Shell （1）基础.md

Shell简介

Shell 是一个应用程序，它连接了用户和 Linux 内核，让用户能够更加高效、安全、低成本地使用 Linux 内核，这就是 Shell 的本质。

Shell 本身并不是内核的一部分，它只是站在内核的基础上编写的一个应用程序，它和 QQ、迅雷、Firefox 等其它软件没有什么区别。然而 Shell 也有着它的特殊性，就是开机立马启动，并呈现在用户面前；用户通过 Shell 来使用 Linux，不启动 Shell 的话，用户就没办法使用 Linux。

Shell 本身支持的命令并不多，功能也有限，但是 Shell 可以调用其他的程序，每个程序就是一个命令，这使得 Shell 命令的数量可以无限扩展。

Shell 还可以让多个外部程序发生连接，在它们之间很方便地传递数据，也就是把一个程序的输出结果传递给另一个程序作为输入。

大家所说的 Shell 强大，并不是 Shell 本身功能丰富，而是它擅长使用和组织其他的程序。Shell 就是一个领导者，这正是 Shell 的魅力所在。

可以将 Shell 在整个 Linux 系统中的地位描述成下图所示的样子。注意“用户”和“其它应用程序”是通过虚线连接的，因为用户启动 Linux 后直接面对的是 Shell，通过 Shell 才能运行其它的应用程序。

Shell 支持编程。

Shell 是一种脚本语言，编写完源码后不用编译，直接运行源码即可。

Shell是运维人员必须掌握的技能。

常用的Shell有哪些

常见的 Shell 有 sh、bash、csh、tcsh、ash 等。

  1. sh
    sh 的全称是 Bourne shell，由 AT&T 公司的 Steve Bourne开发，为了纪念他，就用他的名字命名了。
    sh 是 UNIX 上的标准 shell，很多 UNIX 版本都配有 sh。sh 是第一个流行的 Shell。
  2. csh
    sh 之后另一个广为流传的 shell 是由柏克莱大学的 Bill Joy 设计的，这个 shell 的语法有点类似C语言，所以才得名为 C shell ，简称为 csh。
  3. tcsh
    tcsh 是 csh 的增强版，加入了命令补全功能，提供了更加强大的语法支持。
  4. ash
    一个简单的轻量级的 Shell，占用资源少，适合运行于低内存环境，但是与下面讲到的 bash shell 完全兼容。
  5. bash
    全称Bourne-Again Shell。
    bash shell 是 Linux 的默认 shell。
    bash 由 GNU 组织开发，保持了对 sh shell 的兼容性，是各种 Linux 发行版默认配置的 shell。

    bash 兼容 sh 意味着，针对 sh 编写的 Shell 代码可以不加修改地在 bash 中运行。

尽管如此，bash 和 sh 还是有一些不同之处：

  • 一方面，bash 扩展了一些命令和参数；
  • 另一方面，bash 并不完全和 sh 兼容，它们有些行为并不一致，但在大多数企业运维的情况下区别不大，特殊场景可以使用 bash 代替 sh。

查看 Shell

Shell 是一个程序，一般都是放在/bin或者/usr/bin目录下，当前 Linux 系统可用的 Shell 都记录在/etc/shells文件中。/etc/shells是一个纯文本文件，你可以在图形界面下打开它，也可以使用 cat 命令查看它。

通过 cat 命令来查看当前 Linux 系统的可用 Shell：

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$ cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

在现代的 Linux 上，sh 已经被 bash 代替，/bin/sh往往是指向/bin/bash的符号链接。

如果你希望查看当前 Linux 的默认 Shell，那么可以输出 SHELL 环境变量：

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$ echo $SHELL
/bin/bash

输出结果表明默认的 Shell 是 bash。

Shell命令的基本格式

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command [选项] [参数]

注意，Linux 的选项又分为短格式选项和长格式选项。

  • 短格式选项是长格式选项的简写，用一个减号-和一个字母表示，例如ls -l。
  • 长格式选项是完整的英文单词，用两个减号–和一个单词表示，例如ls –all。

一般情况下，短格式选项是长格式选项的缩写，也就是一个短格式选项会有对应的长格式选项。当然也有例外，比如 ls 命令的短格式选项-l就没有对应的长格式选项，所以具体的命令选项还需要通过帮助手册来查询。

Shell命令的本质

Shell 命令分为两种：

  • Shell 自带的命令称为内置命令，它在 Shell 内部可以通过函数来实现，当 Shell 启动后，这些命令所对应的代码（函数体代码）也被加载到内存中，所以使用内置命令是非常快速的。
  • 更多的命令是外部的应用程序，一个命令就对应一个应用程序。运行外部命令要开启一个新的进程，所以效率上比内置命令差很多。

Shell 内置命令的本质是一个自带的函数，执行内置命令就是调用这个自带的函数。因为函数代码在 Shell 启动时已经被加载到内存了，所以内置命令的执行速度很快。

Shell 外部命令的本质是一个应用程序，执行外部命令就是启动一个新的应用程序。因为要创建新的进程并加载应用程序的代码，所以外部命令的执行速度很慢。

不管是内置命令还是外部命令，它后面附带的数据最终都以参数的形式传递给了函数。命令后面附带的数据都是“原汁原味”地传递给了函数，对于程序而言，主要通过-来区分程序。

Shell脚本

在 test.sh 中输入代码：

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#!/bin/bash
echo "Hello World !"  #这是一条语句

第 1 行的#!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，即使用哪一种 Shell；后面的/bin/bash就是指明了解释器的具体位置。

在新进程中运行Shell脚本有以下方法：

  1. 将 Shell 脚本作为程序运行：./test.sh。
  2. 将 Shell 脚本作为参数传递给 Bash 解释器：/bin/bash test.sh。

在当前进程中运行 Shell 脚本：
这里需要引入一个新的命令——source 命令。source 是 Shell 内置命令的一种，它会读取脚本文件中的代码，并依次执行所有语句。你也可以理解为，source 命令会强制执行脚本文件中的全部命令，而忽略脚本文件的权限。

source 命令的用法为：

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source filename

也可以简写为：

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. filename

两种写法的效果相同。对于第二种写法，注意点号.和文件名中间有一个空格。

Shell四种运行方式（启动方式）

我们可以直接使用 Shell，也可以输入用户名和密码后再使用 Shell；第一种叫做非登录式，第二种叫做登录式。

我们可以在 Shell 中一个个地输入命令并及时查看它们的输出结果，整个过程都在跟 Shell 不停地互动，这叫做交互式。我们也可以运行一个 Shell 脚本文件，让所有命令批量化、一次性地执行，这叫做非交互式。

总起来说，Shell 一共有四种运行方式：

  • 交互式的登录 Shell；
  • 交互式的非登录 Shell；
  • 非交互式的登录 Shell；
  • 非交互式的非登录 Shell。

非交互式必须在新进程中运行 Shell 脚本。

判断 Shell 是否是交互式

判断是否为交互式 Shell 有两种简单的方法。

  1. 查看变量-的值，如果值中包含了字母i，则表示交互式（interactive）。
  2. 查看变量PS1的值，如果非空，则为交互式，否则为非交互式，因为非交互式会清空该变量。

判断 Shell 是否为登录式

判断 Shell 是否为登录式也非常简单，只需执行shopt login_shell即可，值为on表示为登录式，off为非登录式。

shopt 命令用来查看或设置 Shell 中的行为选项，这些选项可以增强 Shell 的易用性。

同时判断交互式、登录式

要同时判断是否为交互式和登录式，可以简单使用如下的命令：

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echo $PS1; shopt login_shell

或者
echo $-; shopt login_shell

Shell配置文件（配置脚本）的加载

无论是否是交互式，是否是登录式，Bash Shell 在启动时总要配置其运行环境，例如初始化环境变量、设置命令提示符、指定系统命令路径等。这个过程是通过加载一系列配置文件完成的，这些配置文件其实就是 Shell 脚本文件。

与 Bash Shell 有关的配置文件主要有 /etc/profile、~/.bash_profile、~/.bash_login、~/.profile、~/.bashrc、/etc/bashrc、/etc/profile.d/*.sh，不同的启动方式会加载不同的配置文件。

登录式的 Shell

Bash 官方文档说：如果是登录式的 Shell，首先会读取和执行 /etc/profiles，这是所有用户的全局配置文件，接着会到用户主目录中寻找 /.bash_profile、/.bash_login 或者 ~/.profile，它们都是用户个人的配置文件。

不同的 Linux 发行版附带的个人配置文件也不同，有的可能只有其中一个，有的可能三者都有，笔者使用的是 CentOS 7，该发行版只有 ~/.bash_profile，其它两个都没有。

如果三个文件同时存在的话，到底应该加载哪一个呢？它们的优先级顺序是 ~/.bash_profile > ~/.bash_login > ~/.profile。

如果 ~/.bash_profile 存在，那么一切以该文件为准，并且到此结束，不再加载其它的配置文件。

如果 ~/.bash_profile 不存在，那么尝试加载 /.bash_login。/.bash_login 存在的话就到此结束，不存在的话就加载 ~/.profile。

注意，/etc/profiles 文件还会嵌套加载 /etc/profile.d/*.sh，请看下面的代码：

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for i in /etc/profile.d/*.sh ; do
    if [ -r "$i" ]; then
        if [ "${-#*i}" != "$-" ]; then
            . "$i"
        else
            . "$i" >/dev/null
        fi
    fi
done

同样，~/.bash_profile 也使用类似的方式加载 ~/.bashrc：

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if [ -f ~/.bashrc ]; then
. ~/.bashrc
fi

非登录的 Shell

如果以非登录的方式启动 Shell，那么就不会读取以上所说的配置文件，而是直接读取 ~/.bashrc。

~/.bashrc 文件还会嵌套加载 /etc/bashrc，请看下面的代码：

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if [ -f /etc/bashrc ]; then
. /etc/bashrc
fi

编写自己的Shell配置文件

Shell 在登录和非登录时都会加载哪些配置文件了。对于普通用户来说，也许 ~/.bashrc 才是最重要的文件，因为不管是否登录都会加载该文件。

我们可以将自己的一些代码添加到 ~/.bashrc，这样每次启动 Shell 都可以个性化地配置。如果你有代码洁癖，也可以将自己编写的代码放到一个新文件中（假设叫 myconf.sh），只要在 ~/.bashrc 中使用类似. ./myconf.sh的形式将新文件引入进来就行了。

实例给 PATH 变量增加新的路径

当用户登录 Shell 时，PATH 变量会在 /etc/profile 文件中设置，然后在 ~/.bash_profile 也会增加几个目录。如果没有登录 Shell，PATH 变量会在 /etc/bashrc 文件中设置。

如果我们想增加自己的路径，可以将该路径放在 ~/.bashrc 文件中，例如：

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PATH=$PATH:$HOME/addon

参考

  1. http://c.biancheng.net/shell/
  2. 腾讯课堂-享学课堂