第十二章 學(xué)習(xí) shell腳本之前的基礎(chǔ)知識

日常的linux系統(tǒng)管理工作中必不可少的就是shell腳本，如果不會寫shell腳本，那么你就不算一個合格的管理員。目前很多單位在招聘linux系統(tǒng)管理員時，shell腳本的編寫是必考的項目。有的單位甚至用shell腳本的編寫能力來衡量這個linux系統(tǒng)管理員的經(jīng)驗(yàn)是否豐富。筆者講這些的目的只有一個，那就是讓你認(rèn)真對待shell腳本，從一開始就要把基礎(chǔ)知識掌握牢固，然后要不斷的練習(xí)，只要你shell腳本寫的好，相信你的linux求職路就會輕松的多。筆者在這一章中并不會多么詳細(xì)的介紹shell腳本，而只是帶你進(jìn)入shell腳本的世界，如果你很感興趣那么請到網(wǎng)上下載相關(guān)的資料或者到書店購買相關(guān)書籍吧。

在學(xué)習(xí)shell 腳本之前，需要你了解很多關(guān)于shell的知識，這些知識是編寫shell腳本的基礎(chǔ)，所以希望你能夠熟練的掌握。

【什么是shell】

簡單點(diǎn)理解，就是系統(tǒng)跟計算機(jī)硬件交互時使用的中間介質(zhì)，它只是系統(tǒng)的一個工具。實(shí)際上，在shell和計算機(jī)硬件之間還有一層?xùn)|西那就是系統(tǒng)內(nèi)核了。打個比方，如果把計算機(jī)硬件比作一個人的軀體，而系統(tǒng)內(nèi)核則是人的大腦，至于shell，把它比作人的五官似乎更加貼切些。回到計算機(jī)上來，用戶直接面對的不是計算機(jī)硬件而是shell，用戶把指令告訴shell，然后shell再傳輸給系統(tǒng)內(nèi)核，接著內(nèi)核再去支配計算機(jī)硬件去執(zhí)行各種操作。

筆者接觸的linux發(fā)布版本（Redhat/CentOS）系統(tǒng)默認(rèn)安裝的shell叫做bash，即Bourne Again Shell，它是sh（Bourne Shell）的增強(qiáng)版本。Bourn Shell 是最早行起來的一個shell，創(chuàng)始人叫Steven Bourne，為了紀(jì)念他所以叫做Bourn Shell，檢稱sh。那么這個bash有什么特點(diǎn)呢？

1）記錄命令歷史

我們敲過的命令，linux是會有記錄的，預(yù)設(shè)可以記錄1000條歷史命令。這些命令保存在用戶的家目錄中的.bash_history文件中。有一點(diǎn)需要你知道的是，只有當(dāng)用戶正常退出當(dāng)前shell時，在當(dāng)前shell中運(yùn)行的命令才會保存至.bash_history文件中。

與命令歷史有關(guān)的有一個有意思的字符那就是”!”了。常用的有這么幾個應(yīng)用：（1）!! （連續(xù)兩個”!”），表示執(zhí)行上一條指令；（2）!n（這里的n是數(shù)字），表示執(zhí)行命令歷史中第n條指令，例如”!100”表示執(zhí)行命令歷史中第100個命令；（3）!字符串（字符串大于等于1），例如!ta，表示執(zhí)行命令歷史中最近一次以ta為開頭的指令。

2）指令和文件名補(bǔ)全

在本教程最開始筆者就介紹過這個功能了，記得嗎？對了就是按tab鍵，它可以幫你補(bǔ)全一個指令，也可以幫你補(bǔ)全一個路徑或者一個文件名。連續(xù)按兩次tab鍵，系統(tǒng)則會把所有的指令或者文件名都列出來。

3）別名

前面也出現(xiàn)過alias的介紹，這個就是bash所特有的功能之一了。我們可以通過alias把一個常用的并且很長的指令別名一個簡潔易記的指令。如果不想用了，還可以用unalias解除別名功能。直接敲alias會看到目前系統(tǒng)預(yù)設(shè)的alias ：

看到了吧，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的alias指令也就這幾個而已，你也可以自定義你想要的指令別名。alias語法很簡單，alias [命令別名]=[’具體的命令’]。

4）通配符

在bash下，可以使用*來匹配零個或多個字符，而用?匹配一個字符。

5）輸入輸出從定向

輸入重定向用于改變命令的輸入，輸出重定向用于改變命令的輸出。輸出重定向更為常用，它經(jīng)常用于將命令的結(jié)果輸入到文件中，而不是屏幕上。輸入重定向的命令是<，輸出重定向的命令是>，另外還有錯誤重定向2>，以及追加重定向>>，稍后會詳細(xì)介紹。

6）管道符

前面已經(jīng)提過過管道符”|”，就是把前面的命令運(yùn)行的結(jié)果丟給后面的命令。

7）作業(yè)控制。

當(dāng)運(yùn)行一個進(jìn)程時，你可以使它暫停（按Ctrl+z），然后使用fg命令恢復(fù)它，利用bg命令使他到后臺運(yùn)行，你也可以使它終止（按Ctrl+c）。

【變量】

前面章節(jié)中筆者曾經(jīng)介紹過環(huán)境變量PATH，這個環(huán)境變量就是shell預(yù)設(shè)的一個變量，通常shell預(yù)設(shè)的變量都是大寫的。變量，說簡單點(diǎn)就是使用一個較簡單的字符串來替代某些具有特殊意義的設(shè)定以及數(shù)據(jù)。就拿PATH來講，這個PATH就代替了所有常用命令的絕對路徑的設(shè)定。因?yàn)橛辛?/span>PATH這個變量，所以我們運(yùn)行某個命令時不再去輸入全局路徑，直接敲命令名即可。你可以使用echo命令顯示變量的值。

除了PATH, HOME, LOGNAME外，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的環(huán)境變量還有哪些呢？

使用env命令即可全部列出系統(tǒng)預(yù)設(shè)的全部系統(tǒng)變量了。不過登錄的用戶不一樣這些環(huán)境變量的值也不一樣。當(dāng)前顯示的就是root這個賬戶的環(huán)境變量了。下面筆者簡單介紹一下常見的環(huán)境變量：

PATH 決定了shell將到哪些目錄中尋找命令或程序

HOME 當(dāng)前用戶主目錄

HISTSIZE 歷史記錄數(shù)

LOGNAME 當(dāng)前用戶的登錄名

HOSTNAME 指主機(jī)的名稱

SHELL 前用戶Shell類型

LANG 語言相關(guān)的環(huán)境變量，多語言可以修改此環(huán)境變量

MAIL 當(dāng)前用戶的郵件存放目錄

PWD 當(dāng)前目錄

env命令顯示的變量只是環(huán)境變量，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的變量其實(shí)還有很多，你可以使用set命令把系統(tǒng)預(yù)設(shè)的全部變量都顯示出來。

限于篇幅，筆者在上例中并沒有把所有顯示結(jié)果都截圖。set不僅可以顯示系統(tǒng)預(yù)設(shè)的變量，也可以連同用戶自定義的變量顯示出來。用戶自定義變量？是的，用戶自己同樣可以定義變量。

雖然你可以自定義變量，但是該變量只能在當(dāng)前shell中生效，不信你再登錄一個shell試試？

使用bash命令即可再打開一個shell，此時先前設(shè)置的myname變量已經(jīng)不存在了，退出當(dāng)前shell回到原來的shell，myname變量還在。那要想設(shè)置的變量一直生效怎么辦？有兩種情況：

1） 要想系統(tǒng)內(nèi)所有用戶登錄后都能使用該變量

需要在/etc/profile文件最末行加入 “export myname=Aming” 然后運(yùn)行”source /etc/profile”就可以生效了。此時你再運(yùn)行bash命令或者直接su - test賬戶看看。

2）只想讓當(dāng)前用戶使用該變量

需要在用戶主目錄下的.bashrc文件最后一行加入“export myname=Aming” 然后運(yùn)行”source .bashrc”就可以生效了。這時候再登錄test賬戶，myname變量則不會生效了。上面用的source命令的作用是，講目前設(shè)定的配置刷新，即不用注銷再登錄也能生效。

筆者在上例中使用”myname=Aming”來設(shè)置變量myname，那么在linux下設(shè)置自定義變量有哪些規(guī)則呢？

a. 設(shè)定變量的格式為”a=b”，其中a為變量名，b為變量的內(nèi)容，等號兩邊不能有空格；

b. 變量名只能由英、數(shù)字以及下劃線組成，而且不能以數(shù)字開頭；

c. 當(dāng)變量內(nèi)容帶有特殊字符（如空格）時，需要加上單引號；

有一種情況，需要你注意，就是變量內(nèi)容中本身帶有單引號，這就需要用到雙引號了。

d. 如果變量內(nèi)容中需要用到其他命令運(yùn)行結(jié)果則可以使用反引號；

e. 變量內(nèi)容可以累加其他變量的內(nèi)容，需要加雙引號；

在這里如果你不小心把雙引號加錯為單引號，將得不到你想要的結(jié)果

通過上面幾個例子也許你能看得出，單引號和雙引號的區(qū)別：用雙引號時不會取消掉里面出現(xiàn)的特殊字符的本身作用（這里的$），而使用單引號則里面的特殊字符全部失去它本身的作用。

在前面的例子中筆者多次使用了bash命令，如果在當(dāng)前shell中運(yùn)行bash指令后，則會進(jìn)入一個新的shell，這個shell就是原來shell的子shell了，不妨你用pstree指令來查看一下。

pstree這個指令會把linux系統(tǒng)中所有進(jìn)程通過樹形結(jié)構(gòu)打印出來。限于篇幅筆者沒有全部列出，你可以直接輸入pstree查看即可。在父shell中設(shè)定一個變量后，進(jìn)入子shell后該變量是不會生效的，如果想讓這個變量在子shell中生效則要用到export指令，筆者曾經(jīng)在前面用過。

export其實(shí)就是聲明一下這個變量的意思，讓該shell的子shell也知道變量abc的值是123.如果export后面不加任何變量名，則它會聲明所有的變量。

在最后面連同我們自定義的變量都被聲明了。

前面光講如何設(shè)置變量，如果想取消某個變量怎么辦？只要輸入”unset 變量名”即可。

用unset abc后，再echo $abc則不再輸出任何內(nèi)容。

【系統(tǒng)環(huán)境變量與個人環(huán)境變量的配置文件】

上面講了很多系統(tǒng)的變量，那么在linux系統(tǒng)中，這些變量被存到了哪里呢，為什么用戶一登陸shell就自動有了這些變量呢？

/etc/profile ：這個文件預(yù)設(shè)了幾個重要的變量，例如PATH, USER, LOGNAME, MAIL, INPUTRC, HOSTNAME, HISTSIZE, umas等等。

/etc/bashrc ：這個文件主要預(yù)設(shè)umask以及PS1。這個PS1就是我們在敲命令時，前面那串字符了，例如筆者的linux系統(tǒng)PS1就是 [root@localhost ~]# ，你不妨看一下PS1的值。

\u就是用戶，\h 主機(jī)名， \W 則是當(dāng)前目錄，\$就是那個’#’了，如果是普通用戶則顯示為’$’

除了兩個系統(tǒng)級別的配置文件外，每個用戶的主目錄下還有幾個這樣的隱藏文件：

.bash_profile ：定義了用戶的個人化路徑與環(huán)境變量的文件名稱。每個用戶都可使用該文件輸入專用于自己使用的shell信息,當(dāng)用戶登錄時,該文件僅僅執(zhí)行一次。

.bashrc ：該文件包含專用于你的shell的bash信息,當(dāng)?shù)卿洉r以及每次打開新的shell時,該該文件被讀取。例如你可以將用戶自定義的alias或者自定義變量寫到這個文件中。

.bash_history ：記錄命令歷史用的。

.bash_logout ：當(dāng)退出shell時，會執(zhí)行該文件。可以把一些清理的工作放到這個文件中。

【linux shell中的特殊符號】

你在學(xué)習(xí)linux的過程中，也許你已經(jīng)接觸過某個特殊符號，例如”*”，它是一個通配符號，代表零個或多個字符或數(shù)字。下面筆者就說一說常用到的特殊字符。

1. * ：代表零個或多個字符或數(shù)字。

test后面可以沒有任何字符，也可以有多個字符，總之有或沒有都能匹配出來。

2. ? ：只代表一個任意的字符

不管是數(shù)字還是字母，只要是一個都能匹配出來。

3. # ：這個符號在linux中表示注釋說明的意思，即”#”后面的內(nèi)容linux忽略掉。

在命令的開頭或者中間插入”#” ，linux都會忽略掉的。這個符號在shell腳本中用的很多。

4. \ ：脫意字符，將后面的特殊符號（例如”*” ）還原為普通字符。

5. | ：管道符，前面多次說過，它的作用在于將符號前面命令的結(jié)果丟給符號后面的命令。這里提到的后面的命令，并不是所有的命令都可以的，一般針對文檔操作的命令比較常用，例如cat, less, head, tail, grep, cut, sort, wc, uniq, tee, tr, split, sed, awk等等，其中grep, sed, awk為正則表達(dá)式必須掌握的工具，在后續(xù)內(nèi)容中詳細(xì)介紹。

6. $ ：除了用于變量前面的標(biāo)識符外，還有一個妙用，就是和’!’結(jié)合起來使用。

‘!$’表示上條命中中最后一個變量（也許稱為變量不合適，總之就是上條命令中最后出現(xiàn)的那個東西）例如上邊命令最后是test.txt那么在當(dāng)前命令下輸入!$則代表test.txt。

1）grep ：過濾一個或多個字符，將會在后續(xù)內(nèi)容中詳細(xì)介紹其用法。

2) cut ：截取某一個字段

語法：cut -d “分隔字符” [-cf] n 這里的n是數(shù)字

-d ：后面跟分隔字符，分隔字符要用雙引號括起來

-c ：后面接的是第幾個字符

-f ：后面接的是第幾個區(qū)塊

-d 后面跟分隔字符，這里使用冒號作為分割字符，-f 1 就是截取第一段，-f和1之間的空格可有可無。

-c 后面可以是1個數(shù)字n，也可以是一個區(qū)間n1-n2，還可以是多個數(shù)字n1,n2,n3

3) sort ：用做排序

語法：sort [-t 分隔符] [-kn1,n2] [-nru] 這里的n1 < n2

-t 分隔符 ：作用跟cut的-d一個意思

-n ：使用純數(shù)字排序

-r ：反向排序

-u ：去重復(fù)

-kn1,n2 ：由n1區(qū)間排序到n2區(qū)間，可以只寫-kn1，即對n1字段排序

4) wc ：統(tǒng)計文檔的行數(shù)、字符數(shù)、詞數(shù)，常用的選項為：

-l ：統(tǒng)計行數(shù)

-m ：統(tǒng)計字符數(shù)

-w ：統(tǒng)計詞數(shù)

5） uniq ：去重復(fù)的行，筆者常用的選項只有一個：

-c ：統(tǒng)計重復(fù)的行數(shù)，并把行數(shù)寫在前面

有一點(diǎn)需要注意，在進(jìn)行uniq之前，需要先用sort排序然后才能uniq，否則你將得不到你想要的，筆者上面的試驗(yàn)當(dāng)中已經(jīng)是排序過所以省略掉那步了。

6）tee ：后跟文件名，類似與重定向”>”，但是比重定向多了一個功能，在把文件寫入后面所跟的文件中的同時，還顯示在屏幕上。

7）tr ：替換字符，常用來處理文檔中出現(xiàn)的特殊符號，如DOS文檔中出現(xiàn)的^M符號。常用的選項有兩個：

-d ：刪除某個字符，-d 后面跟要刪除的字符

-s ：把重復(fù)的字符去掉

最常用的就是把小寫變大寫： tr ‘[a-z]’ ‘[A-Z]’

當(dāng)然替換一個字符也是完全可以的。

不過替換、刪除以及去重復(fù)都是針對一個字符來講的，有一定局限性。如果是針對一個字符串就不再管用了，所以筆者建議只是簡單了解這個tr即可，以后你還會學(xué)到更多可以實(shí)現(xiàn)針對字符串操作的工具。

8）split ：切割文檔，常用選項：

-b ：依據(jù)大小來分割文檔，單位為byte

格式如上例，后面的passwd為分割后文件名的前綴，分割后的文件名為passwdaa, passwdab, passwdac …

-l ：依據(jù)行數(shù)來分割文檔

6. ； ：分號。平時我們都是在一行中敲一個命令，然后回車就運(yùn)行了，那么想在一行中運(yùn)行兩個或兩個以上的命令如何呢？則需要在命令之間加一個”;”了。

7. ~ ：用戶的家目錄，如果是root則是 /root ，普通用戶則是 /home/username

8. & ：如果想把一條命令放到后臺執(zhí)行的話，則需要加上這個符號。通常用于命令運(yùn)行時間非常長的情況。

使用jobs可以查看當(dāng)前shell中后臺執(zhí)行的任務(wù)。用fg可以調(diào)到前臺執(zhí)行。這里的sleep命令就是休眠的意思，后面跟數(shù)字，單位為秒，常用語循環(huán)的shell腳本中。

此時你按一下CTRL +z 使之暫停，然后再輸入bg可以再次進(jìn)入后臺執(zhí)行。

如果是多任務(wù)情況下，想要把任務(wù)調(diào)到前臺執(zhí)行的話，fg后面跟任務(wù)號，任務(wù)號可以使用jobs命令得到。

9. >, >>, 2>, 2>> ：前面講過重定向符號> 以及>>　分別表示取代和追加的意思，然后還有兩個符號就是這里的2> 和 2>>　分別表示錯誤重定向和錯誤追加重定向，當(dāng)我們運(yùn)行一個命令報錯時，報錯信息會輸出到當(dāng)前的屏幕，如果想重定向到一個文本里，則要用2>或者2>>。

10. [ ] ：中括號，中間為字符組合，代表中間字符中的任意一個

11. && 與 ||

在上面剛剛提到了分號，用于多條命令間的分隔符。另外還有兩個可以用于多條命令中間的特殊符號，那就是 “&&”和”||”。下面筆者把這幾種情況全列出：

1) command1 ; command2

2) command1 && command2

3) command1 || command2

使用”;”時，不管command1是否執(zhí)行成功都會執(zhí)行command2； 使用”&&”時，只有command1執(zhí)行成功后，command2才會執(zhí)行，否則command2不執(zhí)行；使用”||”時，command1執(zhí)行成功后command2 不執(zhí)行，否則去執(zhí)行command2，總之command1和command2總有一條命令會執(zhí)行。