Linux 学习作业：认识bash shell

本次记录bash shell基础知识及bash变量功能，bash操作环境的配置内容，涉及解释什么是shell？、bash变量的定义和引用、怎样读入与设定bash的环境配置文件等。

 Shell的基本概念

1. Shell是什么？

Linux系统由3个重要部分组成：

w 内核（kernel）

w Shell

w 应用程序

内核真正在控制着计算机系统上的各种硬件与软件。功能包括进程管理、内存管理、设备管理、文件系统管理等等。

内核相当抽象，使用者不易和它直接通信，因此需要一个良好的接口，使得操作时更方便，而Shell就是一个连接系统核心与操作者之间的沟通接口。Shell用来负责接收使用者输入的指令，然后把指令解译成内核能够理解的形式，传给内核执行工作，并且将结果传回到默认输出设备。

简单言之，我们可以通过Shell程序来操作各种应用程序，让这些应用程序调用内核来运行所需的工作。

不只是Linux有Shell，其他操作系统也有，如DOS的COMMAND.COM、Windows和Mac OS的GUI图形界面接口都Shell的一种，只不过Shell表现方式不一样而已。

只要能够操作应用程序的接口都能够称为Shell。狭义的Shell指的是CLI方式的软件，如bash、csh、zsh等。广义的Shell则包括GUI界面的软件。

2. Shell的简单历史

第一个重要的Shell是Bourne Shell。如此命名是为了纪念此Shell的发明者Steven Bourne，简称sh。

第一个广为流行使用的Shell是由柏克莱大学的Bill Joy设计依附于BSD版的UNIX系统中的Shell，因为此语法有点类似C语言，所以才得名为C Shell，简称csh。

Linux distribution默认使用这个版本称为”Bourne Again Shell”（简称bash），这个Shell是Bourne Shell的增强版本，也是基于GNU的架构下发展出来的。

查看Linux系统可以使用的Shell:

[root@www ~]# cat /etc/shells

/bin/sh

/bin/bash

/sbin/nologin

/bin/dash

/bin/tcsh

/bin/csh

Bash shell是一种命令解释器，通过对程序做语法分析后，确定哪些是指令，哪些是参数，哪些是数据，并交给内核处理完成。

3. Bash shell的功能

1) 命令记忆能力(history)

2) 命令与文件补全功能

3) 命令别名设置功能(alias)

4) 工业控制(job control)能力

5) 程序设计的能力（程序脚本）

Bash Shell的变量功能

1. 什么是变量？变量类型有哪些？

变量就是存储可变数据的内存空间（名称空间）。

bash环境有哪几种变量：

一、按照其作用范围及功能划分

1) 环境变量

其作用范围为当前shell进程及其子进程

2) 本地变量

其作用范围为当前shell进程

3) 局部变量

其作用范围仅为当前shell进程中只有特定程序可以访问的（通常为函数）

4) 位置参数变量

在向脚本传递参数时，引用此变量来获取参数

5) 特殊变量

Bash内建的，用来保存特殊的相关值

二、根据变量定义方式不同划分：

1) 内建变量

无须定义，可直接调用

2) 自定义变量

使用者自己命名，由bash自动分配空间

三、bash变量值类型有数值型、字符型两种。

数值：整数型、浮点数型

字符：ASCII

四、语言对变量类型的支持不同：强类型和弱类型

bash变量属于弱类型，一般来说无须事先声明就可以调用。由于弱类型中变量类型不严格区分，除非使用内置命令declare特别指定变量的形态。bash Shell默认把任何存储在变量中的值，皆视为以字符组成的“字符串”。

设定变量值后，该变量值只在当前的Shell环境中有效。也就是说，每一个Shell环境都会维护一份它们自己的变量空间，彼此互不影响。

2. 变量的命名与定义

a. 变量名称，可使用英文字母、数字及下划线组成，但须字母开头，不可用数字，注意区分字母大小写。

变量命名时最好赋予意义，使得日后维护程序代码，较容易了解其用途。

b. 定义变量，或者说变量赋值，方法比较简单。

格式：变量名称=值

如：myname=tom

如果变量值为字符串的话，用双引号或单引号括起来。

Mystr=“Hello world!”或‘Hello world!’

3. 变量的设置规则

变量值指得是变量名称所代表的内存空间中所存储的内容。

取变量值的方法，是在变量名称前加$，即：

$变量名称 或 ${变量名称}

接着，用echo命令把变量的值显示出来

myname=allen

echo $myname

echo ${myname}

请注意变量在设置时，还需符合某些规定：

(1) 变量内容若有空格符可使用双引号“”或单引号‘’将变量内容结合起来

双引号内的特殊字符如$等，可以保有原本的特性。

var=”lang is $LANG”

echo $var

lang is en_US

单引号内的特殊字符则仅为一般字符（纯文本）形成一个所见即所得的字符串

var=’lang is $LANG’

echo $var

lang is $LANG

(2) 若变量的后面接有其他英文单词或下划线，须用{}隔开$和变量名称，否则bash shell 无法正确判断变量。

yourname=ken

echo hi, ${yourname}Mmmm…

要是不用{}，变成echo hi, $yournameMmmm…，bash shell会以为要取用的是yournameMmmm变量的内容，但该变量并未定义过，故其内容为空。

(3) $放在变量名称之前，表示要取变量值，但如果要显示$这个符号，得使用转义字符”\”将其变成一般字符。

n=0

echo \$n 或 echo ‘$n’

$n

(4) 若需引用其他命令，可使用反单引号 `COMMAND` 或 $(COMMAND)

vesion=$(uname -r)

echo $version

2.6.32-573.el6.x86_64

(5) 若该变量为了增加变量内容时，则可用$变量名称或${变量}累加内容

PATH=”$PATH”:/home/bin

(6) 若该变量需要在其他子进程执行，export可以向后面的shell传递变量的值

export myname

4. 取消与清空变量

(1) 取消变量就是把变量由变量空间中释放。

取消变量的方法：使用unset

unset 变量名称

unset �Cv 变量名称

选项-v表示要取消的是变量

unset �Cf 函数名称

选项-f表示要取消的是函数

(2) 清空变量

unset不但把变量的内容取消，而且让变量不存在。而清空变量是把变量的内容删除，其值为null，但该变量仍然存在（内存空间）。

变量名称=

5. 变量的有效范围

变量一旦设定之后，仅在各自的shell环境中有效，它无法影响其他shell环境中的变量。

环境变量=全局变量

自定义变量=局部变量

如果使父进程中定义的变量可以被子进程引用的话，可使用export VAR_NAME命令。

当子shell产生时，它会继承父shell的环境变量等条件，因此，只要变量成为环境变量，就能为子shell取用。

如果希望shell script在现行shell环境中执行，可使用 . Script_FILE或source Script_FILE。

6. Linux环境变量

Linux环境变量能提升使用者shell体验。很多程序和脚本都通过环境变量来获取系统信息、存储临时数据和配置信息。

1) 什么是环境变量

bash shell用一个称作环境变量(environment variables)的特性来存储有关shell会话和工作环境的信息。

在bash shell中环境变量分为两类：全局变量和局部变量

2) 全局环境变量

全局环境变量不仅对shell会话可见，对所有shell创建的子进程也可见。

系统环境变量一律使用全部大写字母以区别于普通用户的环境变量。

查看当前全局环境变量，可用env或printenv命令

[root@www ~]# env

HOSTNAME=www.contoso.com        <--这台主机的主机名

SELINUX_ROLE_REQUESTED=

TERM=xterm                   <--这个终端使用的环境是什么类型

SHELL=/bin/bash               <--目前环境shell类型

HISTSIZE=1000                <--记录命令历史条数

SSH_CLIENT=172.16.10.100 50761 2222

SELINUX_USE_CURRENT_RANGE=

QTDIR=/usr/lib64/qt-3.3

QTINC=/usr/lib64/qt-3.3/include

SSH_TTY=/dev/pts/0

USER=root                   <--目前环境中的使用者名称

LS_COLORS=rs=0:di=01;34:ln=01;36:mh=00:pi=40;33:so=01;35:do=01;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:or=40;31;01:mi=01;05;37;41:su=37;41:sg=30;43:ca=30;41:tw=30;42:ow=34;42:st=37;44:ex=01;32:*.tar=01;31:*.tgz=01;31:*.arj=01;31:*.taz=01;31:*.lzh=01;31:*.lzma=01;31:*.tlz=01;31:*.txz=01;31:*.zip=01;31:*.z=01;31:*.Z=01;31:*.dz=01;31:*.gz=01;31:*.lz=01;31:*.xz=01;31:*.bz2=01;31:*.tbz=01;31:*.tbz2=01;31:*.bz=01;31:*.tz=01;31:*.deb=01;31:*.rpm=01;31:*.jar=01;31:*.rar=01;31:*.ace=01;31:*.zoo=01;31:*.cpio=01;31:*.7z=01;31:*.rz=01;31:*.jpg=01;35:*.jpeg=01;35:*.gif=01;35:*.bmp=01;35:*.pbm=01;35:*.pgm=01;35:*.ppm=01;35:*.tga=01;35:*.xbm=01;35:*.xpm=01;35:*.tif=01;35:*.tiff=01;35:*.png=01;35:*.svg=01;35:*.svgz=01;35:*.mng=01;35:*.pcx=01;35:*.mov=01;35:*.mpg=01;35:*.mpeg=01;35:*.m2v=01;35:*.mkv=01;35:*.ogm=01;35:*.mp4=01;35:*.m4v=01;35:*.mp4v=01;35:*.vob=01;35:*.qt=01;35:*.nuv=01;35:*.wmv=01;35:*.asf=01;35:*.rm=01;35:*.rmvb=01;35:*.flc=01;35:*.avi=01;35:*.fli=01;35:*.flv=01;35:*.gl=01;35:*.dl=01;35:*.xcf=01;35:*.xwd=01;35:*.yuv=01;35:*.cgm=01;35:*.emf=01;35:*.axv=01;35:*.anx=01;35:*.ogv=01;35:*.ogx=01;35:*.aac=01;36:*.au=01;36:*.flac=01;36:*.mid=01;36:*.midi=01;36:*.mka=01;36:*.mp3=01;36:*.mpc=01;36:*.ogg=01;36:*.ra=01;36:*.wav=01;36:*.axa=01;36:*.oga=01;36:*.spx=01;36:*.xspf=01;36:

MAIL=/var/spool/mail/root         <--该用户所取用的mailbox位置

PATH=/usr/lib64/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin    <--执行文件命令查找路径

PWD=/root                   <--目前用户所在的目录

LANG=zh_CN.UTF-8                            <--语系

SELINUX_LEVEL_REQUESTED=

SSH_ASKPASS=/usr/libexec/openssh/gnome-ssh-askpass

HISTCONTROL=ignoredups

SHLVL=1

HOME=/root                   <--该用户的家目录

LOGNAME=root                  <--登录主机的用户名称

QTLIB=/usr/lib64/qt-3.3/lib

CVS_RSH=ssh

SSH_CONNECTION=172.16.10.100 50761 172.16.10.101 2222

LESSOPEN=||/usr/bin/lesspipe.sh %s

DISPLAY=localhost:10.0

G_BROKEN_FILENAMES=1

_=/bin/env

3) 局部环境变量

它只能在定义它们的进程中可见。

查看所有变量（含环境变量与自定义变量），可用set命令

Bash Shell的操作环境

我们在登录Linux主机的时候，屏幕会出现一些说明文件，比如版本之类的信息，还有用户一些信息或欢迎文字。此外我们习惯的环境变量、命令别名等是否可以登录就主动帮我们设置好了。此外这些设置值又分为系统全局设置值与个人喜好设置值。

1. 路径与命令查找顺序

基本上命令运行的顺序可以这样看：

1. 以相对/绝对路径执行命令，例如“/bin/ls”或“./ls”;

2. 由alias找到命令来执行；

3. 由bash内置的（builtin）命令来执行；

4. 通过$PATH这个变量的顺序找到的第一个命令执行。

如果想要了解命令查找的顺序，其实通过type �Ca COMMAND也可以查询得到。

2. bash的登录与欢迎信息

1) /etc/issue配置文件

其内容显示在本地tty1-tty6没有登录的情况下login提示符之前的信息。

issue内的各代码意义：

\d: 显示本地端日期

\t: 显示本地端时间

\l: 显示第几个终端机接口

\m: 显示硬件的等级（i386/i486/i586/i686…）

\n: 显示主机网络名称

\o: 显示domain name

\r: 显示操作系统发行版本（相当于uname -r）

\s: 操作系统名称

\v: 操作系统版本

CentOS release 6.7 (Final) (Terminal: \l)

Date: \d \t

The Server Kernel is \r on an \m

Welcome to Product Enviroment...

1) /etc/issue.net配置文件

此文件是提供给telnet远程登录程序用的。

2) /etc/motd配置文件

其内容显示在本地tty1-tty6用户成功登录系统之后的信息。

/etc/motd即messageoftoday（布告栏信息），每次用户登录时，/etc/motd文件的内容会显示在用户的终端。系统管理员可以在文件中编辑系统活动消息，例如：管理员通知用户系统何时进行软件或硬件的升级、何时进行系统维护等。

3. bash的环境配置文件

因为系统中有一些环境配置文件的存在，让bash在启动时直接读取这些配置文件，以规划好bash的操作环境。而这些配置文件可分为系统全局配置文件以及用户自定义配置文件。

当用户登录Linux系统启动一个bash shell时，默认情况下bash会在几个配置文件中查找指令。bash检查的配置文件取决于启动bash shell方式。

启动bash shell有3种方式：

1) 登录时当做默认登录shell

2) 作为非登录shell的交互式shell

3) 作为运行脚本的非交互shell

a. 登录shell

当用户通过tty1-tty6登录Linux系统时，bash shell会作为login shell启动。login shell会从4个不同的配置文件里读取命令。其处理次序：

/etc/profile 系统默认的bash shell的主配置文件，系统上每个用户登录时都会执行此文件

~/.bash_profile或~/.bash_login或~/.profile 提供用户专属的配置文件来定义用户专有的环境变量。大多数Linux发行版只用这3个配置文件中的一个，而读取的顺序则是依照上面的顺序。

/etc/profile.d/*.sh 规定了bash操作接口的颜色、语系、一些命令别名等。

b. 交互式shell

如果用户的bash shell不是登录系统时启动的，称为交互式shell。

处理次序：

~/.bashrc 会去用户家目录检查 .bashrc是否存在

此文件有两个作用：一是查看/etc目录下的共用bashrc文件，二是为用户提供了一个定制自己的命令别名和私有脚本函数的地方。

通用的/etc/bashrc启动文件会被系统上每个启动交互式shell会话的用户执行。它帮我们定义出下面的数据：

1) 依据不同的UID规定umask的值；

2) 依据不同的UID规定提示符（就是PS1变量）；

3) 调用/etc/profile.d/*.sh的设置

万一没有~/.bashrc文件，无法调用/etc/bashrc来规定PS1变量，如果想要将命令提示符调回来，那么可以复制/etc/skel/.bashrc到用户主文件夹内。

4. 读入环境配置文件的命令

一般环境配置文件修改过后，需注销再登录后该设置才会生效。

能不能直接读取配置文件而不注销登录呢？

利用source或 . 都可以将配置文件的内容读进目前的shell环境中。