bash Shell 总结《一》

从解决问题开始(1)：

1. 计算文件unix 中单词UNIX,Ritchie,Thompson 出现的次数

2. 计算文件unix 中所有单词出现的次数

3. 写成一个脚本（有什么好处？可重用，可调整参数，封装起来方便使用）

4. 给脚本添加选项和参数（忽略大小写，排序）

5. 把脚本放到适当位置，使系统上所有用户都可以使用 （PATH 变量）

6. 添加命令別名，方便调用 (alias)

1. shell 是什么，它能做什么

shell 是一个程序，在文件系统里的位置一般是 /bin/bash，shell 程序与其它程序一样都是程序，不同的是它的功能，它的功能是管理別的程序。wget 可以下载文件，vim 可以编辑文件，useradd 可以创建用户，而shell 可以管理这些完成具体任务的应用程序。

用户不会直接使用操作系统，用户使用的是应用程序，用户通过应用程序间接地使用操作系统（内核）来完成具体的任务。shell 就好像内核外面的一层壳 (英文叫做shell)，用户通过这层壳来和内核交互，管理各种应用程序。

shell 是用户和内核交互的一种渠道，此外它还有一个突出的特征就是能够组合各种各样的应用程序，完成复杂强大的功能，仿佛“胶水”一样。

2. shell 脚本是什么

shell 脚本是一种程序，这种程序由shell 程序解释执行，有別於需要编译才能执行的二进制程序。shell 程序（就是shell 解释器）是二进制程序，shell 脚本是文本文件。与shell 脚本类似的程序有Python 脚本，PHP 脚本等。这些所谓的“脚本”都有共同的地方，它们都是按照解释器（通常是二进制程序）的语法编写的文本文件。

3. 除了bash shell，还有別的吗？

第一个UNIX shell，osh,叫做V6 shell，Ken Thompson 写的，缺少脚本功能，它的目的是做命令行解释，就是启动程序，观察结果。

1977,Bourne shell,能用于命令行解释和脚本之中，提供了流程控制，循环，变量等功能。Bourne shell 是shell 发展史上一个标记性的成果，后续许多的shell 皆衍生它。

C shell,语法像C 语言，它引入了命令历史的功能。

Korn shell，向后兼容Bourne shell，支持小数计算。

Bourne-Again shell,就是bash，是一个GNU 项目，向后兼容Bourne shell，许多Bourne shell 的脚本可以不经修改就直接用bash 来执行。

4. shell 脚本的结构和运行方式

结构：

1. 首行

2. 代码

3. 注释

运行方式：

1. 直接运行解释器，以脚本为参数。

2. 给脚本添加执行权限，直接执行脚本本身。

man bash

1. shell 的工作原理 (1)

内核 <---> shell <---> 用户

父进程 fork --> wait

子进程 exec --> exit

相关man文档:

fork(2)

clone(2)

execve(2)

exit_group(2)

exit4(2)

strace(1) -->strace -e

2. shell 语法 (2)

1. 简单命令 (kw: Simple Commands)

基本形式：command [arg]...

范例：

cd

ls -l

cp /data/log /backup/log

2. 管道 (kw: Pipelines)

基本形式：cmd1 | cmd2 | cmd3 -->管道+小命令=复杂命令

左边命令的标准输出作为右边命令的标准输入

用|&代替|,可以把标准错误也一起传给右边

管道中的每一个命令都在子进程中执行

管道中的命令同时运行

管道的返回状态是管道最右边的命令的返回状态

范例：

ls /students|wc -l

ip a| grep -w inet

3. 列表 (kw: Lists)

一系列的管道就是列表

列表中用于分割管道的符合有：

;: 命令按顺序从左到右执行

&: 命令同时执行

&&: 左边成功才执行右边

||: 左边失败才执行右边

列表的结尾可以有; &,如果是&，则最右边的管道放在后台执行

4. 复合命令 (kw: Compound Commands)

(list) 列表作为一个整体在子进程中执行

{ list; } 列表作为一个整体在当前进程中执行

((expression)) 算术运算

((n++))

((total=$first + $last))

[[ expression ]] 当表达式为真时，返回0，否则返回非0,支持正则

if,case,for,while 这些都是shell的流程控制指令

3. 引用 (1),(kw: QUOTING)

shell 中的引用符号用于去除特殊字符的特殊意义

1. 双引号 不能转义 $

2. 单引号 转义所有的符合，除了'本身

3. 反斜杠 单个字符

4. 参数 (2),(kw: PARAMETERS)

Shell 参数是存放“值”的“东西”，它可以是一个名字，一个数字，或者是一些特殊符号。

1. 变量

2. 位置参数 (kw: Positional Parameters)

3. 特殊参数 (kw: Special Parameters)

$*: 所有位置参数合并成的一个字符串

$@: 所有位置参数，如果放在双引号里面，则保存参数的边界

4. shell 内置变量 (kw: Shell Variables)

5. 阵列 (kw: Arrays)

a=(e1 e2 e3)

declare -A a

a[x]=1

a[y]=2

${name[0]} <-- 获取第0个元素

${#name[*]} <-- 阵列的长度

${!name[*]} <-- 阵列的keys

${name[*]} <-- 阵列的values

unset name <-- 删除整个阵列

unset name[0] <-- 删除阵列中的一个元素

5. 展开 (2),(kw: EXPANSION)

shell 在执行命令之前，会对读到的命令行字符串做一系列的展开操作，常见的展开操作有：

1. 大括号展开 (kw: Brace Expansion)

{1..10},{1..10..2},{a..z}

d{1,2,3} -> d1 d2 d3

$ cp -v /tmp/a/b/c/deep{,2}

‘/tmp/a/b/c/deep’ -> ‘/tmp/a/b/c/deep2’

2. 波浪号展开 (kw: Tilde Expansion)

~: 当前用户的家目录

~user：指定用户的家目录

~+: 当前工作目录

~-: 上一个工作目录

3. 参数展开 (kw: Parameter Expansion)

$,${name}

${name:-default} <-- 默认值

${name:offset} <-- 截取字符串

${name:offset:length} <-- 截取一定长度的字符串

${#name} <-- 计算字符串长度

${name#word} <-- 删除字符串头部

${name%word} <-- 删除字符串尾部

${name/pattern/string} <-- 字符串替换

${name^pattern} <-- 转换成大写

${name,pattern} <-- 转换成小写

4. 命令替换 (kw: Command Substitution)

$(cmd list) <-- 当前应该使用这个

`cmd list` <-- 过时语法

5. 算术展开 (kw: Arithmetic Expansion)

$((expression)) <-- 当前应该使用这个

$[expression] <-- 过时语法

6. 进程替换 (kw: Process Substitution)

<(cmd list)

>(cmd list)

7. 路径名展开 (kw: Pathname Expansion)

*,?,[]

能展开则展开，不能展开则保持原样

6. 重定向 (1.5),(kw: REDIRECTION)

在一个命令执行之前，它的输入和输出可能被shell重定向，重定向操作有以下功能：

重定向输入 (kw: Redirecting Input,Here Documents,Here Strings)

wc -l < file

cmd <<EOF

..

EOF

cmd <<< "string"

重定向输出 (kw: Redirecting Output)

复制文件描述符 (kw: Duplicating File Descriptors)

exec 4>&3 <-- 把3 复制成4

移动文件描述符 (kw: Moving File Descriptors)

exec 4>&3- <-- 把3 移动到4

关闭文件描述符

exec 3>&- <-- 关闭3

以读写方式打开文件描述符 (kw: Opening File Descriptors for Reading and Writing)

exec 3<>file <-- 以读写形式打开

0 stdin

1 stdout

2 stderr

7. 算术运算 (0.5)

bash shell 支持整数算术运算

1. ((expression)) (kw: ARITHMETIC EVALUATION)

2. $((expression)) (kw: Arithmetic Expansion)

3. 小数运算

bc,python,awk

8. 简单命令的展开 (0.5),(kw: SIMPLE COMMAND EXPANSION)

shell 执行简单命令时，在实际执行之前，会做以下操作：

1. 取出变量赋值和重定向部分

2. 对余下部分做展开操作

3. 执行重定向操作

4. 执行变量赋值操作

简单命令展开完后，如果展开的结果中有命令名，则流程去到“命令的执行”阶段。

9. 命令的执行 (1),(kw: COMMAND EXECUTION)

1. 如果命令名不包含斜杠，就按顺序搜索命令：

1. 函数

2. 内部命令

3. 搜索PATH 中的目录

2. 如果搜索成功，或者命令名包含了斜杠，则开始执行。

3. 如果搜索失败，或者程序文件不存在，则返回127。

10. 命令的执行环境 (0.5),(kw: COMMAND EXECUTION ENVIRONMENT)

1. 打开的文件

2. 当前工作目录

3. umask

4. 信号trap -->进程通讯

5. shell 变量

6. shell 函数

7. shell 的功能选项(set,shopt) set -o vim/emacs

8. shell 別名

9. 各种进程ID ($$,$PPID)

11. 环境变量 (0.5),(kw: ENVIRONMENT)

当一个命令被执行的时候，会有一个字符串阵列（列表）传给它，这个阵列叫做“环境”，也叫“环境变量”。

shell 的环境变量可以传给子进程。设置shell 的环境变量的命令：

1. export

export time <-- 把time 设置成环境变量

export -n time <-- 使time 编程非环境变量

2. declare

declare -x time <-- 把time 设置成环境变量

declare +x time <-- 使time 编程非环境变量

12. shell 的内部命令 (4.5),(kw: SHELL BUILTIN COMMANDS)

shell的内部命令默认在当前进程执行，常用的有

01. : 空命令

02. .,source

点命令(source)把文件里面的代码读到“当前进程”中执行。

03. break,continue

break <-- 结束整个循环

continue <-- 结束当前循环，进入下一轮循环

04. cd,pwd

cd <-- 必须是内部命令

05. declare,export,readonly,local

06. set,unset,shopt -》set改变shell的开关

07. echo,read,printf

08. exec

09. exit,return

10. kill,trap

11. shift

12. test,[

13. wait

（编辑：李大同）

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