【Linux】Shell详解

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Shell

英文单词shell可直译为“贝壳”。“贝壳”是动物作为外在保护的一种工具。
可以这样认为，Linux中的shell就是Linux内核的一个外层保护工具，并负责完成用户与内核之间的交互

命令是用户向系统内核发出控制请求，与之交互的文本流。
Shell是一个命令行解释器，将用户命令解析为操作系统所能理解的指令，实现用户与操作系统的交互。
当需要重复执行若干命令，可以将这些命令集合起来，加入一定的控制语句，编辑成为shell脚本文件，交给shell批量执行。

❓❓Shell是如何操作的❓❓

1. 用户在命令行提示符下键入命令文本，开始与Shell进行交互
2. 接着，shell将用户的命令或按键转化成内核所能够理解的指令
3. 控制操作系统做出响应，直到控制相关硬件设备
4. 最后，shell将输出结果通过shell提交给用户

以下为执行图:

Shell的选择

最初的UNIX shell经过多年的发展，由不同的机构、针对不同的目的，开发出许多不同类型的shell程序。目前流行的shell主要有几种 :

1. Bourne Shell（简称sh）：它是Unix的第一个shell程序，早已成为工业标准。目前几乎所有的Linux系统都支持它。不过Bourne Shell的作业控制功能薄弱，且不支持别名与历史记录等功能。
2. C Shell（简称csh）
3. Korn Shell（简称ksh）
4. Bourne Again Shell：能够提供环境变量以配置用户Shell环境，支持历史记录，内置算术功能，支持通配符表达式，将常用命令内置简化。

Shell的乐趣

立即关机与重启
使用系统中的图形界面
使用shell命令

在命令行键入以下命令，系统立即关机 ：

linux@ubuntu:~$ sudo  shutdown  -h  now

在命令行键入以下命令，系统立即重新启动 ：

linux@ubuntu :~$ sudo  shutdown  -r  now
linux@ubuntu :~$ sudo  reboot   now

定时关机与重启
一位老师在对学生进行上机测试，时间限定在45分钟内，否则计算机将自动关机。这位老师可能使用了下面的命令：

linux@ubuntu:~$ sudo  shutdown  -h  +45   “That is all, game over.”

系统正在安装软件，安装时间大概需要持续40分钟左右，软件安装之后需要重新启动电脑。用户可以不必一直等候在机器旁。使用下面的命令，计算机会在60分钟后自动重启。

linux@ubuntu:~$ sudo  shutdown  -r  +60

Shell命令格式

Shell提示符标识了命令行的开始。用户在提示符后面输入一条命令并按Enter键，完成向系统提交指令。
通常shell命令提示符采用以下的格式：

username@hostname:direction$
 用户名      主机名  目录名

username：用户名，显示当前登录用户的账户名；
hostname：主机名，显示登录的主机名，例如若远程登录后，则显示登录的主机名；
direction：目录名，显示当前所处的路径，当在根目录下显示为“/”，当在用户主目录下显示为“~”；

通常一条命令包含三个要素：命令名称、选项、参数。命令名称是必须的，选项和参数都可能是可选项。命令格式如下所示：

$ Command [-Options] Argument1 Argument2 …
    指令      选项     参数1      参数2…

$：Shell提示符，如果当前用户为超级用户，提示符为“#”，其他用户的提示符均为“$”；
Command：命令名称，Shell命令或程序，严格区分大小写
Options：命令选项，用于改变命令执行动作的类型，由“-”引导，可以同时带有多个选项；
Argument：命令参数，指出命令作用的对象或目标，有的命令允许带多个参数。

一条命令的三要素之间用空格隔开；
若将多个命令在一行书写，用分号（;）将各命令隔开；
如果一条命令不能在一行写完，在行尾使用反斜杠（\）标明该条命令未结束。

不带选项和参数:

wdl@UbuntuFisher:~/Examples$ ls
Experience ubuntu.ogg     logo-Kubuntu.png        oo-derivatives.doc          oo-trig.xls
gimp-ubuntu-splash.xcf     oo-about-these-files.odt   oo-payment-schedule.ods   ubuntu Sax.ogg

ls命令未带任何参数，列出当前目录中的所有文件，只显示文件名称。
命令不带选项或参数，通常意为使用默认选项或参数。

补齐命令与文件名:

在使用Shell命令时，很多用户会经常遇到命令或文件名没有记全的情况。Bash Shell的命令和文件名补齐功能会帮助用户。在输入命令或文件名的前几个字符后，按TAB键或ESC键自动补齐剩余没有输入的字符串。
如果存在多个命令或文件有相同前缀，shell将列出所有相同前缀的命令或文件。shell给出的提示信息，帮助用户回忆和完成输入。之后等待用户输入足够的字符。
需要说明的是，连续按两下TAB键或ESC键，用于命令补齐；按下一次TAB键，用于文件名补齐。

linux@ubuntu:~/Examples$ net   #连续按两下TAB键
net   netkit-ftp   network-admin   netbug   netscsid   netcat 

查询命令历史

用户在Shell下的操作是有很大连续性的，曾经输入的命令可能需要多次使用。当用户在操作中发现问题，需要查看曾经执行过的操作。Bash将用户曾经键入的命令序列保存在一个命令历史表中。按“↑”键 和“↓”键，便可查询命令历史。
Bash Shell还提供了history命令。该命令将命令历史表按列表形式，从记录号1开始，一次性全部显示出来。

history  [numberline]

history只能记录有限条的历史命令，默认保留500条命令。
Bash Shell将历史命令容量保存在环境变量HISTSIZE中。
使用“echo $HISTSIZE”查看当前历史命令容量；
通过直接赋值的方法，修改这个环境变量。

linux@ubuntu:~$ echo  $HISTSIZE  #显示历史命令容量
500
linux@ubuntu:~$ HISTSIZE=1000  #修改历史命令容量
linux@ubuntu:~$ echo  $HISTSIZE
1000

shell特殊字符

当需要用命令处理一组文件，例如file1.txt、file2.txt、file3.txt……，用户不必一一输入文件名，可以使用shell通配符。shell命令的通配符含义如下表

演示:

linux@ubuntu:~/mywork$ ls  file_*.txt
file_liu.txt   file_wang.txt   file_lee.txt   file_song.txt

linux@ubuntu:~/mywork$ ls  file_?.txt
file_1.txt   file_2.txt   file_3.txt   file_4.txt   file_5.txt

linux@ubuntu:~/mywork$ ls   file_[1-5].txt
file_1.txt   file_2.txt   file_3.txt   file_4.txt   file_5.txt

linuxx@ubuntu:~/mywork$ ls   file_[^245].txt
file_1.txt   file_3.txt

管道:

管道可以把一系列命令连接起来，意味着第一个命令的输出将作为第二个命令的输入，通过管道传递给第二个命令，第二个命令的输出又将作为第三个命令的输入，以此类推。就像通过使用“|”符连成了一个管道。

linux@ubuntu:~$ ls  /usr/bin  | wc  –w
1249

以上操作中，借助管道“|”，将ls的输出直接作为wc命令的输入。使用管道可以巧妙的将一些命令联合使用，得到单个命令所无法实现的效果。例如使用以上的命令组合，得到的是/usr/bin目录下文件的个数。

输入/输出重定向

输入/输出重定向是改变shell命令或程序默认的标准输入/输出目标，重新定向到新的目标。
linux中默认的标准输入定义为键盘，标准输出定义为终端窗口。
用户可以为当前操作改变输入或输出，迫使某个特定命令的输入或输出来源为外部文件。

演示:

cat命令功能为在标准输出上显示文件。下面通过一个实例，可以更好地理解重定向的功能。

linux@ubuntu:~/mywork$ cat            #使用标准输入/出设备
have a good day!                #用户使用标准输入设备——键盘，键入字符串，并按Enter键
have a good day!                #系统在标准输出——显示器上，显示用户刚刚输入的字符串
linux@ubuntu:~/mywork$ cat > file1.txt    #输出重定向，将输出定向到文件file1.txt
have a good day!               #用户使用标准输入设备——键盘，键入字符串，并按Enter键
                                              #用户输入的字符串被保存在file1.txt文件中
linux@ubuntu:~/mywork$ cat < file1.txt    #输入重定向，将cat命令的输入指定为file1.txt文件
have a good day!                #系统在标准输出显示器上，显示cat命令从文件中读出的字符串

命令置换

命令替换是将一个命令的输出作为另一个命令的参数。命令格式如下所示。
其中，命令command2的输出将作为命令command1的参数。需要注意，命令置换的单引号为ESC键下方的“ ` ”键

command1 `command2`

pwd命令用于显示当前目录的绝对路径。在上面的命令行中，使用命令置换符，将pwd的运行结果作为ls命令的参数。最终，命令执行结果是显示当前目录的文件内容。

linux@ubuntu:~$ ls  `pwd`
Desktop  Examples  historycommandlist  mywork