shell基础

1、shell介绍

shell 俗称叫做壳，计算机的壳层，和内核是相对的，用于和用户交互，接收用户指令，调用相应的程序。 

因此，把shell分为2大类

1.1、图形界面shell（Graphical User Interface shell 即 GUI shell）

也就是用户使用GUI和计算机核交互的shell，比如Windows下使用最广泛的Windows Explorer（Windows资源管理器），Linux下的X Window，以及各种更强大的CDE、GNOME、KDE、 XFCE。

他们都是GUI Shell。

1.2、命令行式shell（Command Line Interface shell ，即CLI shell）

也就是通过命令行和计算机交互的shell。 Windows NT 系统下有 cmd.exe（命令提示字符）和近年来微软大力推广的 Windows PowerShell。 Linux下有bash / sh / ksh / csh／zsh等 一般情况下，习惯把命令行shell（CLI shell）直接称做shell，以后，如果没有特别说明，shell就是指 CLI shell，后文也是主要讲Linux下的 CLI shell。

2、交互方式

根据交互方式的不一样，命令行式shell（CLI shell），又分为交互式shell和非交互式shell。

2.1、交互式shell

交互式模式就是shell等待你的输入，并且执行你提交的命令，然后马上给你反馈。这种也是我们大多数时候使用的。

2.2、非交互式shell

非交互式shell，就是把shell放在写在一个文件里面，执行的时候，不与用户交互，从前往后依次执行，执行到文件结尾时，shell也就终止了。

3、shell的种类

在Linux下 ，各种shell百花齐放，种类繁多，不同的shell，也有不同的优缺点。 我们要查看当前系统下支持的shell，可以读取/etc/shells文件。

3.1、bash

Bourne Again Shell 用来替代Bourne shell，也是目前大多数Linux系统默认的shell。

3.2、sh

Bourne Shell 是一个比较老的shell，目前已经被/bin/bash所取代，在很多linux系统上，sh已经是一个指向bash的链接了。 下面是CentOS release 6.5 的系统

3.3、csh／tcsh

C shell 使用的是“类C”语法,csh是具有C语言风格的一种shell，tcsh是增强版本的csh，目前csh已经很少使用了。

3.4、ksh

最早，bash交互体验很好，csh作为非交互式使用很爽，ksh就吸取了2者的优点。

3.5、zsh

zsh网上说的目前使用的人很少，但是感觉使用的人比较多。 zsh本身是不兼容bash的，但是他可以使用仿真模式（emulation mode）来模拟bash等，基本可以实现兼容。 在交互式的使用中，目前很多人都是zsh，因为zsh拥有很强大的提示和插件功能，炫酷吊炸天。推荐在终端的交互式使用中使用zsh，再安利一个插件Oh My Zsh 其实我个人的理解是，在终端中使用shell，基本上只是调用各种命令，比如：curl cat ls等等，基本不会使用到zsh的编程，所以终端中使用zsh是可以的。但是在写shell脚本的时候，需要考虑兼容性， 最主流的还是bash shell，所以，后文我们介绍的shell脚本也是bash shell的。

4、shell脚本

4.1、基础

#!/bin/bash
echo "Hello World !"

#!:是一个特殊的标记，表明使用啥解释器来执行，比如这里使用了：/bin/bash 来执行这个脚本。 #:只用一个#，就是注释 echo:输出 我们把上面的脚本保存成一个文件， 1.sh 后面的这个sh是shell脚本的扩展名。 然后要怎嚒来执行呢？执行一个shell脚本有很多种方式：

• sh 1.sh 这样可以直接执行这个1.sh
• 也可以直接 ./1.sh ，但是这种要注意，才编辑好的文件这样执行可能会报错

这个是因为没有这个脚本没有执行权限，运行 chmod a+x 1.sh 加上执行权限即可。 这里顺带说一下，为啥直接运行1.sh不行呢？因为他默认是去PATH里面找程序，当前目录，一般都不在PATH里面。所以直接运行1.sh就回报找不到文件。

• 还可以使用类似curl http://xxxxx.xxx/xxx.sh|sh 这样的方式，来执行远程的脚本

根据测试，#!/bin/bash 的标记，只是针对第二种方式 ./xxx.sh的方式有效。本文中代码，第一行均为这个标记，为了节约篇幅，已经省略.

执行并获取返回结果，有点类似JavaScript 的eval函数。

#!/bin/bash
dt=`date` #反引号内的字符串会当作shell执行 ，并且返回结果。
echo "dt=${dt}"

4.2、Shell 变量

shell的使用比较简单，就像这样，并且没有数据类型的概念，所有的变量都可以当成字符串来处理：

#!/bin/bash
myName="tom"
youName="cat"

不需要申明，直接写就可以了，但是有几个点需要特别注意：

• 等号两边不能有空格！！！特别要注意，非常容易写错
• 命名只能使用英文字母，数字和下划线，首个字符不能以数字开头。
• 中间不能有空格，可以使用下划线（_）。
• 不能使用标点符号。
• 不能使用bash里的关键字。

使用变量

ABC="tom"
echo $ABC #使用变量前面加$美元符号
echo "ABC=$ABC" #可以直接在字符串里面引用
echo "ABC=${ABC}" #但是建议把变量名字用{}包起来

只读变量

ABC="tom"
echo "ABC=${ABC}"
readOnly ABC #设置只读
ABC="CAT" #会报错，因为设置了只读，不能修改

删除变量

ABC="tom"
echo "ABC=${ABC}"
unset ABC #删除
echo "ABC=$ABC"  
echo "ABC=${ABC}" 

从这个例子当中，我们也发现，使用一个不存在的变量，shell不会报错，只是当作空来处理。

4.3、Shell 的字符串

使用字符串

NAME="tom"
A=my #你甚至可以不用引号，但是字符串当中不能有空格，这种方式也不推荐
B='my name is ${NAME}' #变量不会被解析
C="my name is ${NAME}" #变量会解析
echo $A
echo $B
echo $C

执行结果

我们可以发现，这个字符串的单双号和PHP的处理非常类似，单引号不解析变量，双引号可以解析变量。但是都可以处理转义符号。

A='my\nname\nis\ntom'
B="my\nname\nis\ntom"
echo $A
echo $B

执行结果

拼接字符串 其实shell拼接字符串，大概就是2种

• 一是直接在双引号内应用变量，类似模版字符串
• 二是直接把字符串写在一起，不需要类似Java链接字符串的“+” 和PHP链接字符串的“.”

NAME="TOM"
# 使用双引号拼接
echo "hello, "$NAME" !" #直接写在一起，没有字符串连接符
echo "hello, ${NAME} !" #填充模版
# 使用单引号拼接
echo 'hello, '$NAME' !' #直接写在一起，没有字符串连接符
echo 'hello, ${NAME} !' #上面已经提高过，单引号里面的变量是不会解析的

强大的字符串处理 shell中简单的处理字符串，可以直接使用各种标记，只是比较难记忆，要用的时候，可以查一下。

ABC="my name is tom,his name is cat"
echo "字符串长度=${#ABC}" # 取字符串长度
echo "截取=${ABC:11}" # 截取字符串， 从11开始到结束
echo "截取=${ABC:11:3}" # 截取字符串， 从11开始3个字符串
echo "默认值=${XXX-default}" #如果XXX不存在，默认值是default
echo "默认值=${XXX-$ABC}" #如果XXX不存在，默认值是变量ABC
echo "从开头删除最短匹配=${ABC#my}" # 从开头删除 my 匹配的最短字符串
echo "从开头删除最长匹配=${ABC##my*tom}" # 从开头删除 my 匹配的最长字符串
echo "从结尾删除最短匹配=${ABC%cat}" # 从结尾删除 cat 匹配的最短字符串
echo "从结尾删除最长匹配=${ABC%%,*t}" # 从结尾删除 ,*t 匹配的最长字符串
echo "替换第一个=${ABC/is/are}" #替换第一个is
echo "替换所有=${ABC//is/are}" #替换所有的is

运行结构

这里只是介绍了比较常用的一些字符串处理，实际shell支持的还有很多。

4.4、数组

Bash Shell 也是支持数组的，与绝大部分语言一样，数组下标从0开始。不过需要注意的是，它只支持一维数组。 定义一个数组，用小括号阔气来，当中用“空格”分割，就像下面这样：

array=("item0" "item1" "item2")

也可以根据下标来定义元素

array[0]="new_item0"
array[1]="new_item1"
array[2]="new_item2"
array[4]="new_item4" #数组下标可以是不连续的

读取数组元素，和变量类似

echo ${array[0]}
echo "array[0]=${array[0]}"

获取数组所有的元素

echo "数组的元素为: ${array[*]}"
echo "数组的元素为: ${array[@]}"

获取数组的长度

echo "数组的长度为: ${#array[*]}"
echo "数组的长度为: ${#array[@]}"

4.5、输入输出

4.5.1、echo

在上文中，其实我们已经到多次，就是：echo “字符串” 来输出，一个很简单的例子

echo "Hello world!"

如果当中包含特殊符号，可以使用转义等：

echo "Hello \nworld!"
echo "\"Hello\""
echo '"Hello"' #当然，也可以这样,单引号不转义，上文提到过
echo `date` #打印执行date的结果
echo -n "123" #加-n  表示不在末尾输出换行
echo "456"
echo -e "\a处理特殊符号" #-e 处理特殊符号

-n 让echo输出结束以后，在默认不输出换行符 -e 让echo处理特殊符号，比如：

符号	作用
\a	发出警告声
\b	删除前一个字符
\c	后不加上换行符号
\f	换行但光标仍旧停留在原来的位置
\n	换行且光标移至行首
\r	光标移至行首，但不换行
\t	插入tab

上面的特殊符号，写到mac的shell脚本里面要注意，执行的时候，要用bash执行才有效 ，sh无效。

当然，你也可以玩一点更有趣的，就是我们随时在终端中看到的五颜六色的文字：

echo -e "\033[31m 红色前景 \033[0m 缺省颜色" 
echo -e "\033[41m 红色背景 \033[0m 缺省颜色" 

其中 \033[是一个特殊标记，表示终端转义开始， 31m表示使用红色字体，你也可以使用其他颜色，[30-39]是前景颜色，[40-49]是背景颜色。 \033[0m回复到缺省设置 还可以有一些其他的动作

echo -e "\033[2J" #清除屏幕
echo -e "\033[0q" #关闭所有的键盘指示灯
echo -e "\033[1q" #设置"滚动锁定"指示灯(Scroll Lock)
echo -e "\033[2q" #设置"数值锁定"指示灯(Num Lock)
echo -e "\033[1m" #设置高亮度
echo -e "\033[4m" #下划线
echo -e "\033[7m" #反显
echo -e "\033[y;xH" #设置光标位置 

其他更多的特殊码请自行查询。

4.5.2、read

有输出，必然有输入，read命令接收标准输入的输入。

read name
echo "my name is ${name}"

可以使用-p给一个输入提示

read -p "please input your name:" name
echo "my name is ${name}"

如果没有指定输入的变量，会把输入放在环境标量REPLY中

read -p "please input your name:"
echo "my name is ${REPLY}"

计时输入，如果一段时间没有输入 ，就直接返回,使用-t 加时间

read -t 3 -p "please input your name in 3 senconds:" name

指定输入字符个数，使用-n ，后面的是输入字符个数

read -n 1 -p "Are you sure [Y/N]?" isYes

默读（输入不再监视器上显示），加一个-s参数。

read  -s  -p "Enter your password:" password

4.5.3、printf

echo已经比较强大，但是有的时候，我们需要用到字符串模版输出，printf就比较好用了，他类似C里面的printf程序。 语法是：printf format-string [arguments...] 比如我们要输出一个表格

printf "%-10s %-8s %-4s\n" 姓名 性别 体重kg  
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234 
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 杨过 男 48.6543 
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭芙 女 47.9876 

运行结果

%s %c %d %f都是格式替代符 %-10s 指一个宽度为10个字符（-表示左对齐，没有则表示右对齐），至少显示10字符宽度，如果不足则自动以空格填充，超过不限制。 %-4.2f 指格式化为小数，其中.2指保留2位小数。

4.5.4、重定向

大多数 UNIX 系统命令从你的终端接受输入并将所产生的输出发送回到您的终端。一个命令通常从一个叫标准输入的地方读取输入，默认情况下，这恰好是你的终端。同样，一个命令通常将其输出写入到标准输出，默认情况下，这也是你的终端。

命令	作用
command > file	将输出重定向到 file。
command < file	将输入重定向到 file。
command >> file	将输出以追加的方式重定向到 file。
n > file	将文件描述符为 n 的文件重定向到 file。
n >> file	将文件描述符为 n 的文件以追加的方式重定向到 file。
n >& m	将输出文件 m 和 n 合并。
n <& m	将输入文件 m 和 n 合并。
<< tag	将开始标记 tag 和结束标记 tag 之间的内容作为输入。

需要注意的是文件描述符 0 通常是标准输入（STDIN），1 是标准输出（STDOUT），2 是标准错误输出（STDERR）。

输出到文件

echo "test">text.txt #直接输出
echo "test">>text.txt #追加在text.txt后面

重定向输入

read a <

来个比较过分的

cat  < 1.sh > text.txt

把1.sh文件的内容出入到cat，然后cat在输出到text.txt中，相当于，把1.sh的内容输出到text.txt中了

还有一种用法，把标准错误直接输出到标准输出，并且输出到文件file

command > file 2>&1

/dev/null 文件 这个是一个特殊文件，他是一个黑洞，写入到它的内容都会被丢弃，如果我们不关心程序的输出，可以这样

command > /dev/null 2>&1

4.6、条件判断（if）

和其他语言一样，shell也有条件判断

单分支：

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
fi

双分支：

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
else
    command
fi

多分支：

if condition1
then
    command1
elif condition2 
then 
    command2
else
    commandN
fi

比如

if [ "2" == "2" ]; then # "2" 的2边都有空格，不能省略 ，写在一行，条件后面加一个分号
    echo "2==2"
else
    echo "2!=2"
fi

需要特别注意：[ "2" == "2" ] 其中的"=="两边都有空格，不能省略，否则结果不正确。 判断普通文件是否存在

if [ -f "1.sh" ]; then # 判断一个普通文件是否存在
    echo "1.sh 存在"
fi

判断目录是否存在

if [ -d "1.sh" ]; then # 判断一个目录是否存在
    echo "1.sh 存在"
fi

判断字符串长度为0

a=""
if [ -z $a ]; then
    echo "a为空"
fi

4.7、()、(())、[]、[[]]和{}

在shell中，有几个符号要非常注意，用的也比较多，不要搞混了，搞混了，逻辑运算很容易出错

4.7.1、单小括号()

• 命令组 括号中的命令将会新开一个子shell顺序执行，所以括号中的变量不能够被脚本余下的部分使用。括号中多个命令之间用分号隔开，最后一个命令可以没有分号，各命令和括号之间不必有空格。

  a="123"
  (echo "123";a="456";echo "a=$a")
  echo "a=$a
  

  

• 命令替换 发现了$(cmd)结构，便将$(cmd)中的cmd执行一次，得到其标准输出，再将此输出放到原来命令。

• 用于初始化数组 如：array=(a b c d)

4.7.2、双小括号(())

• 运算扩展，比如，你可以

  a=$((4+5)) 
  echo "a=$a"
  

• 做数值运算，重新定义变量

  a=5
  ((a++))
  echo "a=$a"
  

• 用于算术运算比较

  if ((1+1>1));then
    echo "1+1>1"
  fi
  

4.7.3、单中括号[]

• 用于字符串比较 需要注意，用于字符串比较，运算符只能是 ==和!=，需要注意，运算符号2边必须有空格，不然结果不正确！！！比如：

  if [ "2" == "2" ]; then # "2" 的2边都有空格，不能省略
    echo "2==2"
  else
    echo "2!=2"
  fi
  

• 用于整数比较 需要注意，整数比较，只能用-eq，-gt这种形式，不能直接使用大于(>)小于(<)符号。只能用于整形。

  if [ 2 -eq 2 ]; then
     echo "2==2"
  else
    echo "2!=2"
  fi
  

  符号表

  符号	运算
  -eq	等于
  -ne	不等于
  -gt	大于
  -ge	大于等于
  -lt	小于
  -le	小于等于

• 多个逻辑组合 -a 表示and 与运算 -o 表示or 或运算

  if [ "2" == "2" -a "1" == "1" ]; then #注意，在这里，不能是[ "2" == "2" ] -a [ "1" == "1" ] 会报错
    echo "ok"
  fi
  

4.7.4、双中括号[[]]

[[是 bash 程序语言的关键字。并不是一个命令，[[ ]] 结构比[ ]结构更加通用。

• 字符串匹配时甚至支持简单的正则表达式

  if [[ "123" == 12* ]]; then #右边是正则不需要引号
    echo "ok"
  fi
  

• 支持对数字的判断，是支持浮点型的，并且可以直接使用<、>、==、!=符号

  if [[  2.1 > 1.1 ]]; then
    echo "ok"
  fi
  

• 多个逻辑判断 可以直接使用&&、||做逻辑运算，并且可以在多个[[]]之间进行运算

  if [[  1.1 > 1.1 ]] || [[ 1.1 == 1.1 ]]; then
    echo "ok"
  fi
  

4.7.5、大括号{}

• 统配扩展

  touch file_{1..5}.txt #创建new_1.txt	new_2.txt	new_3.txt	new_4.txt	new_5.txt  5个文件
  

4.8、循环

4.8.1、for循环

语法格式为：

for a in "item1" "item2" "item3"
do
    echo $a
done

#遍历字符串
list="rootfs usr data data2"
for i in $list;
do
    echo $i
done

#遍历数组
array=("item0" "item1" "item2")
for item in ${array[*]}
do
    echo "item: $item"
done

输出当前目录下 .sh结尾的文件

for a in `ls ./`
do
    if [[ $a == *.sh ]]
  then
        echo $a
  fi
done

4.8.2、while循环

语法

while condition
do
    command
done

我们要输出1-10000

int=1;
while(($int<=10000))
do
    echo $int
    ((int++))
done

4.8.3、until循环

语法

until condition
do
    command
done

用法类似，这里不再赘述。 循环中 continue命令与break作用和其他语言中类似。

4.9、case

case和其他语言switch类型，多分支，选择一个匹配。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至 ;;，有点类型Java的break。如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。

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

4.10、函数

shell也可以用户定义函数，然后在shell脚本中可以随便调用。 注意：所有函数在使用前必须定义。这意味着必须将函数放在脚本开始部分，直至shell解释器首次发现它时，才可以使用。调用函数仅使用其函数名即可。 语法格式如下：

[function] funname()
{

    cmd....
    [return int]
}

一个最简单的函数

Line(){
  echo "--------分割线--------"
}
echo "123"
Line
echo "456"

在Shell中，调用函数时可以向其传递参数。 在函数体内部，通过 $n 的形式来获取参数的值，例如，$1表示第一个参数，$2表示第二个参数... 调用的时候 ，函数名，参数直接用空格分割开。 带参数的函数示例：

out(){
    echo "1-->$1"
    echo "2-->$2"
}
out 1 2 #调用的之后

还有一些其他的特殊符号需要注意

符号	作用
$#	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。

所以我们可以写一个代码参数，返回值的函数

out(){
    echo "全部参数$*"
    for item in $*
    do
        echo "$item"
    done
    return $# #这类返回参数个数，返回值必须是整数
}
out this is perfect
echo "函数返回值:$?"

4.11、shell传递参数

我们可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为：$n。n 代表一个数字，1 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数，以此类推…… 除了参数可以使用特殊符号，也可以使用上文中函数所使用的特殊符号，这里不再赘述

echo "执行的文件名：$0";
echo "全部参数:$*"
echo "参数个数:$#"
echo "第一个参数为：$1";
echo "第二个参数为：$2";
echo "第三个参数为：$3";

5、其他实用技巧

shell脚本，他本身的功能并不强大，强大的是他可以调用其他程序，而在Linux下，系统自带的就有非常多的强大工具可以调用。

5.1、后台执行

后台执行一个脚本只需要在后面加上&符号即可，我们先用之前学习的，写一个脚本，1s输出一个数字

#!/bin/bash
int=1
while :
do
    echo $int
    ((int++))
    sleep 1s #睡眠一秒
done

我们执行sh d.sh & 我们发现，的确会后台输出，但是会输出到当前控制台，我们可以用之前学的重定向，把输出重定向到文件

sh d.sh > out.log 2>&1 &

这样就把输出和错误重新定向到out.log文件了 但是，我们发现，关闭终端以后，文件就不输出了。 当我们端口连接远程主机的session或者关闭当前终端的时候， 会产生一个SIGHUP信号 ，导致程序退出，我们可以使用nuhup来忽略这个信号 ，达到真正的后台。

nuhup sh d.sh > out.log 2>&1 &

这样启动程序，就可以打到真正后台运行了。 那么问题来了，我们验证程序在后台运行呢？要怎嚒结束后台程序呢？请继续看。

5.2、cat

在本文中，我们已经多次用到cat，他的作用就是读取文件输出到标准输出上，也就是我们的终端。 语法是：

cat [option] file

我们也可以使用：cat -n file ,来输出行号。

5.2、tail

类似上面的例子，我们要验证程序是不是在后台，每一秒输出一个数字到文件，使用cat读取，需要不断的多次查看，一次cat只能输出一次。 tail非常适合查看这种日志类文件，他的作用是读取文件末尾几行输出到标准输出上。 tail out.log 默认显示10行，可以使用参数-n指定行数 tail -20 out.log 显示文件末尾20行 tail -f out.log 持续监控文件out.log，如果有变化，他会试试的显示在我们的屏幕上面。

5.3、ps

ps，查询进程 这个命令参数比较多，列举几个比较常用的

参数	作用
a	显示终端上的所有进程，包括其他用户的进程。
u	显示面向用户的格式信息。
x	显示没有控制终端的进程。

一般查询，使用 ps aux就可以了，查询出来比较多，可以筛选一下。 这里我们使用 ps u 就可以查询出我们刚才开启的后台进程了。

我们看到我们刚才启动的程序PID为7523， 使用kill命令就可以杀死他了

5.4、kill

kill命令比较简单，就是根据PID结束一个程序，比如我们已经查询到，我们开的后台进行是7523，要结束他可以使用： kill 7523 以上是常用用法，其实kill是给程序发送一个信号，上面的程序给会程序发送一个SIGTERM信号，程序收到这个信号，完成资源的释放，就退出了。 但是也有程序不听话，收到信号就是不退出，这个时候，就要强制他退出，使用9号命令（SIGKILL），强制杀死他。 简单的说 kill PID 是告诉程序，你应该退出了，请自己退出。 kill -9 PID ，是直接告诉程序，你被终结了，这个命令信号，不能被抓取或者忽略。

6、总结

• shell使用的比较少，但是特别强大；
• shell对语法比较敏感，并且应为解释器很多，每个解释器语法标准也可能不完全一致；
• 使用到的编号、编码、参数特别多，并且都是简写，很多记不住。其实不用死记硬背，记住有这个功能就可以了，需要用到的时候再查询。