не часто используемые команды

Я считаю хорошей практикой хранить список команд, которые полезны в определённых ситуациях, даже если подобные ситуации случаются редко (например, какой процесс блокирует конкретный сетевой порт). Вот несколько нестандартных команд, которые у меня всегда под рукой:

lsof -i :8080 вывести список дескрипторов открытых файлов ( -i — флаг для сетевых интерфейсов)
netstat | head -n20 вывести список открытых интернет/UNIX сокетов и связанной с ними информации
dstat -a транслировать текущий диск, сеть, активность CPU и другое
nslookup найти hostname для удалённого IP-адреса
strace -f -e отследить системные вызовы программы ( -e — флаг для фильтрования конкретных системных вызовов)
ps aux | head -n20 вывести текущие активные процессы
file проверить тип файла (например исполняемый, бинарный, текстовый файл с кодировкой ASCII)
uname -a информация о ядре ОС
lsb_release -a информация об ОС
hostname проверить hostname текущего компьютера (например, название, чтобы другие компьютеры могли иметь доступ к вашему)
pstree визуализировать форки процессов
time исполнить команду и составить статистику о том, сколько времени потребовалось на исполнение
CTRL + z ; bg; jobs; fg отправить процесс в текущий tty в background и обратно на передний план
cat file.txt | xargs -n1 | sort | uniq -c посчитать количество уникальных слов в файле
wc -l количество строк в файле
du -ha показать размер на диске для директорий и их содержимого
zcat вывести содержимое заархивированного текстового файла
scp скопировать файл с удалённого на локальный сервер или наоборот
man показать инструкцию, (т.е. документацию) для команды (но скорее всего легче использовать Google)

Никогда не останавливайтесь:

В программировании говорят, что нужно постоянно учиться даже для того, чтобы просто находиться на месте. Развивайтесь с нами — на Хекслете есть сотни курсов по разработке на разных языках и технологиях

С нуля до разработчика. Возвращаем деньги, если не удалось найти работу.

Источник