文章目录

0. Shell在OS中所处的位置
1. 学习Shell
2. Shell Scripts
3. 重点回顾

0. Shell在OS中所处的位置

0.1 shell的概念

Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行。是在Linux内核与用户之间的解释器程序，现在Linux通常指/bin/bash解释器来负责向内核翻译以及传达用户/程序指令，shell相当于操作系统的“外壳”，如下图所示。
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0.2 shell接口指令的快速删除和光标的移动

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0.3 bash的进站与欢迎讯息：/etc/issue, /etc/motd

man issue & man agetty 可得到/etc/issue中变量的含义

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想要让使用者登入后取得一些讯息，例如您想要让大家都知道的讯息，那么可以将讯息加入/etc/motd 里面去 （root权限） E.g.

1. 学习Shell

1.1 Bash shell概述

1.1.1 CentOS 7.x 系统合法的shell与/etc/shells

Shell的历史:

作者	版本
Steven Bourne	Bourne shell，简称sh
Bill Joy	依附于BSD版Unix的shell，简称csh
GNU框架	Bourne Again SHell ，简称bash，同时也是Linux distributions的标准shell

以CentOS 7.x 为例，可用的shells有：

/bin/sh (已经被/bin/bash 所取代)
/bin/bash (就是Linux 预设的shell)
/bin/tcsh(整合C Shell ，提供更多的功能)
/bin/csh (已经被/bin/tcsh 所取代)
/sbin/nologin，非登陆壳程序

系统中合法的shell写入了/etc/shells文件，使得系统提供某项服务时，可对所用的shell类型进行检查。
重点关注的是bash shell，它有诸多的优点(加粗为讲解点）：

命令编修功能(history)
命令与文件补全功能(tab)
命令别名设置(alias)
工作控制、前景背景控制(job control, foreground, background)
程序化脚本(shell scripts)
通配符(wildcard)

1.1.2 指令类型的查询：type指令

指令的类型：

类型	含义
file	外部指令
alias	命令别名所设定的名称
builtin	bash内建的指令

type指令的用法：

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★注：其中 type -a 指令 的显示结果即为该指令的搜索顺序，如下图所示：

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1.2 Shell的变量功能

1.2.1 shell的取用、修改和取消

shell的变量功能类似于cpp中的多态特性，也即高级语言中的变量定义。
变量也有作用域，分为环境变量和自定义变量，可以理解为环境变量=全局变量，自定义变量=局部变量。

变量的取用:使用echo指令，对PATH这一环境变量而言，取用方式有echo $PATH或echo ${PATH};
变量的取消：使用unset指令，对取消myname变量，取消命令为unset myname;
变量的设定或修改：使用=连结变量和内容，如myname=Gavin，PATH="${PATH}:\root"，PATH=${PATH}:\root;

对于变量的设定或修改，有如下规则：

等号两边不能直接接空格符；
变量名称只能是英文字母与数字，但是开头字符不能是数字；
变量内容若有空格符可使用双引号『"』或单引号『’』将变量内容结合起来，但：
① 双引号内的特殊字符如 $ 等，可以保有原本的特性；
② 单引号内的特殊字符则仅为一般字符 (纯文本)；
可用跳脱字符『 \ 』将特殊符号(如 [Enter], $, , 空格符, '等)变成一般字符；
在一串指令的执行中，还需要藉由其他额外的指令所提供的信息时，可以使用反单引号`指令`或 $(指令)；
若该变量为扩增变量内容时，则可用 “$变量名称” 或 ${变量} 累加内容;
若该变量需要在其他子程序执行，则需要以 export 来使变量变成环境变量;
通常大写字符为系统默认变量，自行设定变量可以使用小写字符，方便判断。

1.2.2 环境变量的功能

1.2.2.1 变量的查看

env/export 可以列出当前shell环境下的所有环境变量及其内容
p.s.export可将自定义变量转换为环境变量

HOME(用户家目录)
SEHLL(当前的SHELL环境是哪个)
HISTSIZE(历史命令记录条数)
PATH（执行文件搜索的路径）
LANG（当前语系）

set 观察所有变量(含环境变量与自定义变量)，还可以设定整个指令输出/输入环境，见1.4.3

PS1（提示字符的设定）：
$(关于本shell的PID）
?(关于上一个指令的回传值）
OSTYPE, HOSTTYPE, MACHTYPE(主机硬件与核心的等级)

1.2.2.2 语系的设定

locale -a可以查看系统支持的语系，保存在/usr/lib/locale/目录当中；
系统默认的语系定义保存在/etc/locale.conf文件当中；
设定LANG 或者是LC_ALL 时，则其他的语系变量就会被这两个变量所取代。

1.2.3 变量的键盘读取和宣告

1.2.3.1 read指令

读取来自键盘输入的变量。
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1.2.3.2 declare/typeset

declare 或typeset 是一样的功能，就是在『宣告变量的类型』。如果使用declare 后面并没有接任何参数，那么bash 就会主动的将所有的变量名称与内容通通叫出来，和使用set类似。
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注：如果将变量设定为『只读』，通常得要注销再登入才能复原该变量的类型。

1.2.4 与文件系统及程序的限制关系：ulimit

bash 利用ulimit指令可以限制用户的某些系统资源的，包括可开启的文件数量，可使用的CPU 时间，可使用的内存总量等。
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1.2.5 变量内容的删除取代和替换

变量内容的删除与取代
变量的测试与内容替换

1.3 命令别名与历史命令

1.3.1 命令别名alias

使用alias可以获取当前已有的命令别名：
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可以使用 alias命令设置命令别名，如alias lm='ll -al | more'
可以使用unalias命令取消命令别名，如unalias lm

1.3.2 历史命令history

1.3.2.1 history指令和！*指令

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正常情况下，历史命令的读取与记录过程如下：

以bash 登入Linux 主机之后，系统会主动的由家目录的~/.bash_history 读取以前曾经下过的指令，那么 ~/.bash_history 会记录不超过HISTFILESIZE 这个变量设定值的记录，多的将会依次覆盖掉最早的指令；
历史命令在注销时，会将最近的HISTFILESIZE 笔记录到本shell的纪录文件当中；
此外，可以用history -w 将~/.bash_history 中的记录强制立刻写入history中。

除了history历史命令外，还有如下命令可以回溯并执行历史命令：
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1.3.2.2 history的相关问题

同一账号同时多次登入的history 写入问题：在多重登陆的情况下，只有最后注销的bash shell的~./bash_history才是写入的数据。解决该问题的方法为，单一bash登入，再用工作控制(job control）来切换不同的工作，即统一一个bash作为工作shell;
无法记录时间：历史命令是依序记录的，并没有记录时间，所以在查询方面会有一些不方便。可以透过~/.bash_logout 来进行history 的记录，加上date 来增加时间参数，是一个可行的解决办法。

1.4 login/non-login shell及bash环境的配置文件

1.4.1 login shell

login shell：取得bash 时需要完整的登入流程的，称为login shell。比如，由tty1 ~ tty6 登入，输入用户的账号与密码并验证通过后，所取得的bash 就称为login shell。

login shell会读取两个配置文件：

1. /etc/profile：这是系统整体的设定，即每个使用者登入取得bash 时一定会读取的配置文件，最好不要修改该文件；其中设定的变量主要有：

PATH：会依据UID 决定PATH 变量要不要含有sbin 的系统指令目录；
MAIL：依据账号设定好使用者的mailbox 到/var/spool/mail/账号名；
USER：根据用户的账号设定此一变量内容；
HOSTNAME：依据主机的hostname 指令决定此一变量内容；
HISTSIZE：历史命令记录笔数。CentOS 7.x 设定为1000 ；
umask：包括root 默认为022 而一般用户为002 等！

此外，该文件还会呼叫外部的设定数据，有/etc/profile.d/*.sh，/etc/locale.conf(由/etc/profile.d/lang.sh呼叫），/usr/share/bash-completion/completions/*(命令自动补全)。

2. ~/.bash_profile 或~/.bash_login 或~/.profile：属于使用者个人设定，在这里写入保存。设定为上面的三个文件只读取一个，读取的顺序与上面的顺序相同。

3.login shell的配置文件读取流程：
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1.4.2 non-login shell

取得bash 接口的方法不需要重复登入的举动。比如：

你以X window 登入Linux 后，再以 X 的图形化接口启动终端机，此时那个终端接口并没有需要再次的输入账号与密码，那个bash 的环境就称为non-login shell 了；
你在原本的bash 环境下再次下达bash 这个指令，同样的也没有输入账号密码，那第二个bash (子程序) 也是non-login shell 。

non-login shell只会读取~/.bashrc，此外还会呼叫/etc/bashrc文件(Red Hat系统特有)，因为其中定义了：

依据不同的UID 规范出umask 的值；
依据不同的UID 规范出提示字符(就是PS1 变量)；
呼叫/etc/profile.d/*.sh 的设定。

1.4.3 source指令、其它相关配置及配置文件

source 配置文件档名：读入环境配置文件的指令，在/etc/profile/*.sh，/etc/bashrc中均有体现（.的形式)
由于 /etc/profile 与~/.bash_profile 都是在取得login shell 的时候才会读取的配置文件，所以，如果你将自己的偏好设定写入上述的文件后，通常都是得注销再登入后，该设定才会生效。利用source 或小数点(.) 都可以将配置文件的内容读进来目前的shell 环境中，避免重新登陆；
查看终端机环境配置：stty [-a], 删除配置使用erase，比如stty erase ^h，默认组合键如下:

set指令除了可显示变量，还可以设定整个指令输出/输入环境。比如记录历史命令、显示错误内容等:
/etc/man_db.conf:规定了下达man 的时候，该去哪里查看数据的路径设定;
~/.bash_history:预设情况下，历史命令记录在这里,登入bash 后，bash 会先读取这个文件，将所有的历史指令读入内存;
~/.bash_logout:记录了注销bash 后，系统在退出前需做的指令，可以将备份或销毁工作写入该文件，作为自定义设置。

1.5 shell中的通配符和特殊符号

通配符：

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特殊符号：

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1.6 数据流重导向及管线命令

1.6.1 数据流重导向

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标准输入(stdin)：代码为 0 ，使用 < 或 << ；
< : 将原本需要由键盘输入的数据，改由文件内容来取代, E.g:cat > catfile < ~/.bashrc;
<< : 结束的输入字符：用cat 直接将输入的讯息输出到catfile 中，且当由键盘输入 eof 时，该次输入就结束，E.g.cat > catfile << "eof";
标准输出(stdout)：代码为 1 ，使用 > 或 >>，标准输出指的是『指令执行所回传的正确的讯息』：
1> ：以覆盖的方法将『正确的数据』输出到指定的文件或装置上；
1>>：以累加的方法将『正确的数据』输出到指定的文件或装置上；
标准错误输出(stderr)：代码为 2 ，使用 2> 或 2>>，可理解为『指令执行失败后，所回传的错误讯息』：
2> ：以覆盖的方法将『错误的数据』输出到指定的文件或装置上；
2>>：以累加的方法将『错误的数据』输出到指定的文件或装置上；
若是想将标准错误输出忽略，可将错误输出重导向至黑洞装置/dev/null；
若是将正确与错误数据写入同一文件，可使用2&>1或&>来进行，而不能用> list 2> list，因为会导致数据的交叉写入；
命令输出重导向的应用场景：
1.屏幕输出的信息很重要，而且我们需要将他存下来的时候；
2.背景执行中的程序，不希望他干扰屏幕正常的输出结果时；
3.一些系统的例行命令(例如写在/etc/crontab 中的文件) 的执行结果，希望他可以存下来时；
4.一些执行命令的可能已知错误讯息时，想以『2> /dev/null 』将他丢掉时；
5.错误讯息与正确讯息需要分别输出时;
命令执行的判断依据：；，&&， ||

符号	作用
；	不考虑指令相关性的连续指令下达
cmd1 && cmd2	1. 若 cmd1 执行完毕且正确执行($?=0)，则开始执行 cmd2; 2. 若cmd1执行完毕且为错误 ($?≠0)，则 cmd2 不执行;
cmd1 \|\| cmd2	1. 若 cmd1 执行完毕且正确执行($?=0)，则 cmd2 不执行; 2. 若 cmd1 执行完毕且为错误 ($?≠0)，则开始执行 cmd2;

1.6.2 管线命令（cut; grep; wc; xargs, etc.）

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命令名称	命令作用
\|	处理经由前一个指令传来的standard output，传给下一个指令，作为下一个指令的standard input 1. 管线命令仅会处理standard output，对于standard error output 会予以忽略; 2.管线命令必须要能够接受来自前一个指令的数据成为standard input 继续处理才行; 3.若要standard error由管线命令所接受，在指令中加入`2>&1`即可；
-	在管线命令当中，常常会使用到前一个指令的 stdout 作为这次的stdin ，某些指令需要用到文件名 (例如tar) 来进行处理时，该stdin 与stdout 可以利用减号"-"来替代
cut	主要用途在于将同一行里面的数据依据分隔符进行分解,但处理在处理多空格相连的数据效果不好选项与参数： -d ：后面接分隔字符。与 -f 一起使用； -f ：依据 -d 的分隔字符将一段讯息分区成为数段，用 -f 取出第几段的意思； -c ：以字符 (characters) 的单位取出固定字符区间；
grep	分析一行文本，若当中有所需要的信息，就将该行拿出来 `grep [-A] [-B] [--color=auto] '搜寻字符串' filename`：在正则表达式中可用于截取目标字符串的上下文选项与参数： -A ：后面可加数字，为 after 的意思，除了列出该行外，后续的 n 行也列出来； -B ：后面可加数字，为 befer 的意思，除了列出该行外，前面的 n 行也列出来； -a ：将 binary 文件以 text 文件的方式搜寻数据; -c ：计算找到 ‘搜寻字符串’ 的次数; -i ：忽略大小写的不同，所以大小写视为相同; -n ：顺便输出行号; -v ：反向选择，亦即显示出没有 ‘搜寻字符串’ 内容的那一行; –color=auto ：可以将找到的关键词部分加上颜色的显示,默认已有别名；
sort	可以依据不同的数据型态来排序选项与参数： -f ：忽略大小写的差异，例如 A 与 a 视为编码相同； -b ：忽略最前面的空格符部分； -M ：以月份的名字来排序，例如 JAN, DEC 等等的排序方法； -n ：使用『纯数字』进行排序(默认是以文字型态来排序的)； -r 反向排序； -u ：就是 uniq ，相同的数据中，仅出现一行代表； -t ：分隔符，预设是用 [tab] 键来分隔； -k ：以那个区间 (field) 来进行排序的意思
uniq	使得重复的资料只显示一次选项与参数： -i ：忽略大小写字符的不同； -c ：进行计数
wc	word count,对文件中的字数，行数或字符数进行计数选项与参数: -l ：仅列出行； -w ：仅列出多少字(英文单字)； -m ：多少字符；
tee	中文意思为：字母T，T形物；双向重导向，可将数据流分送到文件和屏幕，如：`last \| tee last.list \| cut -d " " -f1` 选项与参数： -a ：以累加 (append) 的方式，将数据加入 file 当中;
tr	用来删除一段讯息当中的文字，或者是进行文字讯息的替换选项与参数： -d ：删除讯息当中的 SET1 这个字符串； -s ：取代掉重复的字符！
col	简单的处理将[tab] 按键取代成为空格键选项与参数： -x ：将 tab 键转换成对等的空格键
join	两个文件当中，有"相同数据" 的那一行，才将他加在一起:`join [-ti12] file1 file2` 选项与参数： -t ：join 默认以空格符分隔数据，并且比对『第一个字段』的数据，如果两个文件相同，则将两笔数据联成一行，且第一个字段放在第一个; -i ：忽略大小写的差异； -1 ：这个是数字的 1 ，代表『第一个文件要用那个字段来分析』的意思； -2 ：代表『第二个文件要用那个字段来分析』的意思。
paste	将两行贴在一起，且中间以[tab] 键隔开:`paste [-d] file1 file2` 选项与参数： -d ：后面可以接分隔字符。预设是以 [tab] 来分隔的！ - ：如果 file 部分写成 - ，表示来自 standard input 的资料的意思;
expand	将 [tab] 按键转成空格键：`expand [-t] file` 选项与参数： -t ：后面可以接数字，表示一个 [tab] 按键代表多少个字符。一般来说，一个 tab 按键可以用 8 个空格键取代；
xargs	读入stdin 的数据，以空格符或断行字符作为分辨，将stdin 的资料分隔成为arguments:`xargs [-0epn] command` 选项与参数： -0 ：如果输入的 stdin 含有特殊字符，例如 `, , 空格键等等字符时，这个 -0 参数可以将他还原成一般字符。这个参数可以用于特殊状态; -e ：这个是 EOF (end of file) 的意思。后面可以接一个字符串(紧相接，无空格），当 xargs 分析到这个字符串时，会停止继续工作; -p ：在执行每个指令的 argument 时，都会询问使用者的意思； -n ：后面接次数，每次 command 指令执行时，要使用几个参数的意思; 当 xargs 后面没有接任何的指令时，默认是以 echo 来进行输出喔

2. Shell Scripts

shell script 是利用shell 的功能所写的一个程序(program)，这个程序是使用纯文本文件，将一些shell的语法与指令(含外部指令)写在里面，搭配正规表示法、管线命令与数据流重导向等功能，以达到所想要的处理目的。

★ Shell script中的注释是以#打头的注释行，和python相同。
★ 第一行#!/bin/bash 在宣告这个script 使用的shell 名称。
★在数值的运算上，可使用declare -i total=${firstnu}*${secnu},也可使用$((运算内容))(推荐第二种）

2.1 shell scripts的执行

要执行的文件*.sh必须具备可读与可执行(rx)的权限。

直接指令下达：
1.绝对路径：使用/home/dmtsai/shell.sh来下达指令；
2.相对路径：假设工作目录在/home/dmtsai/ ，则使用./shell.sh来执行；
3.变量PATH功能：将shell.sh 放在PATH 指定的目录内，例如： ~/bin/。
以bash程序来执行:通过bash shell.sh或sh shell.sh来执行

以上几种脚本的执行方式，都是开启了一个新的shell来执行该脚本，也就意味这使用在脚本中定义的变量将不会保留到父shell当中，也即脚本结束后脚本中的变量会变无效；