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shell前言

Shell 能夠接收用戶(hù)輸入的命令，并對(duì)命令進(jìn)行處理，處理完畢后再將結(jié)果反饋給用戶(hù)，比如輸出到顯示器、寫(xiě)入到文件等，這就是大部分讀者對(duì) Shell 的認(rèn)知。

我們都知道在 Shell 中輸入cat log.txt命令就可以查看 log.txt 文件中的內(nèi)容，然而，log.txt 放在磁盤(pán)的哪個(gè)位置?分成了幾個(gè)數(shù)據(jù)塊?在哪里開(kāi)始?在哪里終止?如何操作探頭讀取它?這些底層細(xì)節(jié) Shell 統(tǒng)統(tǒng)不知道的，它只能去調(diào)用內(nèi)核提供的 open() 和 read() 函數(shù)，告訴內(nèi)核我要讀取 log.txt 文件，請(qǐng)幫助我，然后內(nèi)核就乖乖地按照 Shell 的吩咐去讀取文件了，并將讀取到的文件內(nèi)容交給 Shell，最后再由 Shell 呈現(xiàn)給用戶(hù)(其實(shí)呈現(xiàn)到顯示器上還得依賴(lài)內(nèi)核)。整個(gè)過(guò)程中 Shell 就是一個(gè)“中間商”，它在用戶(hù)和內(nèi)核之間“倒賣(mài)”數(shù)據(jù)，只是用戶(hù)不知道罷了。中間邏輯如下所示：

shell 腳本可以和許多外部命令行工具結(jié)合起來(lái)完成信息查詢(xún)、簡(jiǎn)化文本處理、調(diào)度任務(wù)運(yùn)行時(shí)間、生成報(bào)表以及發(fā)送郵件之類(lèi)的工具。

shell是一種腳本語(yǔ)言

Shell 并不是簡(jiǎn)單的堆砌命令，我們還可以在 Shell 中編程，這和使用 C++、C#、Java、Python 等常見(jiàn)的編程語(yǔ)言并沒(méi)有什么兩樣。

Shell 雖然沒(méi)有 C++、Java、Python 等強(qiáng)大，但也支持了基本的編程元素，例如：

• if...else 選擇結(jié)構(gòu)，case...in 開(kāi)關(guān)語(yǔ)句，for、while、until 循環(huán);
• 變量、數(shù)組、字符串、注釋、加減乘除、邏輯運(yùn)算等概念;
• 函數(shù)，包括用戶(hù)自定義的函數(shù)和內(nèi)置函數(shù)(例如 printf、export、eval 等)。

站在這個(gè)角度講，Shell 也是一種編程語(yǔ)言，它的編譯器(解釋器)是 Shell 這個(gè)程序。我們平時(shí)所說(shuō)的 Shell，有時(shí)候是指連接用戶(hù)和內(nèi)核的這個(gè)程序，有時(shí)候又是指 Shell 編程。

Shell 主要用來(lái)開(kāi)發(fā)一些實(shí)用的、自動(dòng)化的小工具，而不是用來(lái)開(kāi)發(fā)具有復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯的中大型軟件，例如檢測(cè)計(jì)算機(jī)的硬件參數(shù)、搭建 Web 運(yùn)行環(huán)境、日志分析等，Shell 都非常合適。

使用 Shell 的熟練程度反映了用戶(hù)對(duì) Linux 的掌握程度，運(yùn)維工程師、網(wǎng)絡(luò)管理員、程序員都應(yīng)該學(xué)習(xí) Shell。

尤其是 Linux 運(yùn)維工程師，Shell 更是必不可少的，是必須掌握的技能，它使得我們能夠自動(dòng)化地管理服務(wù)器集群，否則你就得一個(gè)一個(gè)地登錄所有的服務(wù)器，對(duì)每一臺(tái)服務(wù)器都進(jìn)行相同的設(shè)置，而這些服務(wù)器可能有成百上千之多，會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間在重復(fù)性的工作上。

任何代碼最終都要被“翻譯”成二進(jìn)制的形式才能在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。

有的編程語(yǔ)言，如 C/C++、Pascal、Go語(yǔ)言、匯編等，必須在程序運(yùn)行之前將所有代碼都翻譯成二進(jìn)制形式，也就是生成可執(zhí)行文件，用戶(hù)拿到的是最終生成的可執(zhí)行文件，看不到源碼。

這個(gè)過(guò)程叫做編譯(Compile)，這樣的編程語(yǔ)言叫做編譯型語(yǔ)言，完成編譯過(guò)程的軟件叫做編譯器(Compiler)。

而有的編程語(yǔ)言，如 Shell、JavaScript、Python、PHP等，需要一邊執(zhí)行一邊翻譯，不會(huì)生成任何可執(zhí)行文件，用戶(hù)必須拿到源碼才能運(yùn)行程序。程序運(yùn)行后會(huì)即時(shí)翻譯，翻譯完一部分執(zhí)行一部分，不用等到所有代碼都翻譯完。

這個(gè)過(guò)程叫做解釋?zhuān)@樣的編程語(yǔ)言叫做解釋型語(yǔ)言或者腳本語(yǔ)言(Script)，完成解釋過(guò)程的軟件叫做解釋器。

編譯型語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是執(zhí)行速度快、對(duì)硬件要求低、保密性好，適合開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)、大型應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)等。

腳本語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活、部署容易、跨平臺(tái)性好，非常適合 Web 開(kāi)發(fā)以及小工具的制作。

Shell 就是一種腳本語(yǔ)言，我們編寫(xiě)完源碼后不用編譯，直接運(yùn)行源碼即可。

一個(gè)shell腳本是怎么樣建立的呢

我們知道shell腳本都是一個(gè)個(gè)尾綴為.sh的可執(zhí)行文件，執(zhí)行文件里面內(nèi)容是我們今天分享的主角。

#!是shell腳本的起始，如下所示，而這個(gè)起始被稱(chēng)為shebang。

#!/bin/bash

其中/bin/bash 是bash的路徑

但是我們執(zhí)行shell腳本的時(shí)候，經(jīng)常使用./xxx.sh 這樣的操作方式進(jìn)行執(zhí)行，但是也會(huì)有 sh xxx.sh執(zhí)行的情況，那么如果將腳本作為sh命令參數(shù)來(lái)執(zhí)行，那么腳本中的shebang行也就沒(méi)什么用處了。

為了使shell腳本能否獨(dú)立運(yùn)行，需要具備可執(zhí)行權(quán)限，要使腳本獨(dú)立運(yùn)行，必須使用shebang行。它通過(guò)位于#!之后的解釋器來(lái)運(yùn)行腳本。至于腳本的可執(zhí)行權(quán)限，可以chmod +x xxx.sh chmod是Linux下權(quán)限設(shè)置的命令 ，其中參數(shù) +x 代表增加可執(zhí)行權(quán)限。

在 hello_shell.sh 中輸入代碼：

這是操作步驟及執(zhí)行打印數(shù)據(jù)效果：

基礎(chǔ)部分-變量

定義變量

定義變量時(shí)，變量名不加($)符號(hào)，如：

your_name="James" 

注意，變量名和等號(hào)之間不能有空格，這可能和你熟悉的所有編程語(yǔ)言都不一樣。同時(shí)，變量名的命名須遵循如下規(guī)則：

命名只能使用英文字母，數(shù)字和下劃線，首個(gè)字符不能以數(shù)字開(kāi)頭。

中間不能有空格，可以使用下劃線(_)。

不能使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。

不能使用bash里的關(guān)鍵字(可用help命令查看保留關(guān)鍵字)。

除了顯式地直接賦值，還可以用語(yǔ)句給變量賦值，如：

以上語(yǔ)句將 /dev下目錄的文件名循環(huán)出來(lái)。

使用變量：

使用一個(gè)定義過(guò)的變量，只要在變量名前加上$ 符號(hào)即可：

your_name="James" 
echo $your_name 
echo ${your_name} 

變量外的花括號(hào)是可選的，加不加都行，

變量名外面的花括號(hào)是可選的，加不加都行，加花括號(hào)是為了幫助解釋器識(shí)別變量的邊界，比如下面這種情況：

for skill in Ada Coffe Action Java; do 
    echo "I am good at ${skill}Script"done 

如果不給skill變量加花括號(hào)，寫(xiě)成echo "I am good at $skillScript"，解釋器就會(huì)把$skillScript當(dāng)成一個(gè)變量(其值為空)，代碼執(zhí)行結(jié)果就不是我們期望的樣子了。

推薦給所有變量加上花括號(hào)，這是個(gè)好的編程習(xí)慣。

your_name="tom" 
echo ${your_name} 
your_name="bob" 
echo ${your_name} 

這樣寫(xiě)是合法的，但注意，第二次賦值的時(shí)候不能寫(xiě)$your_name="bob"，使用變量的時(shí)候才加美元符($)。

只讀變量

使用 readonly 命令可以將變量定義為只讀變量，只讀變量的值不能被改變。

下面的例子嘗試更改只讀變量，結(jié)果報(bào)錯(cuò)：

#!/bin/bash 
myUrl="https://www.google.com" 
readonly myUrl 
myUrl="https://www.baidu.com" 

運(yùn)行腳本，結(jié)果如下：

刪除變量

使用 unset 命令可以刪除變量。語(yǔ)法：

unset variable_name 

變量被刪除后不能再次使用。unset 命令不能刪除只讀變量。

實(shí)例

#!/bin/sh 
myUrl="https://www.baidu.com" 
unset myUrl 
echo $myUrl 

以上實(shí)例執(zhí)行將沒(méi)有任何輸出。

變量類(lèi)型

運(yùn)行shell時(shí)，會(huì)同時(shí)存在三種變量：

• 1) 局部變量 局部變量在腳本或命令中定義，僅在當(dāng)前shell實(shí)例中有效，其他shell啟動(dòng)的程序不能訪問(wèn)局部變量。
• 2) 環(huán)境變量 所有的程序，包括shell啟動(dòng)的程序，都能訪問(wèn)環(huán)境變量，有些程序需要環(huán)境變量來(lái)保證其正常運(yùn)行。必要的時(shí)候shell腳本也可以定義環(huán)境變量。
• 3) shell變量 shell變量是由shell程序設(shè)置的特殊變量。shell變量中有一部分是環(huán)境變量，有一部分是局部變量，這些變量保證了shell的正常運(yùn)行

Shell 字符串

字符串是shell編程中最常用最有用的數(shù)據(jù)類(lèi)型(除了數(shù)字和字符串，也沒(méi)啥其它類(lèi)型好用了)，字符串可以用單引號(hào)，也可以用雙引號(hào)，也可以不用引號(hào)。

單引號(hào)

str='this is a string'

然后使用echo打印出來(lái)

單引號(hào)字符串的限制：

單引號(hào)里的任何字符都會(huì)原樣輸出，單引號(hào)字符串中的變量是無(wú)效的;

單引號(hào)字串中不能出現(xiàn)單獨(dú)一個(gè)的單引號(hào)(對(duì)單引號(hào)使用轉(zhuǎn)義符后也不行)，但可成對(duì)出現(xiàn)，作為字符串拼接使用。

雙引號(hào)

your_name='James' 
str="Hello, I know you are \"$your_name\"! \n" 
echo -e $str 

輸出結(jié)果為：

Hello, I know you are "James"!

雙引號(hào)的優(yōu)點(diǎn)：

• 雙引號(hào)里可以有變量
• 雙引號(hào)里可以出現(xiàn)轉(zhuǎn)義字符

拼接字符串

our_name="James"# 使用雙引號(hào)拼接 
greeting="hello, "$your_name" !" 
greeting_1="hello, ${your_name} !" 
echo $greeting  $greeting_1 
# 使用單引號(hào)拼接 
greeting_2='hello, '$your_name' !' 
greeting_3='hello, ${your_name} !' 
echo $greeting_2  $greeting_3 

輸出結(jié)果為：

獲取字符串長(zhǎng)度

string="abcd" 
echo ${#string}  #輸出結(jié)果為4 

提取子字符串

以下實(shí)例從字符串第 2 個(gè)字符開(kāi)始截取 4 個(gè)字符：

string="james is a great basketball player" 
echo ${string:1:4} # 輸出ames 

注意：第一個(gè)字符的索引值為 0。

查找子字符串

查找字符 i 或 o 的位置(哪個(gè)字母先出現(xiàn)就計(jì)算哪個(gè))：

string="james is a great basketball player" 
echo `expr index "$string" mnt`  # 輸出 3 

注意： 以上腳本中 ` 是反引號(hào)，而不是單引號(hào) '，不要看錯(cuò)了哦。

Shell 數(shù)組

bash支持一維數(shù)組(不支持多維數(shù)組)，并且沒(méi)有限定數(shù)組的大小。

類(lèi)似于 C 語(yǔ)言，數(shù)組元素的下標(biāo)由 0 開(kāi)始編號(hào)。獲取數(shù)組中的元素要利用下標(biāo)，下標(biāo)可以是整數(shù)或算術(shù)表達(dá)式，其值應(yīng)大于或等于 0。

定義數(shù)組

在 Shell 中，用括號(hào)來(lái)表示數(shù)組，數(shù)組元素用"空格"符號(hào)分割開(kāi)。定義數(shù)組的一般形式為：

在 Shell 中，用括號(hào)來(lái)表示數(shù)組，數(shù)組元素用"空格"符號(hào)分割開(kāi)。定義數(shù)組的一般形式為：

數(shù)組名=(值1 值2 ... 值n) 

例如：

還可以單獨(dú)定義數(shù)組的各個(gè)分量：

可以不使用連續(xù)的下標(biāo)，而且下標(biāo)的范圍沒(méi)有限制。

讀取數(shù)組

讀取數(shù)組元素值的一般格式是：

${數(shù)組名[下標(biāo)]} 

例如：

valuen=${array_name[n]} 

使用 @ 符號(hào)可以獲取數(shù)組中的所有元素，例如：

echo ${array_name[@]} 

獲取數(shù)組的長(zhǎng)度

獲取數(shù)組長(zhǎng)度的方法與獲取字符串長(zhǎng)度的方法相同，例如：

#!/bin/bash 
array_name=( 
value0 
value1 
value2 
) 
# 取得數(shù)組元素的個(gè)數(shù) 
length=${#array_name[@]} 
# 或者 
length=${#array_name[*]} 
# 取得數(shù)組單個(gè)元素的長(zhǎng)度 
lengthn=${#array_name[n]} 
echo $length $length $lengthn 

輸出結(jié)果為：

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Shell 注釋

以 # 開(kāi)頭的行就是注釋?zhuān)瑫?huì)被解釋器忽略。

通過(guò)每一行加一個(gè) # 號(hào)設(shè)置多行注釋?zhuān)襁@樣：

#-----------------hello world-----------------------# 

如果在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，遇到大段的代碼需要臨時(shí)注釋起來(lái)，過(guò)一會(huì)兒又取消注釋?zhuān)趺崔k呢?

每一行加個(gè)#符號(hào)太費(fèi)力了，可以把這一段要注釋的代碼用一對(duì)花括號(hào)括起來(lái)，定義成一個(gè)函數(shù)，沒(méi)有地方調(diào)用這個(gè)函數(shù)，這塊代碼就不會(huì)執(zhí)行，達(dá)到了和注釋一樣的效果。

多行注釋

多行注釋還可以使用以下格式：:<<EOF 
注釋內(nèi)容...注釋內(nèi)容...注釋內(nèi)容... 
EOF 
EOF 也可以使用其他符號(hào)::<<' 
注釋內(nèi)容... 
注釋內(nèi)容... 
注釋內(nèi)容... 
':<<!注釋內(nèi)容...注釋內(nèi)容...注釋內(nèi)容...! 

EOF 也可以使用其他符號(hào):

:<<' 
注釋內(nèi)容... 
注釋內(nèi)容... 
注釋內(nèi)容... 
':<<!注釋內(nèi)容...注釋內(nèi)容...注釋內(nèi)容...! 

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