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shug的笔记集合

MAC 笔记

MAC 启动流程

  1. 固件阶段（Firmware Stage）

    • 启动固件 (BootROM): 当 Mac 电脑的电源被打开时，首先加载的是启动固件 (BootROM)。它是嵌入在计算机硬件中的低级代码，用于初始化硬件并执行 Power-On Self Test (POST) 检查，确保关键硬件如内存和处理器正常工作。
    • BootROM 还会选择一个合适的启动卷，通常是内置硬盘或 SSD。

  2. 启动加载程序阶段 (Bootloader Stage)

    • EFI (Extensible Firmware Interface): 启动固件将控制权交给 EFI 引导加载程序。EFI 是一种引导管理环境，它取代了传统的 BIOS，在这里你可以通过 holding down the Option (Alt) 键来选择不同的启动卷。
    • Boot.efi: EFI 加载和执行 boot.efi 文件，这个文件位于 macOS 的系统分区中，负责启动 macOS 内核。

  3. 内核阶段 (Kernel Stage)

    • macOS 内核加载: boot.efi 将 macOS 内核 (XNU) 加载到内存中，并开始初始化系统基础设施，包括内存管理、进程管理、文件系统等。
    • 启动扩展和驱动加载: 内核加载必要的内核扩展 (Kexts)，这些扩展是设备驱动程序和其他低级别的系统组件。

  4. 用户空间阶段 (User Space Stage)

    • launchd 启动守护进程: 当内核初始化完成后，内核会启动第一个用户空间进程 launchd。launchd 是 macOS 的系统初始化进程，负责加载和管理其他系统守护进程和服务。
    • 启动关键系统服务: launchd 加载和启动所有必要的系统服务和守护进程，包括登录窗口、图形用户界面 (GUI)、网络服务等。

  5. 图形用户界面阶段 (GUI Stage)

    • 登录窗口: launchd 最后启动登录窗口 (loginwindow.app)，这个应用显示用户登录界面，并处理用户认证。
    • 用户登录: 用户输入凭据登录系统后，登录窗口会初始化用户会话，加载用户特定的设置和应用程序。
    • 桌面显示: 登录完成后，macOS 会显示桌面环境，启动 Finder 和 Dock，以及其他用户会话的应用程序。

launchd

launchd 是 macOS 和 iOS 操作系统中的一个关键系统进程，负责系统初始化、管理守护进程、以及处理启动和运行时任务。它是苹果公司开发的，用于替代早期的 init 系统，并整合了 inetd, cron, xinetd, 和其他守护进程管理工具的功能。

主要功能

  1. 系统初始化:

    • launchd 是系统启动后执行的第一个用户空间进程，其 PID 永远是 1。它负责加载和启动所有其他系统服务和守护进程。
    • 它启动系统的图形用户界面 (GUI)，包括登录窗口 (loginwindow) 和 Finder。

  2. 守护进程管理:

    • launchd 通过称为 “launch agents” 和 “launch daemons” 的配置文件来管理系统中的守护进程和服务。它可以根据需求启动服务，而不仅仅是系统启动时就启动所有服务，从而提高系统性能和响应速度。
    • 它支持守护进程的自动重启，如果某个守护进程崩溃或意外退出，launchd 可以自动重新启动它。

  3. 事件驱动机制:

    • launchd 支持事件驱动的任务调度。例如，它可以在某个网络端口有连接请求时，启动相应的服务（类似于传统的 inetd 功能）。

  4. 任务调度:

    • launchd 也可以用来替代 cron，负责定时执行任务。通过 launchd 的配置文件，你可以指定任务在特定时间或条件下运行。

  5. 资源控制:

    • launchd 允许为守护进程和服务配置资源限制，如 CPU 使用、内存使用等。这样可以防止某些进程消耗过多的系统资源。

配置文件

launchd 的配置文件是基于 XML 格式的 plist 文件，通常位于以下目录中：

  • Launch Agents:

    • 用户特定的守护进程和服务配置文件通常位于 ~/Library/LaunchAgents。
    • 系统范围内的守护进程和服务配置文件通常位于 /Library/LaunchAgents。

  • Launch Daemons:

    • 系统级别的守护进程和服务配置文件通常位于 /Library/LaunchDaemons 和 /System/Library/LaunchDaemons。

Agents和Daemons区别

  1. 运行环境

    • LaunchAgents:

      • LaunchAgents 主要用于用户级别的守护进程和服务。
      • 它们在用户登录时启动，并在用户的上下文中运行。换句话说，它们具有访问用户图形界面的权限，可以与桌面应用交互。
      • LaunchAgents 运行在用户的会话中，并且可以访问用户的环境变量。

    • LaunchDaemons:

      • LaunchDaemons 主要用于系统级别的守护进程和服务。
      • 它们在系统启动时启动，并在系统的上下文中运行，而不依赖于任何用户是否登录。
      • LaunchDaemons 通常在后台运行，不与图形用户界面交互。这些守护进程通常用于提供系统范围内的服务，如网络、设备管理等。

  2. 启动时机

    • LaunchAgents:

      • 仅在用户登录后启动，并在用户注销时停止。如果有多个用户登录，每个用户会话可以拥有自己的 LaunchAgents 实例。
      • 适合那些需要与用户交互或者在用户环境下运行的任务或应用程序。

    • LaunchDaemons:

      • 在系统启动时自动启动，无需用户登录。它们在系统启动过程的早期阶段运行，并且在没有用户登录的情况下也能运行。
      • 适合那些需要系统范围的控制、后台服务，或与用户无关的服务。

  3. 文件位置

    • LaunchAgents:

      • 用户级别的 LaunchAgents 配置文件通常位于 ~/Library/LaunchAgents，只对该用户有效。
      • 系统范围内的 LaunchAgents 配置文件通常位于 /Library/LaunchAgents，对所有用户有效。

    • LaunchDaemons:

      • 系统范围内的 LaunchDaemons 配置文件通常位于 /Library/LaunchDaemons 或 /System/Library/LaunchDaemons，对系统的所有用户有效。

  4. 权限和特权

    • LaunchAgents:

      • 运行时使用的是当前登录用户的权限，因此它们受到用户权限的限制。
      • 适合运行需要访问用户资源（如桌面、文件、环境变量）的进程。

    • LaunchDaemons:

      • 运行时使用的是系统级权限（通常是 root），拥有更高的权限和特权。这意味着它们能够执行更低级别的系统任务。
      • 适合运行需要高权限、系统范围内控制的进程。

launchctl

launchctl是与 launchd 交互的命令行工具。你可以使用 launchctl 来加载或卸载守护进程和服务，检查它们的状态，或者启动/停止服务。

  1. launchctl load

    • 功能: 加载一个指定的服务配置文件（.plist 文件），使服务在系统中启动。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl load /path/to/service.plist
    • 注意: 从 macOS 10.11 (El Capitan) 开始，load 和 unload 被标记为过时，更推荐使用 bootstrap 和 bootout。

  2. launchctl unload

    • 功能: 卸载一个指定的服务配置文件，停止该服务。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl unload /path/to/service.plist

  3. launchctl start

    • 功能: 启动一个已经加载的服务。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl start service_label
    • 示例: service_label 通常是 .plist 文件中 Label 字段指定的名称。

  4. launchctl stop

    • 功能: 停止一个已经加载的服务。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl stop service_label

  5. launchctl list

    • 功能: 列出当前加载的服务。
    • 用法:
      Terminal window
      launchctl list
    • 结果: 会显示一个服务列表，包括服务的 PID（进程 ID），状态，以及 Label。

  6. launchctl print

    • 功能: 显示指定服务的详细信息，包括配置、状态等。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl print system/service_label

  7. launchctl bootstrap

    • 功能: 加载一个服务并将其引导到指定的域中，通常用来替代 load。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl bootstrap system /path/to/service.plist
    Terminal window
     sudo launchctl bootstrap gui/$(id -u) /path/to/service.plist
    • 域: 可以是 system、user/UID 或 gui/UID，其中 UID 是用户的 ID。

  8. launchctl bootout

    • 功能: 从指定的域中卸载一个服务，通常用来替代 unload。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl bootout system /path/to/service.plist

  9. launchctl kickstart

    • 功能: 强制重新启动一个服务。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl kickstart -k system/service_label

  10. launchctl kill

    • 功能: 发送信号给一个进程来终止或控制它。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl kill TERM system/service_label
    • 信号: TERM 可以替换为其他 UNIX 信号，如 HUP、INT 等。

高级命令

  1. launchctl blame

    • 功能: 显示详细的服务启动信息，有助于调试服务加载问题。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl blame system/service_label

  2. launchctl dumpstate

    • 功能: 显示 launchd 的当前状态，包括所有的服务和守护进程信息。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl dumpstate

  3. launchctl log

    • 功能: 配置 launchd 的日志级别和模式。
    • 用法:
      Terminal window
      sudo launchctl log level debug

plist文件选项

  1. Label

    • 描述: 唯一标识符，标识这个守护进程或服务。
    • 类型: String
    • 示例: 
      <key>Label</key>
      <string>com.example.myapp</string>

  2. Program

    • 描述: 需要执行的程序或命令的完整路径。
    • 类型: String
    • 示例: 
      <key>Program</key>
      <string>/usr/local/bin/myapp</string>

  3. ProgramArguments

    • 描述: 包含要执行的程序和其参数的数组。ProgramArguments 比 Program 更常用，因为它能细粒度地控制程序及其参数。
    • 类型: Array of Strings
    • 示例: 
      <key>ProgramArguments</key>
      <array>
          <string>/usr/local/bin/myapp</string>
          <string>--option1</string>
          <string>value1</string>
      </array>

  4. RunAtLoad

    • 描述: 指定守护进程是否在加载 plist 文件时立即启动。
    • 类型: Boolean
    • 示例: 
      <key>RunAtLoad</key>
      <true/>

  5. KeepAlive

    • 描述: 指定当守护进程退出后是否应自动重启。可以是简单的布尔值或复杂的字典，指定特定条件下重启。
    • 类型: Boolean 或 Dictionary
    • 示例:
      • 简单使用: 
        <key>KeepAlive</key>
        <true/>
      • 更复杂的条件重启: 
        <key>KeepAlive</key>
        <dict>
            <key>SuccessfulExit</key>
            <false/>
        </dict>

  6. StartInterval

    • 描述: 指定以秒为单位的间隔时间，自动重复运行进程。
    • 类型: Integer
    • 示例: 
      <key>StartInterval</key>
      <integer>3600</integer> <!-- 每小时运行一次 -->

  7. StartCalendarInterval

    • 描述: 以指定的日期和时间间隔启动进程，类似于 cron 的调度功能。可以指定小时、分钟、星期、月份等。
    • 类型: Dictionary 或 Array of Dictionaries
    • 示例:

      • 每天早上 8 点运行:

        <key>StartCalendarInterval</key>
        <dict>
            <key>Hour</key>
            <integer>8</integer>
            <key>Minute</key>
            <integer>0</integer>
        </dict>

      • 每周一上午 8 点运行:

        <key>StartCalendarInterval</key>
        <dict>
            <key>Weekday</key>
            <integer>2</integer> <!-- 1=Sunday, 2=Monday, ... -->
            <key>Hour</key>
            <integer>8</integer>
            <key>Minute</key>
            <integer>0</integer>
        </dict>

  8. StandardOutPath 和 StandardErrorPath

    • 描述: 指定标准输出和错误日志的路径。
    • 类型: String
    • 示例: 
      <key>StandardOutPath</key>
      <string>/var/log/myapp_stdout.log</string>
      <key>StandardErrorPath</key>
      <string>/var/log/myapp_stderr.log</string>

  9. EnvironmentVariables

    • 描述: 定义进程启动时所使用的环境变量。
    • 类型: Dictionary
    • 示例: 
      <key>EnvironmentVariables</key>
      <dict>
          <key>PATH</key>
          <string>/usr/local/bin:/usr/bin:/bin</string>
          <key>MY_VAR</key>
          <string>my_value</string>
      </dict>

  10. WorkingDirectory

  • 描述: 指定进程的工作目录。
  • 类型: String
  • 示例: 
    <key>WorkingDirectory</key>
    <string>/usr/local/myapp</string>
  1. UserName
  • 描述: 指定进程应以哪个用户身份运行。这个选项通常用于系统范围内的 Launch Daemons。
  • 类型: String
  • 示例: 
    <key>UserName</key>
    <string>username</string>
  1. SessionCreate
  • 描述: 指定守护进程是否需要一个新的登录会话。这个选项适用于需要 GUI 环境的应用。
  • 类型: Boolean
  • 示例: 
    <key>SessionCreate</key>
    <true/>
  1. ThrottleInterval
  • 描述: 设置两个连续启动尝试之间的最短时间间隔（秒），防止进程频繁重启。
  • 类型: Integer
  • 示例: 
    <key>ThrottleInterval</key>
    <integer>60</integer>

完整示例

以下是一个完整的 Launch Agent plist 文件示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
    <key>Label</key>
    <string>com.example.myapp</string>


    <key>ProgramArguments</key>
    <array>
        <string>/usr/local/bin/myapp</string>
        <string>--option1</string>
        <string>value1</string>
    </array>


    <key>RunAtLoad</key>
    <true/>


    <key>KeepAlive</key>
    <true/>


    <key>StartInterval</key>
    <integer>600</integer>


    <key>StandardOutPath</key>
    <string>/var/log/myapp_stdout.log</string>


    <key>StandardErrorPath</key>
    <string>/var/log/myapp_stderr.log</string>
</dict>
</plist>

log

在 macOS 中，log 命令是一个强大的工具，用于查看、筛选、分析系统日志和诊断信息。它取代了早期的 syslog 和 asl 工具，提供了更丰富的功能和灵活性。以下是 log 命令的常用用法和一些示例。

基本用法

1. 查看实时日志

  • 查看系统的实时日志输出，可以使用以下命令：
    Terminal window
    log stream
  • 如果你只想查看特定的日志类别（如应用日志），可以使用：
    Terminal window
    log stream --predicate 'eventMessage contains "keyword"'
  • 示例：查看包含“error”的日志信息：
    Terminal window
    log stream --predicate 'eventMessage contains "error"'

2. 查看系统日志历史

  • 你可以查看过去的系统日志条目：
    Terminal window
    log show
  • 由于日志数量可能非常庞大，通常可以配合 --info 或 --debug 选项来精简输出，或者使用谓词筛选：
    Terminal window
    log show --predicate 'eventMessage contains "keyword"'
  • 示例：查看过去一小时内的所有错误日志：
    Terminal window
    log show --predicate 'eventMessage contains "error"' --info --start "$(date -v-1H +"%Y-%m-%d %H:%M:%S")"

3. 过滤特定进程的日志

  • 如果你只想查看某个进程的日志，可以使用 --predicate 选项筛选进程名称：
    Terminal window
    log show --predicate 'process == "process_name"'
  • 示例：查看 Safari 浏览器的日志：
    Terminal window
    log show --predicate 'process == "Safari"'

4. 查看崩溃日志

  • 查看系统崩溃相关的日志，可以筛选崩溃报告：
    Terminal window
    log show --predicate 'eventMessage contains "crash"' --info
  • 也可以直接查看崩溃日志的保存位置，如：
    Terminal window
    cat ~/Library/Logs/DiagnosticReports/

5. 导出日志

  • 如果需要将日志导出为文件，可以使用 --output 选项：
    Terminal window
    log show --predicate 'process == "process_name"' --output ~/Desktop/output.log

6. 统计日志事件

  • 你可以使用 log stats 命令来查看系统日志的统计信息：
    Terminal window
    log stats

常用选项总结

  • --predicate: 用于筛选日志的条件，可以基于进程名、事件消息内容、类别等。
  • --info / --debug: 控制日志详细程度，--info 会显示所有信息日志，--debug 会显示调试日志。
  • --start / --end: 指定日志显示的时间范围，使用 ISO 8601 格式的时间。
  • --style compact/json: 控制日志的输出格式，compact 更易读，json 适合进一步处理。
  • --output: 将日志导出到指定文件。

示例命令

  1. 实时查看指定关键字日志：

    Terminal window
    log stream --predicate 'eventMessage contains "network"'

  2. 查看特定时间段内的错误日志：

    Terminal window
    log show --predicate 'eventMessage contains "error"' --start "2024-08-09 09:00:00" --end "2024-08-09 10:00:00"

  3. 查看和保存某个进程的所有日志：

    Terminal window
    log show --predicate 'process == "MyApp"' --output ~/Desktop/myapp_log.log

plist文件

plist（Property List）文件是一种常见于 macOS 和 iOS 中的文件格式，用于存储结构化数据。plist 文件可以以 XML 或者二进制格式保存，其中 XML 格式更容易阅读和编辑。

XML 格式的 plist 文件结构

基本结构

一个典型的 XML 格式 plist 文件包含以下结构：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
    <!-- 在这里放置键值对 -->
</dict>
</plist>
  • <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>: 这是 XML 文件的声明，表示文件使用 XML 1.0 版本，并采用 UTF-8 编码。
  • <!DOCTYPE plist PUBLIC ...>: 这是文档类型声明 (DOCTYPE)，指定了 plist 文件的 DTD (Document Type Definition)，用于定义文件的合法结构。
  • <plist version="1.0">: 这是 plist 文件的根元素，必须包含在文件中，并且需要指定版本号。
  • <dict>: 这是字典 (Dictionary) 的元素，通常作为 plist 文件的主要结构，存储键值对。

常用数据类型

  1. 字典 (Dictionary)

    • 表示键值对的集合。每个键值对由 <key> 和对应的值（可以是任何支持的类型）组成。
    <dict>
        <key>ExampleKey</key>
        <string>ExampleValue</string>
    </dict>

  2. 数组 (Array)

    • 表示有序的值列表，每个值可以是任何支持的类型。
    <array>
        <string>Item1</string>
        <string>Item2</string>
    </array>

  3. 字符串 (String)

    • 表示文本字符串。
    <string>Hello, World!</string>

  4. 整数 (Integer)

    • 表示整数值。可以为十进制或十六进制。
    <integer>42</integer>

  5. 布尔值 (Boolean)

    • 表示布尔值，只有 <true/> 和 <false/> 两种形式。
    <true/>
    <false/>

  6. 日期 (Date)

    • 表示日期和时间。采用 ISO 8601 格式，通常为 YYYY-MM-DDTHH:MM:SSZ。
    <date>2024-08-09T10:45:00Z</date>

  7. 数据 (Data)

    • 表示二进制数据，以 Base64 编码表示。
    <data>
    SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==
    </data>

  8. 浮点数 (Real)

    • 表示浮点数值。
    <real>3.14</real>

示例 plist 文件

以下是一个简单的 plist 文件示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
    <key>Name</key>
    <string>John Doe</string>
    <key>Age</key>
    <integer>30</integer>
    <key>IsStudent</key>
    <true/>
    <key>Grades</key>
    <array>
        <integer>85</integer>
        <integer>90</integer>
        <integer>78</integer>
    </array>
    <key>Birthdate</key>
    <date>1994-07-15T00:00:00Z</date>
</dict>
</plist>

二进制格式

plist 文件也可以保存为二进制格式，二进制格式更加紧凑，适合在性能要求较高的场合使用。不过，二进制格式不容易直接阅读和编辑，因此通常会通过 macOS 的 plutil 工具将其转换为 XML 格式进行查看和编辑：

  • 将 plist 文件转换为 XML：

    Terminal window
    plutil -convert xml1 file.plist

  • 将 plist 文件转换为二进制：

    Terminal window
    plutil -convert binary1 file.plist