Shell基础知识（上）

shell脚本在日常的Linux系统管理工作中是必不可少的。如果不会写shell脚本，你就不算是一个合格的管理员。目前，很多单位在招聘Linux系统管理员时，shell脚本的编写是必考的题目。有的单位甚至用shell脚本的编写能力来衡量这个Linux系统管理员的经验是否丰富。所以，你必须认真学习shell脚本并不断练习。只要shell脚本写得好，相信你的Linux求职之路就会轻松得多。

阿铭在这一章中只是带你进入shell脚本的世界，如果你很感兴趣，可以到网上下载相关的资料或者到书店购买shell相关的图书。

在学习shell脚本之前，需要你了解很多相关的知识，这些知识是编写shell脚本的基础，希望你能够熟练掌握。

11.1　什么是shell

shell是系统跟计算机硬件交互时使用的中间介质，它只是系统的一个工具。实际上，在shell和计算机硬件之间还有一层东西——系统内核。如果把计算机硬件比作一个人的躯体，那系统内核就是人的大脑。至于shell，把它比作人的五官似乎更贴切些。言归正传，用户直接面对的不是计算机硬件而是shell，用户把指令告诉shell，然后shell再传输给系统内核，接着内核再去支配计算机硬件去执行各种操作。

阿铭接触的Linux发布版本（RHEL/Rocky）默认安装的shell版本是bash（即Bourne Again Shell），它是sh（即Bourne Shell）的增强版本。Bourn Shell是最早流行起来的一个shell版本。其创始人是Steven Bourne，为了纪念他而将其命名为BournShell，简称sh。那么，这个bash有什么特点呢？

11.1.1　记录命令历史

我们执行过的命令Linux都会记录，预设可以记录1000条历史命令。这些命令保存在用户的家目录的.bash_history文件中。但需要注意的是，只有当用户正常退出当前shell时，在当前shell中运行的命令才会保存至.bash_history文件中。那什么情况才算正常退出？敲exit命令或者按Ctrl D快捷键都可以正常退出。而意外断电或者断网就不算正常退出。

!是与命令历史有关的一个特殊字符，该字符常用的应用有以下3个。

1）!! ：连续两个!表示执行上一条指令。示例命令如下：

 

# pwd
/root
# !!
pwd
/root

 

2）!n ：这里的n是数字，表示执行命令历史中的第n条指令。例如，!1002表示执行命令历史中的第1002个命令，如下所示：

 

# history |grep
1002
1002 pwd
1015 history |grep 1002
# !1002
pwd
/root

 

上例中的history命令如果未改动过环境变量，默认可以把最近执行的1000条命令历史打印出来。

3）!字符串（字符串大于等于1）：例如!pw表示执行命令历史中最近一次以pw开头的命令。示例代码如下：

 

# !pw
pwd
/root

 

11.1.2　命令和文件名补全

最开始阿铭就介绍过，按tab键可以帮我们补全一个指令、一个路径或者一个文件名。连续按两次tab键，系统则会把所有的命令或者文件名都列出来。

11.1.3　别名

前面的章节中也曾提到过alias，它也是bash所特有的功能之一。我们可以通过alias把一个常用的并且很长的指令另取名为一个简单易记的指令。如果不想用了，还可以使用unalias命令解除别名功能。直接执行alias命令，会看到目前系统预设的别名，如下所示：

 

# alias
alias cp='cp -i'
alias egrep='egrep --color=auto'
alias fgrep='fgrep --color=auto'
alias grep='grep --color=auto'
alias l.='ls -d .* --color=auto'
alias ll='ls -l --color=auto'
alias ls='ls --color=auto'
alias mv='mv -i'
alias rm='rm -i'
alias which='(alias; declare -f) |
/usr/bin/which --tty-only --read-alias --read-functions --show-tilde
--show-dot'
alias xzegrep='xzegrep --color=auto'
alias xzfgrep='xzfgrep --color=auto'
alias xzgrep='xzgrep --color=auto'
alias zegrep='zegrep --color=auto'
alias zfgrep='zfgrep --color=auto'
alias zgrep='zgrep --color=auto'

 

另外，你也可以自定义命令的别名，其格式为alias [命令别名]=['具体的命令']，示例命令如下：

 

# alias aming='pwd'
# aming
/root
# unalias aming
# aming
bash: aming: command not found...
Failed to search for file: Cannot update
read-only repo

 

11.1.4　通配符

在bash下，可以使用*来匹配零个或多个字符，用?匹配一个字符。示例命令如下：

 

# ls -d /tmp/4_6/test*
/tmp/4_6/test1 /tmp/4_6/test4  /tmp/4_6/test5
# touch /tmp/4_6/test111
# ls -d /tmp/4_6/test?
/tmp/4_6/test1 /tmp/4_6/test4  /tmp/4_6/test5

 

11.1.5　输入/输出重定向

输入重定向用于改变命令的输入，输出重定向用于改变命令的输出。输出重定向更为常用，它经常用于将命令的结果输入到文件中，而不是屏幕上。输入重定向的命令是<，输出重定向的命令是>。另外，还有错误重定向命令2>以及追加重定向命令>>，示例命令如下：

 

# mkdir /tmp/10
# cd /tmp/10
# echo "123" > 1.txt
# echo "123" >> 1.txt
# cat 1.txt
123
123

 

11.1.6　管道符

前面已经提过管道符|，它用于将前一个指令的输出作为后一个指令的输入，如下所示：

 

# cat /etc/passwd|wc -l

 

11.1.7　作业控制

当运行进程时，你可以使它暂停（按Ctrl+Z组合键），然后使用fg（foreground的简写）命令恢复它，或是利用bg（background的简写）命令使它到后台运行。此外，你也可以使它终止（按Ctrl+C组合键）。示例命令如下：

 

# vi test1.txt
testtestsstststst

 

阿铭使用vi命令编辑test1.txt，随便输入一些内容，按Esc键后，使用Ctrl+Z组合键暂停任务，如下所示：

 

# vi test1.txt
[1]+ 已停止               vi test1.txt

 

此时提示vi test1.txt已经停止了，然后使用fg命令恢复它，此时又进入刚才的vi窗口了。再次使其暂停，然后输入jobs，可以看到被暂停或者在后台运行的任务，如下所示：

 

# jobs
[1]+ 已停止               vi test1.txt

 

如果想把暂停的任务放在后台重新运行，就使用bg命令，如下所示：

 

# bg
[1]+
vi test1.txt &
[1]+ 已停止               vi test1.txt

 

但是vi似乎并不支持在后台运行，那阿铭换一个其他的命令，如下所示：

 

# vmstat 1 > /tmp/1.log
^Z //此处按ctrl
+ z
[2]+ 已停止               vmstat 1 > /tmp/1.log
# jobs
[1]- 已停止               vi test1.txt
[2]+ 已停止               vmstat 1 > /tmp/1.log
# bg 2
[2]+
vmstat 1 > /tmp/1.log &

 

在上面的例子中，又出现了一个新的知识点，那就是多个被暂停的任务会有编号，使用jobs命令可以看到两个任务，使用bg命令或者fg命令时，则需要在后面加编号。这里阿铭使用命令bg 2把第2个暂停的任务放到后台重新运行（需要在命令后边加符号&，且中间有个空格）。本例中的vmstat 1是用来观察系统状态的一个命令，阿铭以后再介绍。

如何关掉在后台运行的任务呢？如果你没有退出刚才的shell，那么应该先使用命令fg 编号把任务调到前台，然后按Ctrl+C组合键结束任务。如下所示：

 

# fg 2
vmstat
1 > /tmp/1.log
^C //此处按ctrl + c

 

另一种情况则是，关闭当前的shell，再次打开另一个shell时，使用jobs命令并不会显示在后台运行或者被暂停的任务。要想关闭这些任务，则需要先知道它们的pid。如下所示：

 

# vmstat 1 > /tmp/1.log &
[1]
32689
# ps aux |grep vmstat
root 32689 0.1  0.0  41192 2012 pts/2    S    22:14  0:00 vmstat 1
root 32691 0.0  0.0   9184 1084 pts/2    R+   22:14  0:00 grep --color=auto vmstat

 

使用&把任务放到后台运行时，会显示pid信息。如果忘记这个pid，还可以使用ps aux命令找到那个进程（关于ps命令，阿铭会在以后讲解）。如果想结束该进程，需要使用kill命令，如下所示：

 

# kill 32689
# jobs
[1]+ Terminated              vmstat 1 > /tmp/1.log

 

kill命令很简单，直接在后面加pid即可。如果遇到结束不了的进程时，可以在kill后面加一个选项，即kill -9 [pid]。

在该节结束时，大家不要忘记把后台的vi给结束掉，免得以后遇到一些困扰。具体怎么结束，阿铭相信，经过前面的学习，你应该知道答案了。

11.2　变量

阿铭在前面章节中介绍过环境变量PATH，它是shell预设的一个变量。通常，shell预设的变量都是大写的。变量就是使用一个较简单的字符串来替代某些具有特殊意义的设定以及数据。就拿PATH来讲，这个PATH就代替了所有常用命令的绝对路径的设定。有了PATH这个变量，我们运行某个命令时，就不再需要输入全局路径，直接输入命令名即可。你可以使用echo命令显示变量的值，如下所示：

 

# echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
# echo $HOME
/root
# echo $PWD
/root
# echo $LOGNAME
root

 

除了PATH、HOME和LOGNAME外，系统预设的环境变量还有哪些呢？

11.2.1　命令env

使用env命令，可列出系统预设的全部系统变量，如下所示：

 

# env
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:*.arc=01;31:*.arj=01;31:*.taz=01;31:*.lha=01;31:*.lz4=01;31:*.lzh=01;31:*.lzma=01;31:*.tlz=01;31:*.txz=01;31:*.tzo=01;31:*.t7z=01;31:*.zip=01;31:*.z=01;31:*.dz=01;31:*.gz=01;31:*.lrz=01;31:*.lz=01;31:*.lzo=01;31:*.xz=01;31:*.zst=01;31:*.tzst=01;31:*.bz2=01;31:*.bz=01;31:*.tbz=01;31:*.tbz2=01;31:*.tz=01;31:*.deb=01;31:*.rpm=01;31:*.jar=01;31:*.war=01;31:*.ear=01;31:*.sar=01;31:*.rar=01;31:*.alz=01;31:*.ace=01;31:*.zoo=01;31:*.cpio=01;31:*.7z=01;31:*.rz=01;31:*.cab=01;31:*.wim=01;31:*.swm=01;31:*.dwm=01;31:*.esd=01;31:*.jpg=01;35:*.jpeg=01;35:*.mjpg=01;35:*.mjpeg=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:*.webm=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:*.ogv=01;35:*.ogx=01;35:*.aac=01;36:*.au=01;36:*.flac=01;36:*.m4a=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:*.oga=01;36:*.opus=01;36:*.spx=01;36:*.xspf=01;36:
SSH_CONNECTION=192.168.18.1
62926 192.168.18.119 22
LANG=zh_CN.UTF-8
HISTCONTROL=ignoredups
HOSTNAME=localhost.localdomain
XDG_SESSION_ID=15
USER=root
SELINUX_ROLE_REQUESTED=
PWD=/tmp/10
HOME=/root
SSH_CLIENT=192.168.18.1
62926 22
SELINUX_LEVEL_REQUESTED=
XDG_DATA_DIRS=/root/.local/share/flatpak/exports/share:/var/lib/flatpak/exports/share:/usr/local/share:/usr/share
SSH_TTY=/dev/pts/2
MAIL=/var/spool/mail/root
TERM=xterm
SHELL=/bin/bash
SELINUX_USE_CURRENT_RANGE=
SHLVL=1
LOGNAME=root
DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS=unix:path=/run/user/0/bus
XDG_RUNTIME_DIR=/run/user/0
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
HISTSIZE=1000
LESSOPEN=||/usr/bin/lesspipe.sh
%s
_=/usr/bin/env
OLDPWD=/root

 

登录不同的用户，这些环境变量的值也不同。当前显示的是root账户的环境变量。下面阿铭简单介绍一下常见的环境变量。

HOSTNAME：表示主机的名称。

SHELL：表示当前用户的shell类型。

HISTSIZE：表示历史记录数。

MAIL：表示当前用户的邮件存放目录。

PATH：该变量决定了shell将到哪些目录中寻找命令或程序。

PWD：表示当前目录。

LANG：这是与语言相关的环境变量，多语言环境可以修改此环境变量。

HOME：表示当前用户的家目录。

LOGNAME：表示当前用户的登录名。

env命令显示的变量只是环境变量，系统预设的变量其实还有很多，你可以使用set命令把系统预设的全部变量都显示出来。

11.2.2　命令set

set命令和env命令类似，也可以输出环境变量，如下所示：

 

# set
BASH=/bin/bash
BASHOPTS=checkwinsizecomplete_fullquoteextglobforce_fignoreinteractive_commentsprogcompsourcepath
BASHRCSOURCED=Y
BASH_ALIASES=()
BASH_ARGC=()
BASH_ARGV=()
BASH_CMDS=()
BASH_COMPLETION_VERSINFO=([0]="2"
[1]="7")
BASH_LINENO=()
BASH_REMATCH=()
BASH_SOURCE=()
BASH_VERSINFO=([0]="4"
[1]="4" [2]="19" [3]="1" [4]="release"
[5]="x86_64-redhat-linux-gnu")
BASH_VERSION='4.4.19(1)-release'
COLUMNS=189
COMP_WORDBREAKS=$'
	
"'><=;|&(:'
DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS=unix:path=/run/user/0/bus
DIRSTACK=()
EUID=0
FINAL_LIST=
GLUSTER_BARRIER_OPTIONS=$'
 {enable},
        {disable}
'

 

阿铭并没有把全部内容都列出来，set命令不仅可以显示系统预设的变量，也可以显示用户自定义的变量。比如，我们自定义一个变量，如下所示：

 

# myname=Aming
# echo $myname
Aming
# set |grep myname
myname=Aming

 

虽然你可以自定义变量，但是该变量只能在当前shell中生效，如下所示：

 

# echo $myname
Aming
# bash //执行该命令，会进入一个子shell环境中
# echo $myname
# exit
exit
# echo $myname
Aming

 

使用bash命令可以再打开一个shell，此时先前设置的myname变量已经不存在了，退出当前shell回到原来的shell，myname变量还在。如果想让设置的环境变量一直生效，该怎么做呢？这分以下两种情况。

1）允许系统内所有用户登录后都能使用该变量。具体的操作方法是：在/etc/profile文件的最后一行加入exportmyname=Aming，然后运行source/etc/profile就可以生效了。此时再运行bash命令或者切换到其他账户（如su - test）就可以看到效果。如下所示：

 

# echo "export myname=Aming" >> /etc/profile
# source !$
source /etc/profile
# bash
# echo $myname
Aming
# exit
exit
# su - test
$ echo $myname
Aming

 

2）仅允许当前用户使用该变量。具体的操作方法是：在用户主目录下的.bashrc文件的最后一行加入exportmyname=Aming，然后运行source .bashrc就可以生效了。这时再登录test账户，myname变量则不会生效了。这里source命令的作用是将目前设定的配置刷新，即不用注销再登录也能生效。

阿铭在上例中使用myname=Aming来设置变量myname，那么，在Linux下设置自定义变量，有哪些规则呢？

q设定变量的格式为a=b，其中a为变量名，b为变量的内容，等号两边不能有空格。

q变量名只能由字母、数字以及下划线组成，而且不能以数字开头。

q当变量内容带有特殊字符（如空格）时，需要加上单引号。示例命令如下：

 

# myname='Aming
Li'
# echo $myname
Aming Li

 

有一种情况需要你注意，就是变量内容中本身带有单引号，这时就需要加双引号了。示例命令如下：

 

# myname="Aming's"
# echo $myname
Aming's

 

如果变量内容中需要用到其他命令，运行结果则可以使用反引号。示例命令如下：

 

# myname=`pwd`
# echo $myname
/root

 

变量内容可以累加其他变量的内容，但需要加双引号。示例命令如下：

 

# myname="$LOGNAME"Aming
# echo $myname
rootAming

 

如果你不小心把双引号错加为单引号，则得不到你想要的结果。示例命令如下：

 

# myname='$LOGNAME'Aming
# echo $myname
$LOGNAMEAming

 

通过上面几个例子，也许你能看出使用单引号和双引号的区别。使用双引号时，不会取消双引号中特殊字符本身的作用（这里是$），而使用单引号时，里面的特殊字符将全部失去其本身的作用。

在前面的例子中，阿铭多次使用了bash命令，如果在当前shell中运行bash指令，则会进入一个新的shell，这个shell就是原来shell的子shell。你不妨用pstree指令来查看一下，示例命令如下：

 

# pstree |grep bash
 |-login---bash
 |-sshd---sshd---bash-+-grep
# bash
# pstree |grep bash
 |-login---bash
 |-sshd---sshd---bash---bash-+-grep

 

如果没有该命令，请运行yum install psmisc命令安装，pstree命令会把Linux系统中的所有进程以树形结构显示出来。限于篇幅，阿铭没有全部列出，你可以直接输入pstree查看。在父shell中设定变量后，进入子shell时，该变量是不会生效的。如果想让这个变量在子shell中生效，则要用到export指令。示例命令如下：

 

# abc=123
# echo $abc
123
# bash
# echo $abc
# exit
exit
# export abc
# echo $abc
123
# bash
# echo $abc
123

 

其实export命令就是声明一下这个变量，让该shell的子shell也知道变量abc的值是123。设置变量之后，如果想取消某个变量，只要输入unset 变量名即可。示例命令如下：

 

# echo $abc
123
# unset abc
# echo $abc

 

　　审核编辑：汤梓红