搞定这些 你就能对Linux操作系统了如指掌

在平时的生活中，我们几乎时时刻刻都在使用操作系统，只是大部分时间你都意识不到它的存在。操作系统到底在背后默默地做了哪些事情，才能让我们轻松地使用电子设备呢? 不知道你有没有产生过这些疑问：

桌面上的图标到底是啥?凭啥我在鼠标上一双击，就会出来一个美丽的画面?这都是从哪里跑出来的?

电脑怎么知道我鼠标点击的是这个地方，又是怎么知道我要输入的是这个地方?

为什么我一回车，这些字符就发到遥远的另外一台机器上去了?

对于普通用户来讲，其实只要会用就行了，但是咱们作为专业人士，要深入探究一下背后的答案。操作系统其实就像一个软件外包公司，其内核就相当于这家外包公司的老板。为什么这么说呢?

假设，我们现在就是在做一家外包公司，我们的目标是把这家公司做上市。其中，操作系统就是这家外包公司的老板。我们把这家公司的发展阶段分为这样几个时期：

初创期 ：这个老板基于开放的营商环境(x86 体系结构)，创办一家外包公司(系统的启动)。因为一开始没有其他员工，老板需要亲自接项目(实模式)。

发展期 ：公司慢慢做大，项目越接越多(保护模式、多进程)，为了管理各个外包项目，建立了项目管理体系(进程管理)、会议室管理体系(内存管理)、文档资料管理系统(文件系统)、售前售后体系(输入输出设备管理)。

壮大期 ：公司越来越牛，开始促进内部项目的合作(进程间通信)和外部公司合作(网络通信)。

集团化 ：公司的业务越来越多，会成立多家子公司(虚拟化)，或者鼓励内部创业(容器化)，这个时候公司就变成了集团。大管家的调度能力不再局限于一家公司，而是集团公司(Linux 集群)，从而成功上市(从单机操作系统到数据中心操作系统)。

把外包公司做上市的过程，就是我们对 Linux 操作系统从入门到精通的过程。要做到对 Linux 了如指掌，我认为你需要爬 6 个陡坡。

第一个坡：抛弃旧的思维习惯，熟练使用 Linux 命令行

上手 Linux 的第一步，要先从 Windows 的思维习惯，切换成 Linux 的“ 命令行 + 文件”使用模式。不过，在这个专栏里，命令行并不是我们的重点，但是考虑到一些刚起步的同学，在第一部分我会简单介绍一些能够让你快速上手 Linux 的命令行。专栏每一模块的第一节，我都会有针对性地讲解这一模块的常用命令，足够你把 Linux 用起来。

第二个坡：通过系统调用或者 glibc，学会自己进行程序设计

用代码操作 Linux，可以直接使用 Linux 系统调用，也可以使用 glibc 的库。如果说使用命令行的人是吃馒头的，那写代码操作命令行的人就是做馒头的。你会发现，你平时用的一个简单的命令行，却需要 N 个系统调用组合才能完成。其中每个系统调用都要进行深入地学习、读文档、做实验。经过一段时间的学习，你已经很接近操作系统的原理了，你能看到另一番风景。

第三个坡：了解 Linux 内核机制，反复研习重点突破

进一步了解内核的原理，有助于你更好地使用命令行和进行程序设计，能让你的运维和开发水平上升一个层次。Linux 内核机制是我们这个专栏重点要讲述的部分，我会基于最新 4.x 的内核进行讲解，当然我也意识到了内核机制的复杂性，所以我选择通过 故事性和图形化 的方式，帮助你了解并记住这些机制。

第四个坡：阅读 Linux 内核代码，聚焦核心逻辑和场景

一旦爬上这个坡，对于操作系统的原理，你应该就掌握得比较清楚了。这个时候，你就可以有针对性地去做课题，把所学和你现在做的东西结合起来重点突破。例如你是研究虚拟化的，就重点看 KVM 的部分;如果你是研究网络的，就重点看内核协议栈的部分。

第五个坡：实验定制化 Linux 组件，已经没人能阻挡你成为内核开发工程师了

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。从只看内核代码，到上手修改内核代码，这又是一个很大的坎。例如，你可以自己实现一个设备驱动程序，实现一个自己的系统调用，或者实现一个自己的文件系统等等。专栏最后一个部分，我专门设计了两个实验，帮你度过这个坎。只要跟着我的步伐进行学习，接下来，就没人能够阻挡你成为一名内核开发工程师了。

第六个坡：面向真实场景的开发，实践没有终点

说了这么多，我们都只是走出了万里长征第一步。我始终坚信，真正的高手都是在实战中摸爬滚打练出来的。

如果你是运维，仅仅熟悉上面基本的操作是不够的，生产环境会有大量的不可控因素，尤其是集群规模大的更是如此，大量的运维经验是实战来的，不能光靠读书。

如果你是开发，对内核进行少量修改容易，但是一旦面临真实的场景，需要考虑各种因素，并发与并行，锁与保护，扩展性和兼容性，都需要真实项目才能练出来。