Shell基础快速入门 了解shell运行原理

Posted 2020-11-10 gavinpan

Shell简介

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。

Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。

Shell运行原理

Linux严格意义上是一个操作系统，我们称为核心，但我们一般的用户是不能直接使用核心的，而是通过外壳程序。也就是shell，对比Windows，图形界面就是外壳程序。shell的简单定义就是命令行解释器，功能是将使用者的命令翻译给核心处理，同时将核心处理的结果翻译给使用者。可以看出shell主要是对我们的指令进行解析，解析指令给Linux内核。反馈结果在通过内核运行出结果，通过shell解析给用户。

shell在解释命令的时候并不是自己亲自执行，而是派生子进程让子进程去完成这项工作，这样的好处是把风险交给别人，当指令的执行出现问题时不会影响到shell（影响到其他指令的执行）。shell不可以挂，shell 一旦挂就没有什么可以解释命令了。对我们而言shell为了保证自己风险最低，通过创建子进程进行命令行的解释工作。而shell自己只要去等就可以了。

Shell 脚本

Shell 脚本（shell script），是一种为 shell 编写的脚本程序。 业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本，但读者朋友要知道，shell 和 shell script 是两个不同的概念。

Shell脚本解释器

Linux的Shell脚本解释器种类众多，一个系统可以存在多个shell脚本解释器，可以通过cat /etc/shells 命令查看系统中安装的shell脚本解释器。

/bin/sh

/bin/bash

/bin/rbash

bash由于易用和免费，在日常工作中被广泛使用。同时，Bash也是大多数Linux系统默认的Shell脚本解释器。

shell脚本头,#!/bin/sh与#!/bin/bash的区别.

GNU/Linux操作系统中的/bin/sh本是bash (Bourne-Again Shell)的符号链接，但鉴于bash过于复杂，有人把bash从NetBSD移植到Linux并更名为dash Debian Almquist Shell)，并建议将/bin/sh指向它（软链），以获得更快的脚本执行速度。Dash Shell 比Bash Shell小的多，符合POSIX标准。

sh一般设成bash的软链
在一般的linux系统当中（如redhat），使用sh调用执行脚本相当于打开了bash的POSIX标准模式
也就是说 /bin/sh 相当于 /bin/bash --posix
sh跟bash的区别，实际上就是bash有没有开启posix模式的区别

第一个shell脚本

新建一个文件 test.sh，扩展名为 sh（sh代表shell），扩展名并不影响脚本执行，见名知意就好。

运行 Shell 脚本有两种方法：

1、作为可执行程序

cd 到相应目录：

chmod +x ./test.sh #使脚本具有执行权限 ./test.sh #执行脚本

注意，一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh，运行其它二进制的程序也一样，直接写 test.sh，linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 test.sh 的，而只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里，你的当前目录通常不在 PATH 里，所以写成 test.sh 是会找不到命令的，要用 ./test.sh 告诉系统说，就在当前目录找。

2、作为解释器参数

这种运行方式是，直接运行解释器，其参数就是 shell 脚本的文件名，如：

/bin/sh test.sh

Shell变量

语法规则：变量名=变量值 my_name="Gavin Pan"

注意，变量名和等号之间不能有空格，这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。同时，变量名的命名规则与其他语言差不多，不能使用bash里的关键字（可用help命令查看保留关键字）。

1.变量类型

局部变量：局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前shell实例中有效，其他shell启动的程序不能访问局部变量。

环境变量：所有的程序，包括shell启动的程序，都能访问环境变量，有些程 序需要环境变量来保证其正常运行。可以用过set命令查看当前环境变量。

shell变量：由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了shell 的正常运行。

2.定义变量

my_name="Gavin Pan"

3.引用变量

echo $my_name
echo ${my_name}
#引用一个定义过的变量，只要在变量名前面加$即可，变量名外面的花括号是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界。

4.重新定义变量

my_name = "Gavin"

my_name="Gavin Pan"

5.只读变量

使用readonly 命令将变量变成只读变量

my_name = "Gavin"
readonly my_name
my_name="Gavin Pan"

6.删除变量

my_name="Gavin"
unset my_name
echo $my_name

使用unset命令可以删除变量，变量被删除后不能再次使用，同时unset命令不能删除只读变量。

Shell字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。单双引号的区别跟php类似。

str1=‘hello Gavin‘
str2="hello Gavin"
str3="hello "$my_name"
echo str1 #hello Gavin
echo str2 #hello Gavin
echo str3 #hello "Gavin Pan"

双引号的优点：可以有变量，可以转义字符。

字符串相关操作

#拼接字符串
a="a"
b="b"
c=$a$b 或者 c="$a $b"
获取字符串长度
str="abcdefg"
echo ${#str} #output 7
提取字符串
echo ${str:1:3} #output bcd
以上例子表示从字符串的第二个数字往后截取3个字符
查找字符串
echo `expr index "$str" cb` #output 2
注意： 以上脚本中 ` 是反引号，而不是单引号 ‘，不要看错了哦。
查找字符 c 或 b 的位置(哪个字母先出现就计算哪个)

shell 数组

在 Shell 中，用括号来表示数组，数组元素用"空格"符号分割开。定义数组的一般形式为： 数组名=(值1 值2 ... 值n) 例如：

array_name=(value0 value1 value2 value3)
或者
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)
还可以单独定义数组的各个分量：
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen

可以不使用连续的下标，而且下标的范围没有限制。 读取数组 读取数组元素值的一般格式是： ${数组名[下标]} 例如：

valuen=${array_name[n]}
使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素，例如：
echo ${array_name[@]}
获取数组的长度
获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：
取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
或者
length=${#array_name[*]}
取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}

shell参数传递

echo "Shell 传递参数实例！";
echo "执行的文件名：$0";
echo "第一个参数为：$1";
echo "第二个参数为：$2";
echo "第三个参数为：$3";
执行结果如下
$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh 1 2 3
Shell 传递参数实例！
执行的文件名：./test.sh
第一个参数为：1
第二个参数为：2
第三个参数为：3

shell特殊字符

$# 传递到脚本的参数个数 $* 以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数 $$ 脚本运行的当前进程ID号 $! 后台运行的最后一个进程的ID号 $@ 与$*相同，但是使用时加引号，并在引号中返回每个参数 $? 显示最后命令的退出状态。0表示没有错误，其他任何值表明有错误

$*和$@区别： 相同点：都表示传递给脚本的所有参数。 不同点：不被” “包含时，$和$@都以$1 $2… $n 的形式组成参数列表。 被” “包含时，”$” 会将所有的参数作为一个整体，以”$1 $2 … $n” 的形式组成一个整串;”$@” 会将各个参数分开，以”$1” “$2” … “$n” 的 形式组成一个参数列表。

shell 基本运算符

算数运算符

原生bash不支持简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 awk 和 expr，expr 最常用。

expr 是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作。

a=1
b=2
val=`expr $a + $b`

需要注意的是运算符左右要有空格，特殊记住乘号前面要叫,其他的没什么区别。

关系运算符

关系运算符只支持数字，不支持字符串，除非字符串的值是数字。

-eq 检测两个数是否相等，相等返回 true。 [ $a -eq $b ] 返回 false。 -ne 检测两个数是否不相等，不相等返回 true。 [ $a -ne $b ] 返回 true。 -gt 检测左边的数是否大于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -gt $b ] 返回 false。 -lt 检测左边的数是否小于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -lt $b ] 返回 true。 -ge 检测左边的数是否大于等于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -ge $b ] 返回 false。 -le 检测左边的数是否小于等于右边的，如果是，则返回 true。 [ $a -le $b ] 返回 true。

布尔运算符

! 非运算，表达式为 true 则返回 false，否则返回 true。 [ ! false ] 返回 true。 -o 或运算，有一个表达式为 true 则返回 true。 [ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。 -a 与运算，两个表达式都为 true 才返回 true。 [ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

逻辑运算符

&& 逻辑的 AND [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false || 逻辑的 OR [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

字符串运算符

= 检测两个字符串是否相等，相等返回 true。 [ $a = $b ] 返回 false。 != 检测两个字符串是否相等，不相等返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true。 -z 检测字符串长度是否为0，为0返回 true。 [ -z $a ] 返回 false。 -n 检测字符串长度是否为0，不为0返回 true。 [ -n "$a" ] 返回 true。 $ 检测字符串是否为空，不为空返回 true。 [ $a ] 返回 true。

a="abc"
b="efg"

if [ $a = $b ]
then
   echo "$a = $b : a 等于 b"
else
   echo "$a = $b: a 不等于 b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a != $b: a 等于 b"
fi
if [ -z $a ]
then
   echo "-z $a : 字符串长度为 0"
else
   echo "-z $a : 字符串长度不为 0"
fi
if [ -n "$a" ]
then
   echo "-n $a : 字符串长度不为 0"
else
   echo "-n $a : 字符串长度为 0"
fi
if [ $a ]
then
   echo "$a : 字符串不为空"
else
   echo "$a : 字符串为空"
fi

执行脚本，输出结果如下所示：

abc = efg: a 不等于 b
abc != efg : a 不等于 b
-z abc : 字符串长度不为 0
-n abc : 字符串长度不为 0
abc : 字符串不为空

文件测试运算符

-b file 检测文件是否是块设备文件，如果是，则返回 true。 [ -b $file ] 返回 false。 -c file 检测文件是否是字符设备文件，如果是，则返回 true。 [ -c $file ] 返回 false。 -d file 检测文件是否是目录，如果是，则返回 true。 [ -d $file ] 返回 false。 -f file 检测文件是否是普通文件（既不是目录，也不是设备文件），如果是，则返回 true。 [ -f $file ] 返回 true。 -g file 检测文件是否设置了 SGID 位，如果是，则返回 true。 [ -g $file ] 返回 false。 -k file 检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit)，如果是，则返回 true。 [ -k $file ] 返回 false。 -p file 检测文件是否是有名管道，如果是，则返回 true。 [ -p $file ] 返回 false。 -u file 检测文件是否设置了 SUID 位，如果是，则返回 true。 [ -u $file ] 返回 false。 -r file 检测文件是否可读，如果是，则返回 true。 [ -r $file ] 返回 true。 -w file 检测文件是否可写，如果是，则返回 true。 [ -w $file ] 返回 true。 -x file 检测文件是否可执行，如果是，则返回 true。 [ -x $file ] 返回 true。 -s file 检测文件是否为空（文件大小是否大于0），不为空返回 true。 [ -s $file ] 返回 true。 -e file 检测文件（包括目录）是否存在，如果是，则返回 true。 [ -e $file ] 返回 true。

file="/test.sh"
if [ -r $file ]

shell 流程控制

if condition
then
	command
fi

if condition
then
command
else
commandN
fi

if condition
then
command
elif confition2
then
command2
else
cpmmandN
fi

for loop in 1 2 3 4 5
do
echo $loop
done

while condition
do
command
done

until condition
do
command
done
与while正好相反

echo ‘输入 1 到 4 之间的数字:‘
echo ‘你输入的数字为:‘
read aNum
case $aNum in
    1)  echo ‘你选择了 1‘
    ;;
    2)  echo ‘你选择了 2‘
    ;;
    3)  echo ‘你选择了 3‘
    ;;
    4)  echo ‘你选择了 4‘
    ;;
    *)  echo ‘你没有输入 1 到 4 之间的数字‘
    ;;
esac