什么是Shell

Shell是命令解释器（command interpreter），是Unix操作系统的用户接口，程序从用户接口得到输入信息，shell将用户程序及其输入翻译成操作系统内核（kernel）能够识别的指令，并且操作系统内核执行完将返回的输出通过shell再呈现给用户，如下图所示用户、shell和操作系统的关系：
shelluser.png
Shell也是一门编程语言，即shell脚本。shell是解释执行的脚本语言，可直接调用linux命令。.java->.class。一个系统可以存在多个shell，可以通过cat/etc/shells命令查看系统安装的shell，不同的shell可能支持的命令语法是不同的。

Shell种类

操作系统内核与shell是独立的套件，而且都可被替换。不同的操作系统使用不同的shell，同一个kernel上可以使用不同的shell。
常见的shell分为两大主流：
sh：
Bourne shell（sh）,Solaris,hpux默认shell。
Bourne again shell（bash） ,Linux系统默认shell。
csh：
　　　　C shell(csh)
　　　　tc shell(tcsh

Shell环境定义

临时环境变量

所谓临时变量是指用户在当前登录的环境生效的变量，用户登录系统后，直接在命令行上定义的环境变量只能在当前登录的环境中使用。当退出系统后，环境变量将不能在下次登陆时继续使用。

Shell脚本编程

同传统的编程语言一样，shell提供了很多特性，这些特性可以是你的shell脚本编程更为有用。

创建shell脚本

一个shell脚本通常包含以下部分：
首行
第一行内容在脚本的首行左侧，表示脚本将要调用的shell解释器，内容如下：
#！/bin/bash
#！符号能够被内核识别成是一个脚本的开始，这一行必须位于脚本的首行， /bin/bash是bash程序的绝对路径，在这里表示后续的内容将通过bash解释执行。
注释
注释符号#放在需注释的内容前面，如：
explain.png
内容
可执行内容和shell结构
struct.png

Shell脚本的权限

一般情况下，默认创建的脚本是没有执行权限的。
Shell Script - 图4
没有执行权限不能执行，需要赋予可执行权限。
Shell Script - 图5

Shell脚本的执行

  • 输入脚本的绝对路径或相对路径

/root/HelloWorld.sh
./helloworld.sh

  • bash或sh+脚本

bash/root/helloworld.sh
sh helloworld.sh
注：当脚本没有执行权限时，root和文件所有者可以通过该方式正常执行。
Shell Script - 图6

  • 在脚本的路径前再加“.”或source

source /root/helloworld.sh
../helloworld.sh
区别：第一种和第二种会新开一个bash，不同bash中的变量无法共享。但是使用../脚本.sh这种方式是在同一个shell里面执行的。
Shell Script - 图7

Shell变量

变量：是shell传递数据的一种方式，用来代表每个取值的符号名。当shell脚本需要保存一些信息时，如一个文件名或是一个数字，就把它存放在一个变量中。

变量设置规则：

  • 变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但是不能以数字开头。环境变量名建议大写，便于区分。
  • 在bash中，变量的默认类型都变量是字符串型，如果要进行数值运算，则必须指定变量类型为数值型。
  • 变量用等号连接值，等号左右两侧不能有空格。
  • 变量的值如果有空格，需要使用单引号或者双括号包括。

    变量的分类

    Linux Shell中的变量分为用户自定义变量、环境变量、位置参数变量和预定义变量。可以通过set命令查看系统中存在的所有变量。
    系统变量：保存和操作系统环境相关的数据，如$PWD、$SHELL、$USER等等。
    位置参数变量：主要用来向脚本中传递参数或数据，变量名不能自定义，变量作用固定。
    预定义变量：是bash中已经定义好的变量，变量名不能自定义，变量作用也是固定的。

用户自定义变量

用户自定义的变量由字母或下划线开头，由字母、数字或下划线序列组成，并且大小写意义不同，变量名长度没有限制。

设置变量

习惯上用大写字母来命名变量，变量名以字母表示开头，不能使用数字作为变量名的开头。

变量调用

在使用变量时，要在变量名前加上前缀“$”；使用echo命令查看变量值，如：echo $A

变量赋值

  • 定义时赋值

    1. 变量=值    等号两侧不能有空格<br />如：STR="hello world!"<br />A=9

  • 将一个命令的执行结果赋给变量

如：A=ls-la表示运行反引号中的命令，并将结果返回给变量A
A=$(ls-la)等价于A=ls-la
如：aa=$((4+5)) bb=expr 4+5

  • 将一个变量赋给另一个变量

如：A=$STR

  • 变量叠加

如：#aa=123
#cc=”$aa”456
#dd=${aa}789
单引号和双引号的区别：单引号所见即所得，双引号会先将变量内容解析再显示出来。如：
name=jack
hello=”hello $name” echo $hello output:hello jack
hello=’hello $name’ echo $hello output:hello $name

  • 列出所有变量

set

  • 删除所有变量

unset 变量
如：#unset A 撤销变量A
#readonly B=2声明静态变量B=2，不能unset
Shell Script - 图8
用户自定义的变量，作用域为当前的shell环境。

环境变量

用户自定义变量只在当前的shell生效，而环境变量会在当前shell及其所有子shell中生效。如果把环境变量写入到相应的配置文件，那么这个环境变量就会在所有的shell中生效。

  • export 变量名=变量值 #申明变量

作用域：当前shell以及所有的子shell。

位置参数变量

$n n为数字，$0代表命令本身，$1-$9代表第一到第九个参数，十以上的参数需要用大括号包含，如${10}。
$* 代表命令行中所有的参数，把所有的参数看成一个整体。以”$1 $2 … $n”的形式输出所有的参数
$@ 代表命令行中的所有参数，把每个参数区分对待。以”$1””$2”…”$n”的形式输出所有的参数。
$# 代表命令行中所有的参数个数。添加到shell的参数个数。

shift指令：参数左移，没执行一次，参数序列顺次左移一个位置，$#的值减1，用于分别处理每个参数，移出去的参数不可再用。

预定义变量

$? 执行上一个命令的返回值，执行成功，返回0，执行失败，返回非0（具体数字由命令）
$$ 当前进程的进程号（PID），即当前脚本执行时生成的进程号
$! 后台运行的最后一个进程的进程号（PID），最近一个被放入后台执行的进程

read命令

read [选项] 值
read -p(提示语句) -n(字符个数) -t(等待时间，单位为秒) -s(隐藏输入)
如：
read -t 30 -p “please input your name:” NAME
echo $NAME
read -s -p “please input your age:” AGE
echo $AGE
read -n 1 -p “please input your gender[M/F]:” GENDER
echo $GENDER

运算符

例：
num1=11
num2=22
sum=$num1+$num2
echo $sum
格式：expr m + n或$((m+n)) 注意expr运算符间要有空格
expr命令：对整数型变量进行算数运算（注意：运算符前后必须要有空格）
expr 3 + 5
expr 5 - 3
echo expr 10 / 3
expr 3 * 10 #\是转义符
例：计算（2+3）x4的值

  1. 分步计算

S=expr 2 + 3
expr $S *4

  1. 一步计算完成

    expr expr 2 + 3 * 4
    S=expr \expr 2 + 3` * 4`
    echo $S
    或
    echo $(((2 + 3) 4))
    $()与${}的区别
    $()的用途和反引号``一样，用来表示优先执行的命令,如：echo $(ls a.txt)
    ${}表示取变量，如：echo ${PATH}
    $((运算内容)) 适用于数值运算，如：echo $((3+1    4))

    内置test命令

    内置test命令用操作符号[]表示，将表达式写在[]中，如下：
    [ expression ]
    或者：
    test expression （注意：expression首尾都有个空格）
    测试范围：整数、字符串、文件，表达式结果为真，则test的返回值为0，否则为非0.

    字符串测试

    test str1 == str2 测试字符串是否相等
    test str1 != str2 测试字符串是否不相等
    test str1 测试字符串是否不为空,不为空，true，false
    test -n str1 测试字符串是否不为空
    test -z str1 测试字符串是否为空

    整数测试

    test int1 -eq int2 测试整数是否相等 equals
    test int1 -ge int2 测试int1是否>=int2
    test int1 -gt int2 测试int1是否>int2
    test int1 -le int2 测试int1是否<=int2
    test int1 -lt int2 测试int1是否test int1 -ne int2 测试整数是否不相等

    文件测试

    test -d file 指定文件是否目录
    test –e file 文件是否存在 exists
    test -f file 指定文件是否常规文件
    test –L File 文件存在并且是一个符号链接
    test -r file 指定文件是否可读
    test -w file 指定文件是否可写
    test -x file 指定文件是否可执行

    流程控制语句

    if/else命令

  2. 单分支if条件语句

if[ 条件判断句 ]
then
程序
fi
或者
if[ 条件判断 ];then
程序
fi

例如：
#!/bin/sh
if[-X /etc/rc.d/init.d/httpd]
then
/etc/rc.d/init.d/httpd restart
fi
单分支条件语句需要注意几点：

  • if语句使用fi结尾，和一般语言使用大括号结尾不同
  • [ 条件判断式 ]就是使用test命令判断，所以中括号和条件判断式之间必须有空格
  • then后面跟符号条件之后执行的程序，可以放在[]之后，用”;”分割，也可以换行写入，就不需要”;”了。

    多分支if条件语句

    if [条件判断式1]
    then
    程序1
    elif [条件判断式2]
    then
    程序2
    ……
    else
    当所有条件都不成立时，最后执行此程序
    fi
    示例：read -p “please input your name:” NAME
    脚本代码如下：
    #!/bin/bash
    read -p “please input your name:” NAME
    #echo $NAME
    if [ “$NAME” == root ]
    then
    echo “hello ${NAME},welcome !”
    elif [$NAME == tom]
    then
    echo “hello ${NAME},welcome !”
    else
    echo “Sorry,you are not the one who I invited !
    fi

    case命令

    case命令是一个多分支的if/else命令，case变量的值用来value1,value2,value3等等。匹配到之后则执行跟在后面的命令直到遇到双分号为止(;;)case命令以esac作为终止符。
    格式：
    CMD=$1
    　　case $CMD in
    　　start)
    　　echo “starting”
    　　;;
    　　Stop)
    　　echo “stoping”
    　　;;
    　　*)
    　　echo “Usage: {start|stop}”
    　　esac

    for循环

    for循环命令用来在一个列表条目中执行有限次数的命令。比如，你可能会在一个姓名列表或文件列表中循环执行同个命令。for命令后紧跟一个自定义变量、一个关键字in和一个字符串列表（可以是变量）。第一次执行for循环时，字符串列表中的第一个字符串会赋值给自定义变量，然后执行循环命令，直到遇到done语句；第二次执行for循环时，会右推字符串列表中的第二个字符串给自定义变量，依次类推，直到字符串列表遍历完。
    　　第一种：
    　　　　for N in 1 2 3
    　　　　do
    　　　　echo $N
    　　　　done
    　　或
    　　　　for N in 1 2 3; do echo $N; done
    　　或
    　　　　for N in {1..3}; do echo $N; done
    　　第二种：
    　　　　for ((i = 0; i <= 5; i++))
    　　　　do
    　　　　echo “welcome $i times”
    　　　　done
    　　或
    　　　　for ((i = 0; i <= 5; i++)); do echo “welcome $i times”; done

    while循环

    　　while命令根据紧跟其后的命令(command)来判断是否执行while循环，当command执行后的返回值(exit status)为0时，则执行while循环语句块，直到遇到done语句，然后再返回到while命令，判断command的返回值，当得打返回值为非0时，则终止while循环。
    　　第一种
    　　　　while expression
    　　　　do
    　　　　command
    　　　　…
    　　　　done
    练习：求1-10 各个数的平方和
    第一种：
    Shell Script - 图9
    第二种：
    Shell Script - 图10

    自定义函数

    　　函数代表着一个或一组命令的集合，表示一个功能模块，常用于模块化编程。
    　　以下是关于函数的一些重要说明：
    　　　　在shell中，函数必须先定义，再调用
    　　　　使用return value来获取函数的返回值
    　　　　函数在当前shell中执行，可以使用脚本中的变量。
    　　函数的格式如下：
    　　　　函数名()
    　　　　{
    　　　　命令1…..
    　　　　命令2….
    　　　　return 返回值变量
    　　　　}

    　　　　[ function ] funname [()]
    　　　　{
    　　　　　　action;
    　　　　　　 [return int;]
    　　　　}
    　　　　function start() / function start / start()
    脚本代码如下图：
    Shell Script - 图11
    　　注意：如果函数名后没有（），在函数名和{ 之间，必须要有空格以示区分。函数返回值，只能通过$? 系统变量获得，可以显示加：return 返回值，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。 return后跟数值n(0-255)


    脚本调试


    　　sh -x script　　
    　　这将执行该脚本并显示所有变量的值。

    　　在shell脚本里添加
    _　　_set -x 对部分脚本调试
    　　sh -n script
    　　不执行脚本只是检查语法的模式，将返回所有语法错误。

    　　sh –v script
    　　执行并显示脚本内容。