shell從入門到放棄(上)

廢話不多說，都在圖里了！

它雖然不是Unix/Linux系統內核的一部分，但它調用了系統核心的大部分功能來執行程序、建立文件并以并行的方式協調各個程序的運行。因此，對于用戶來說，shell是最重要的實用程序，深入了解和熟練掌握shell的特性極其使用方法，是用好Unix/Linux系統的關鍵。

Unix/Linux上常見的Shell腳本解釋器有bash、sh、csh、ksh等，習慣上把它們稱作一種Shell。我們常說有多少種Shell，其實說的是Shell腳本解釋器。

bash是Linux標準默認的shell，bash由Brian Fox和Chet Ramey共同完成，是Bourne Again Shell的縮寫，內部命令一共有40個。

Linux使用它作為默認的shell是因為它有諸如以下的特色：

可以使用類似DOS下面的doskey的功能，用方向鍵查閱和快速輸入并修改命令。

自動通過查找匹配的方式給出以某字符串開頭的命令。

包含了自身的幫助功能，你只要在提示符下面鍵入help就可以得到相關的幫助。

sh

sh 由Steve Bourne開發，是Bourne Shell的縮寫，sh是Unix標準默認的shell。

ash

ash shell 是由Kenneth Almquist編寫的，Linux中占用系統資源最少的一個小shell，它只包含24個內部命令，因而使用起來很不方便。

csh

csh 是Linux比較大的內核，它由以William Joy為代表的共計47位作者編成，共有52個內部命令。該shell其實是指向/bin/tcsh這樣的一個shell，也就是說，csh其實就是tcsh。

ksh

ksh 是Korn shell的縮寫，由Eric Gisin編寫，共有42條內部命令。該shell最大的優點是幾乎和商業發行版的ksh完全兼容，這樣就可以在不用花錢購買商業版本的情況下嘗試商業版本的性能了。

注意：bash是 Bourne Again Shell 的縮寫，是linux標準的默認shell ，它基于Bourne shell，吸收了C shell和Korn shell的一些特性。bash完全兼容sh，也就是說，用sh寫的腳本可以不加修改的在bash中執行。

編譯語言

很多傳統的程序設計語言，例如C、C++和Java，都是編譯型語言。這類語言需要預先將我們寫好的源代碼(source code)轉換成目標代碼(object code)，這個過程被稱作“編譯”。

運行程序時，直接讀取目標代碼(object code)。由于編譯后的目標代碼(object code)非常接近計算機底層，因此執行效率很高，這是編譯型語言的優點。

但是，由于編譯型語言多半運作于底層，所處理的是字節、整數、浮點數或是其他機器層級的對象，往往實現一個簡單的功能需要大量復雜的代碼。例如，在C++里，就很難進行“將一個目錄里所有的文件復制到另一個目錄中”之類的簡單操作。

解釋型語言

解釋型語言也被稱作“腳本語言”。執行這類程序時，解釋器(interpreter)需要讀取我們編寫的源代碼(source code)，并將其轉換成目標代碼(object code)，再由計算機運行。因為每次執行程序都多了編譯的過程，因此效率有所下降。

使用腳本編程語言的好處是，它們多半運行在比編譯型語言還高的層級，能夠輕易處理文件與目錄之類的對象；缺點是它們的效率通常不如編譯型語言。不過權衡之下，通常使用腳本編程還是值得的：花一個小時寫成的簡單腳本，同樣的功能用C或C++來編寫實現，可能需要兩天，而且一般來說，腳本執行的速度已經夠快了，快到足以讓人忽略它性能上的問題。腳本編程語言的例子有awk、Perl、Python、Ruby與Shell。

如何寫shell腳本：

    腳本文本的第一行，頂格：給出shebang，解釋器程序文件的路徑，用于指明解釋運行當前腳本代碼的解釋器；

    #!/bin/bash

    #!/bin/tcsh

    #!/usr/bin/python3

    #!/usr/bin/perl

可以使用文本編輯器：vi, vim, nano

shell腳本是什么？

    命令的堆積；

    但是很多不命令不具有冪等性，需要用程序邏輯來判斷運行條件是否滿足，以避免運行中產生錯誤；

運行腳本方法：

    (1) 賦予執行權限，并直接運行此程序文件；

        chmod +x  /PATH/TO/SCRIPT_FILE

            /PATH/TO/SCRIPT_FILE

    (2) 直接運行解釋器，以腳本文件為參數；

            bash  /PATH/TO/SCRIPT_FILE

腳本中的代碼：

    (1) #開頭的行會被解釋器忽略；

    (2) 空白行會被解釋器忽略；

第一個shell腳本，輸出hello，world

#!/bin/bash
#this is my first shell script
echo "hello,world!"

Shell支持自定義變量。

定義變量

定義變量時，變量名不加美元符號（$），如：

variableName="value"

注意，變量名和等號之間不能有空格，這可能和你熟悉的所有編程語言都不一樣。同時，變量名的命名須遵循如下規則：

• 首個字符必須為字母（a-z，A-Z）。

• 中間不能有空格，可以使用下劃線（_）。

• 不能使用標點符號。

• 不能使用bash里的關鍵字（可用help命令查看保留關鍵字）。

變量定義舉例：

myUrl="http://zhaoyongtao.blog.51cto.com/"
myNum=100

使用變量

使用一個定義過的變量，只要在變量名前面加美元符號（$）即可，如：

your_name="kim" 
echo $your_name 
echo ${your_name}

變量名外面的花括號是可選的，加不加都行，加花括號是為了幫助解釋器識別變量的邊界，比如下面這種情況：

fruit="apple"
echo "I like ${fruit}s"

如果不給fruit變量加花括號，寫成echo "I like  $fruit"，解釋器就會把$fruits當成一個變量（其值為空），代碼執行結果就不是我們期望的樣子了。

推薦給所有變量加上花括號，這是個好的編程習慣。

重新定義變量

已定義的變量，可以被重新定義，如：

myUrl="http://zhaoyongtao.blog.51cto.com"
echo ${myUrl}

myUrl="https://blog.51cto.com"
echo ${myUrl}

這樣寫是合法的，但注意，第二次賦值的時候不能寫 $myUrl="https://blog.51cto.com/"，使用變量的時候才加美元符（$）。

只讀變量

使用 readonly 命令可以將變量定義為只讀變量，只讀變量的值不能被改變。

下面的例子嘗試更改只讀變量，結果報錯：

#!/bin/bash

myUrl="http://zhaoyongtao.blog.51cto.com/"
readonly myUrl
myUrl="https://blog.51cto.com/"

運行腳本，結果如下：

/bin/sh: NAME: This variable is read only.

刪除變量

使用 unset 命令可以刪除變量。語法：

unset variable_name

變量被刪除后不能再次使用；unset 命令不能刪除只讀變量。

舉個例子：

#!/bin/sh

myUrl="http://zhaoyongtao.blog.51cto.com/"
unset myUrl
echo $myUrl

上面的腳本沒有任何輸出。

變量類型

運行shell時，會同時存在三種變量：

1) 局部變量

局部變量在腳本或命令中定義，僅在當前shell實例中有效，其他shell啟動的程序不能訪問局部變量。

2) 環境變量

所有的程序，包括shell啟動的程序，都能訪問環境變量，有些程序需要環境變量來保證其正常運行。必要的時候shell腳本也可以定義環境變量。

3) shell變量

shell變量是由shell程序設置的特殊變量。shell變量中有一部分是環境變量，有一部分是局部變量，這些變量保證了shell的正常運行

前面已經說到，變量名只能包含數字、字母和下劃線，因為某些包含其他字符的變量有特殊含義，這樣的變量被稱為特殊變量。

例如，$ 表示當前Shell進程的ID，即pid，看下面的代碼：

#!/bin/bash
#
echo $$

運行結果

12431

命令行參數

運行腳本時傳遞給腳本的參數稱為命令行參數。命令行參數用 $n 表示，例如，$1 表示第一個參數，$2 表示第二個參數，依次類推。

請看下面的腳本：

#!/bin/bash

echo "File Name: $0"
echo "First Parameter : $1"
echo "Second Parameter : $2"
echo "Quoted Values: $@"
echo "Quoted Values: $*"
echo "Total Number of Parameters : $#"

運行結果：

[root@MyServer test]# bash ./test.sh abc 123
File Name: ./test.sh
First Parameter : abc
Second Parameter : 123
Quoted Values: abc 123
Quoted Values: abc 123
Total Number of Parameters : 2

$* 和 $@ 的區別

$* 和 $@ 都表示傳遞給函數或腳本的所有參數，不被雙引號(" ")包含時，都以"$1" "$2" … "$n" 的形式輸出所有參數。

但是當它們被雙引號(" ")包含時，"$*" 會將所有的參數作為一個整體，以"$1 $2 … $n"的形式輸出所有參數；"$@" 會將各個參數分開，以"$1" "$2" … "$n" 的形式輸出所有參數。

下面的例子可以清楚的看到 $* 和 $@ 的區別：

#!/bin/bash
echo "\$*=" $*
echo "\"\$*\"=" "$*"

echo "\$@=" $@
echo "\"\$@\"=" "$@"

echo "print each param from \$*"
for var in $*
do
echo "$var"
done

echo "print each param from \$@"
for var in $@
do
echo "$var"
done

echo "print each param from \"\$*\""
for var in "$*"
do
echo "$var"
done


echo "print each param from \"\$@\""
for var in "$@"
do
echo "$var"
done

執行 ./test.sh "a" "b" "c" "d"，看到下面的結果：

[root@MyServer test]# bash ./test.sh "a" "b" "c" "d"
$*= a b c d
"$*"= a b c d
$@= a b c d
"$@"= a b c d
print each param from $*
a
b
c
d
print each param from $@
a
b
c
d
print each param from "$*"
a b c d
print each param from "$@"
a
b
c
d

退出狀態

$? 可以獲取上一個命令的退出狀態。所謂退出狀態，就是上一個命令執行后的返回結果。

退出狀態是一個數字，一般情況下，大部分命令執行成功會返回 0，失敗返回 1。

不過，也有一些命令返回其他值，表示不同類型的錯誤。

下面例子中，命令成功執行：

[root@MyServer test]# bash ./test.sh abc 123
File Name: ./test.sh
First Parameter : abc
Second Parameter : 123
Quoted Values: abc 123
Quoted Values: abc 123
Total Number of Parameters : 2

[root@MyServer test]# echo $?
0

轉義字符

如果表達式中包含特殊字符，Shell 將會進行替換。例如，在雙引號中使用變量就是一種替換，轉義字符也是一種替換。

舉個例子：

#!/bin/bash

a=10

echo -e "Value of a is $a \n"

運行結果：

Value of a is 10

這里 -e 表示對轉義字符進行替換。如果不使用 -e 選項，將會原樣輸出：

Value of a is 10\n

下面的轉義字符都可以用在 echo 中：

可以使用 echo 命令的 -E 選項禁止轉義，默認也是不轉義的；使用 -n 選項可以禁止插入換行符。

命令替換

命令替換是指Shell可以先執行命令，將輸出結果暫時保存，在適當的地方輸出。

命令替換的語法：

`command`

注意是反引號，不是單引號，這個鍵位于 Esc 鍵下方。

下面的例子中，將命令執行結果保存在變量中：

#!/bin/bash

DATE=`date`

echo "Date is $DATE"

USERS=`who | wc -l`

echo "Logged in user are $USERS"

UP=`date ; uptime`

echo "Uptime is $UP"

運行結果：

Date is Thu Jul  2 03:59:57 MST 2009
Logged in user are 1
Uptime is Thu Jul  2 03:59:57 MST 2009
03:59:57 up 20 days, 14:03,  1 user,  load avg: 0.13, 0.07, 0.15

變量替換

變量替換可以根據變量的狀態（是否為空、是否定義等）來改變它的值

可以使用的變量替換形式：

請看下面的例子：

#!/bin/bash

echo ${var:-"Variable is not set"}
echo "1 - Value of var is ${var}"

echo ${var:="Variable is not set"}
echo "2 - Value of var is ${var}"

unset var
echo ${var:+"This is default value"}
echo "3 - Value of var is $var"

var="Prefix"
echo ${var:+"This is default value"}
echo "4 - Value of var is $var"

echo ${var:?"Print this message"}
echo "5 - Value of var is ${var}"

運行結果：

Variable is not set

1 - Value of var is

Variable is not set

2 - Value of var is Variable is not set

3 - Value of var is

This is default value

4 - Value of var is Prefix

Prefix

5 - Value of var is Prefix