shell编程基础知识入门

　　什么是Shell脚本？

　　Shell脚本（英语：Shell script）是一种电脑程序与文本文件，内容由一连串的shell命令组成，经由Unix Shell直译其内容后运作。被当成是一种脚本语言来设计，其运作方式与直译语言相当，由Unix shell扮演命令行解释器的角色，在读取shell script之后，依序运行其中的shell命令，之后输出结果。利用Shell script可以进行系统管理，文件操作等。

　　

　　在Unix及所有的类Unix系统中，如Linux、FreeBSD等操作系统，都存在Shell Script。依照Unix shell的各种不同类型，Shell script也有各种不同方言。在DOS、OS/2、Microsoft Windows中的批处理文件，跟shell script有类似的功能。

　　1）记录命令历史

　　我们敲过的命令，linux是会有记录的，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中的.bash_history文件中。有一点需要你知道的是，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。

　　与命令历史有关的有一个有意思的字符那就是”！”了。常用的有这么几个应用：（1）！！ （连续两个”！”），表示执行上一条指令；（2）！n（这里的n是数字），表示执行命令历史中第n条指令，例如”！100”表示执行命令历史中第100个命令；（3）！字符串（字符串大于等于1），例如！ta，表示执行命令历史中最近一次以ta为开头的指令。

　　

　　2）指令和文件名补全

　　在本教程最开始笔者就介绍过这个功能了，记得吗？对了就是按tab键，它可以帮你补全一个指令，也可以帮你补全一个路径或者一个文件名。连续按两次tab键，系统则会把所有的指令或者文件名都列出来。

　　3）别名

　　前面也出现过alias的介绍，这个就是bash所特有的功能之一了。我们可以通过alias把一个常用的并且很长的指令别名一个简洁易记的指令。如果不想用了，还可以用unalias解除别名功能。直接敲alias会看到目前系统预设的alias ：

　　

　　看到了吧，系统预设的alias指令也就这几个而已，你也可以自定义你想要的指令别名。alias语法很简单，alias ［命令别名］=［’具体的命令’］。

　　4）通配符

　　在bash下，可以使用*来匹配零个或多个字符，而用？匹配一个字符。

　　

　　5）输入输出从定向

　　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2》，以及追加重定向》》，稍后会详细介绍。

　　6）管道符

　　前面已经提过过管道符”|”，就是把前面的命令运行的结果丢给后面的命令。

　　7）作业控制。

　　当运行一个进程时，你可以使它暂停（按Ctrl+z），然后使用fg命令恢复它，利用bg命令使他到后台运行，你也可以使它终止（按Ctrl+c）。

　　【变量】

　　前面章节中笔者曾经介绍过环境变量PATH，这个环境变量就是shell预设的一个变量，通常shell预设的变量都是大写的。变量，说简单点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。因为有了PATH这个变量，所以我们运行某个命令时不再去输入全局路径，直接敲命令名即可。你可以使用echo命令显示变量的值。

　　

　　除了PATH， HOME， LOGNAME外，系统预设的环境变量还有哪些呢？

　　

　　使用env命令即可全部列出系统预设的全部系统变量了。不过登录的用户不一样这些环境变量的值也不一样。当前显示的就是root这个账户的环境变量了。下面笔者简单介绍一下常见的环境变量：

　　PATH 决定了shell将到哪些目录中寻找命令或程序

　　HOME 当前用户主目录

　　HISTSIZE 历史记录数

　　LOGNAME 当前用户的登录名

　　HOSTNAME 指主机的名称

　　SHELL 前用户Shell类型

　　LANG 语言相关的环境变量，多语言可以修改此环境变量

　　MAIL 当前用户的邮件存放目录

　　PWD 当前目录

　　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。

　　

　　限于篇幅，笔者在上例中并没有把所有显示结果都截图。set不仅可以显示系统预设的变量，也可以连同用户自定义的变量显示出来。用户自定义变量？是的，用户自己同样可以定义变量。

　　Shell编程快速入门

　　来看一个实例

　　#！/bin/sh

　　cd ~

　　mkdir shell_tut

　　cd shell_tut

　　for （（i=0; i《10; i++））; do

　　touch test_$i.txt

　　done

　　实例解析：

　　第1行：指定脚本解释器，这里是用/bin/sh做解释器的

　　第2行：切换到当前用户的home目录

　　第3行：创建一个目录shell_tut

　　第4行：切换到shell_tut目录

　　第5行：循环条件，一共循环10次

　　第6行：创建一个test_1…10.txt文件

　　第7行：循环体结束

　　cd， mkdir， touch都是系统自带的程序，一般在/bin或者/usr/bin目录下。for， do， done是sh脚本语言的关键字。

　　环境

　　shell编程跟java、php编程一样，只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。

　　当前主流的操作系统都支持shell编程，本文档所述的shell编程是指Linux下的shell，讲的基本都是POSIX标准下的功能，所以，也适用于Unix及BSD（如Mac OS）。

　　Linux

　　Linux默认安装就带了shell解释器。

　　Mac OS

　　Mac OS不仅带了sh、bash这两个最基础的解释器，还内置了ksh、csh、zsh等不常用的解释器。

　　Windows上的模拟器

　　windows出厂时没有内置shell解释器，需要自行安装，为了同时能用grep， awk， curl等工具，最好装一个cygwin或者mingw来模拟linux环境。

　　cygwin

　　mingw

　　脚本解释器

　　sh

　　即Bourne shell，POSIX（Portable Operating System Interface）标准的shell解释器，它的二进制文件路径通常是/bin/sh，由Bell Labs开发。

　　bash

　　Bash是Bourne shell的替代品，属GNU Project，二进制文件路径通常是/bin/bash。业界通常混用bash、sh、和shell，比如你会经常在招聘运维工程师的文案中见到：熟悉Linux Bash编程，精通Shell编程。

　　在CentOS里，/bin/sh是一个指向/bin/bash的符号链接：

　　［root@centosraw ~］# ls -l /bin/*sh

　　-rwxr-xr-x. 1 root root 903272 Feb 22 05:09 /bin/bash

　　-rwxr-xr-x. 1 root root 106216 Oct 17 2012 /bin/dash

　　lrwxrwxrwx. 1 root root 4 Mar 22 10:22 /bin/sh -》 bash

　　但在Mac OS上不是，/bin/sh和/bin/bash是两个不同的文件，尽管它们的大小只相差100字节左右：

　　iMac：~ wuxiao$ ls -l /bin/*sh

　　-r-xr-xr-x 1 root wheel 1371648 6 Nov 16:52 /bin/bash

　　-rwxr-xr-x 2 root wheel 772992 6 Nov 16:52 /bin/csh

　　-r-xr-xr-x 1 root wheel 2180736 6 Nov 16:52 /bin/ksh

　　-r-xr-xr-x 1 root wheel 1371712 6 Nov 16:52 /bin/sh

　　-rwxr-xr-x 2 root wheel 772992 6 Nov 16:52 /bin/tcsh

　　-rwxr-xr-x 1 root wheel 1103984 6 Nov 16:52 /bin/zsh

　　高级编程语言

　　理论上讲，只要一门语言提供了解释器（而不仅是编译器），这门语言就可以胜任脚本编程，常见的解释型语言都是可以用作脚本编程的，如：Perl、Tcl、Python、PHP、Ruby。Perl是最老牌的脚本编程语言了，Python这些年也成了一些linux发行版的预置解释器。

　　编译型语言，只要有解释器，也可以用作脚本编程，如C shell是内置的（/bin/csh），Java有第三方解释器Jshell，Ada有收费的解释器AdaScript。

　　如下是一个PHP Shell Script示例（假设文件名叫test.php）：

　　#！/usr/bin/php

　　《？php

　　for （$i=0; $i 《 10; $i++） {

　　echo $i 。 “ ”;

　　}

　　执行：

　　/usr/bin/php test.php

　　或者：

　　chmod +x test.php

　　。/test.php

　　如何选择shell编程语言

　　熟悉 vs 陌生

　　如果你已经掌握了一门编程语言（如PHP、Python、Java、JavaScript），建议你就直接使用这门语言编写脚本程序，虽然某些地方会有点啰嗦，但你能利用在这门语言领域里的经验（单元测试、单步调试、IDE、第三方类库）。

　　新增的学习成本很小，只要学会怎么使用shell解释器（Jshell、AdaScript）就可以了。

　　简单 vs 高级

　　如果你觉得自己熟悉的语言（如Java、C）写shell脚本实在太啰嗦，你只是想做一些备份文件、安装软件、下载数据之类的事情，学着使用sh，bash会是一个好主意。

　　shell只定义了一个非常简单的编程语言，所以，如果你的脚本程序复杂度较高，或者要操作的数据结构比较复杂，那么还是应该使用Python、Perl这样的脚本语言，或者是你本来就已经很擅长的高级语言。因为sh和bash在这方面很弱，比如说：

　　它的函数只能返回字串，无法返回数组

　　它不支持面向对象，你无法实现一些优雅的设计模式

　　它是解释型的，一边解释一边执行，连PHP那种预编译都不是，如果你的脚本包含错误（例如调用了不存在的函数），只要没执行到这一行，就不会报错

　　环境兼容性

　　如果你的脚本是提供给别的用户使用，使用sh或者bash，你的脚本将具有最好的环境兼容性，perl很早就是linux标配了，python这些年也成了一些linux发行版的标配，至于mac os，它默认安装了perl、python、ruby、php、java等主流编程语言。

　　第一个shell脚本

　　编写

　　打开文本编辑器，新建一个文件，扩展名为sh（sh代表shell），扩展名并不影响脚本执行，见名知意就好，如果你用php写shell 脚本，扩展名就用php好了。

　　输入一些代码，第一行一般是这样：

　　#！/bin/bash

　　#！/usr/bin/php

　　“#！”是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行。

　　运行

　　运行Shell脚本有两种方法：

　　运行Shell脚本有两种方法：

　　作为可执行程序

　　chmod +x test.sh

　　。/test.sh

　　注意，一定要写成。/test.sh，而不是test.sh，运行其它二进制的程序也一样，直接写test.sh，linux系统会去PATH里寻找有没有叫test.sh的，而只有/bin， /sbin， /usr/bin，/usr/sbin等在PATH里，你的当前目录通常不在PATH里，所以写成test.sh是会找不到命令的，要用。/test.sh告诉系统说，就在当前目录找。

　　通过这种方式运行bash脚本，第一行一定要写对，好让系统查找到正确的解释器。

　　这里的“系统”，其实就是shell这个应用程序（想象一下Windows Explorer），但我故意写成系统，是方便理解，既然这个系统就是指shell，那么一个使用/bin/sh作为解释器的脚本是不是可以省去第一行呢？是的。

　　作为解释器参数

　　这种运行方式是，直接运行解释器，其参数就是shell脚本的文件名，如：

　　/bin/sh test.sh

　　/bin/php test.php