shell脚本编程初识—解释器原理

一. 初识shell脚本

1. 重识shell

（1）shell是一个用C语言编写的程序，它是与Linux内核沟通的桥梁。shell即是一种命令语言，也是一种程序化语言。
（2）shell是指一种应用程序，是一种与内核沟通的外壳应用程序，shell有时提供一个界面，用户通过界面访问操作系统内核服务。
（3）shell可以看作是和Linux内核沟通的媒婆，而bash则是媒婆中的王婆（媒婆的一个特定人物）。

2. 初识shell脚本语言

shell脚本语言

（1）shell脚本（shell script），是一种为shell编写的脚本程序。
（2）业界所说的shell通常指shell脚本。所说的shell编程，通常是指shell脚本编程，并不是指开发shell本身。

shell开发环境

（1）shell脚本的编程和Java，PHP等语言类似，只需要编写代码的文本编辑器和解释代码的解释器就可以了。
（2）Linux 的 Shell 解释器种类众多，常见的有： Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）、 Bourne Again Shell（/bin/bash）、 C Shell（/usr/bin/csh）、 K Shell（/usr/bin/ksh）、 Shell for Root（/sbin/sh）等。
（3）我们通常用的解释器为bash，即 Bourne Again Shell（/bin/bash）。

shell脚本语言的特点

（1）解释非编译型——即利用解释器解释代码，而不编译。
（2）弱类型——即对于变量不区分变量类型，统一当成字符串看待。
（3）执行模式——交互式（命令行命令）和批处理式（shell脚本）。

3. 编写简单的shell脚本语言及认识解释器原理

一个简单的shell脚本语言

 #!/bin/bash
echo "hello world!" 

对于上述代码：
（1）#！表示shabang，后面跟解释器。告诉系统这个程序用什么解释器解释。
（2）echo用于向窗口输出文本。

执行方式

（1）作为可执行程序

 # chmod +x test.sh
 # ./test.sh 
 hello world!

执行原理：第一条命令是为程序加上可执行权限；
第二条命令是运行可执行程序，注意必须加上./（当前目录下的程序），否则系统会找不到程序的所在位置。
（2）作为解释器参数

 #/bin/bash test.sh
  hello world!

执行原理：直接运行解释器，其参数就是shell脚本的文件名，此时不需要在shell脚本中写第一行的解释器种类，写了也没用。

注：shell脚本中用#作为注释符号，与C/C++的//的作用相同。但是第一行的#不表示以上意思，表示shabang。

（2） shell解释器原理

对于第一种可执行方式：
正常情况下：shell会fork创建子进程，并调用exec执行 ./test.sh这个程序，exec系统调用应该把子进程的代码段替换成./test.sh的代码段，并从它的_start开始执行。
但是./test.sh作为文本程序，没有_start函数。但是exec有另外一种机制，如果要执行的是一个文本文件，并且第一行有shabang指明了解释器，则用解释器代码段替换当前进程。并且从解释器的 _start函数开始执行。而这个文本文件被当作命令行参数传递给解释器，解释器对文本文件进行解析。

（3）利用解释器原理解释程序

# cat test.sh 
#!/bin/bash
pwd 
cd .. 
pwd 
# ./test.sh
/home/hb/test-shell 
/home/hb 
# pwd 
/home/hb/test-shell

为什么在程序中切换到了上一级目录，而且程序运行结果也是这样。
但是在命令行查看当前目录却没有切换到上级目录？？？

答：根据bash的执行原理，bash会先创建子bash并调用exec来执行shell脚本程序。而子bash和父bash（子进程和父进程）是相互独立的，子bash的改变不会影响到父bash的改变，所以在命令行执行pwd命令，还是当前目录。

# pwd 
/home/hb/test-shell 
# cd .. 
# pwd 
/home/hb

直接命令行上执行 cd 命令，发现父bash的工作目录发生了改变！为什么利用上述原理不能解释这个现象呢？？？

答：并不是执行所有的命令都需要创建子进程，对于像cd这样的内置命令，就像执行bash自己的内置函数一样，直接由bash执行内置命令。

# cat test.sh 
#!/bin/bash 
pwd 
cd .. 
pwd 

# pwd 
/home/hb/test-shell 

# source test.sh 
/home/hb/test-shell 
/home/hb 

# pwd 
/home/hb

# . test.sh 效果一样 

在命令行执行第一个pwd时，查看当前所在目录。
在执行./test.sh时，前面加上source命令，执行完成，输出执行结果。
再在命令行执行pwd时，查看当前所在目录，目录切换至上一级目录。说明shell脚本将目录改变了，这又是为什么呢？

答：source命令，.命令等也是shell的内置命令,这种方式 也不会创建子Shell,而是直接在交互式Shell下逐行执行脚本中的命令。