一、Shell解析器配置
1.用户的默认Shell设置在/etc/passwd文件中,例如下面这行对用户mia的设置:
mia:L2NOfqdlPrHwE:504:504:Mia Maya:/home/mia:/bin/bash
二、Shell如何执行命令
1. 执行交互式命令
用户在命令行输入命令后,一般情况下Shell会fork并exec该命令,但是Shell的内建命令例外,执行内建命令相当于调用Shell进程中的一个函数,并不创建新的进程。
以前学过的cd、alias、umask、exit等命令即是内建命令,凡是用which命令查不到程序文件所在位置的命令都是内建命令,内建命令没有单独的man手册,要在man手册中查看内建命令,应该:
$ man bash-builtins
如export、shift、if、eval、[、for、while等等。内建命令虽然不创建新的进程,但也会有Exit Status,通常也用0表示成功非零表示失败,虽然内建命令不创建新的
进程,但执行结束后也会有一个状态码,也可以用特殊变量$?读出。
$ chmod +x script.sh $ ./script.sh
Shell会fork一个子进程并调用exec执行./script.sh这个程序,exec系统调用应该把子进程的代码段替换成./script.sh程序的代码段,并从它的_start开始执行。然而script.sh是个文本文件,根本没有代码段和_start函数,怎么办呢?其实exec还有另外一种机制,如果要执行的是一个文本文件,并且第一行用Shebang指定了解释
器,则用解释器程序的代码段替换当前进程,并且从解释器的_start开始执行,而这个文本文件被当作命令行参数传给解释器。因此,执行上述脚本相当于执行程序:
$ /bin/sh ./script.sh
三、Shell基本语法
1. 变量
Shell变量由全大写字母加下划线组成,有两种类型的Shell变量:
(1)环境变量:环境变量可以从父进程传给子进程,可以从当前Shell进程传给fork出来的子进程。用printenv命令可以显示当前Shell进程的环境变量。
(2)本地变量:只存在于当前Shell进程,用set命令可以显示当前Shell进程中定义的所有变量(包括本地变量和环境变量)和函数。
环境变量是任何进程都有的概念,而本地变量是Shell特有的概念。在Shell中,环境变量和本地变量的定义和用法相似。
$ VARNAME=value #对变量赋值,注意等号两边都不能有空格,否则会被Shell解释成命令和命令行参数。 $ export VARNAME=value #一个变量定义后仅存在于当前Shell进程,它是本地变量,用export命令可以把本地变量导出为环境变量。 $ unset VARNAME #用unset命令可以删除已定义的环境变量或本地变量。 ${VARNAME} 表示变量的值,在不引起歧义的情况下也可以用$VARNAME表示它的值。
和C语言不同的是,Shell变量不需要明确定义类型,事实上Shell变量的值都是字符串,比如我们定义VAR=45,其实VAR的值是字符串45而非整数。Shell变量不需要先
定义后使用,如果对一个没有定义的变量取值,则值为空字符串。
2. 文件名代换(Globbing):* ? []
这些用于匹配的字符称为通配符(Wildcard),具体如下:
(1)通配符
* 匹配0个或多个任意字符
? 匹配一个任意字符
[若干字符] 匹配方括号中任意一个字符的一次出现
$ ls /dev/ttyS* $ ls ch0?.doc $ ls ch0[0-2].doc $ ls ch[012][0-9].doc
注意,Globbing所匹配的文件名是由Shell展开的,也就是说在参数还没传给程序之前已经展开了,比如上述ls ch0[012].doc命令,如果当前目录下有ch00.doc和ch02.doc,则传给ls命令的参数实际上是这两个文件名,而不是一个匹配字符串。
3.命令代换:``或 $()
由反引号括起来的也是一条命令,Shell先执行该命令,然后将输出结果立刻代换到当前命令行中。例如定义一个变量存放date命令的输出:
$ DATE=`date` $ echo $DATE
命令代换也可以用$()表示:
$ DATE=$(date)
4.算术代换:$(())
用于算术计算,$(())中的Shell变量取值将转换成整数,例如:
$ VAR=45 $ echo $(($VAR+3))
$(())中只能用+-*/和()运算符,并且只能做整数运算。
5. 转义字符
和C语言类似,在Shell中被用作转义字符,用于去除紧跟其后的单个字符的特殊意义(回车除外),换句话说,紧跟其后的字符取字面值。例如:
例1:
$ echo $SHELL /bin/bash $ echo $SHELL $SHELL
6. 单引号
和C语言不一样,Shell脚本中的单引号和双引号一样都是字符串的界定符(双引号下一节介绍),而不是字符的界定符。单引号用于保持引号内所有字符的字面值,即
使引号内的和回车也不例外。
7. 双引号
双引号用于保持引号内所有字符的字面值(回车也不例外),但以下情况除外:
(1)$加变量名可以取变量的值
(2)反引号仍表示命令替换
(3)$表示$的字面值
(4)\`表示`的字面值
(5)"表示"的字面值
(6)\表示的字面值
除以上情况之外,在其它字符前面的无特殊含义,只表示字面值
例子:
$ echo "$SHELL" /bin/bash $ echo "`date`" Sun Apr 20 11:22:06 CEST 2003 $ echo "I'd say: "Go for it"" I'd say: "Go for it" $ echo "\"
8. 条件测试:test [
命令test或[可以测试一个条件是否成立,如果测试结果为真,则该命令的Exit Status为0,如果测试结果为假,则命令的Exit Status为1(注意与C语言的逻辑表示正好相反)。例如测试两个数的大小关系:
$ VAR=2 $ test $VAR -gt 1 $ echo $? 0 $ test $VAR -gt 3 $ echo $? 1 $ [ $VAR -gt 3 ] $ echo $? 1
虽然看起来很奇怪,但左方括号[确实是一个命令的名字,传给命令的各参数之间应该用空格隔开,比如,$VAR、-gt、3、]是[命令的四个参数,它们之间必须用空格隔开。命令test或[的参数形式是相同的,只不过test命令不需要]参数。
9. 测试条件之间的与、或、非逻辑运算
和C语言类似,测试条件之间还可以做与、或、非逻辑运算:
[ ! EXPR ] EXPR可以是上表中的任意一种测试条件,!表示逻辑反 [ EXPR1 -a EXPR2 ] EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件,-a表示逻辑与 [ EXPR1 -o EXPR2 ] EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件,-o表示逻辑或
$ VAR=abc $ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ] $ echo $? 0
注意,如果上例中的$VAR变量事先没有定义,则被Shell展开为空字符串,会造成测试条件的语法错误(展开为[ -d Desktop -a = 'abc' ]),作为一种好的Shell编程
习惯,应该总是把变量取值放在双引号之中(展开为[ -d Desktop -a "" = 'abc' ]):
$ unset VAR $ [ -d Desktop -a $VAR = 'abc' ] bash: [: too many arguments $ [ -d Desktop -a "$VAR" = 'abc' ] $ echo $? 1
10. if/then/elif/else/fi
和C语言类似,在Shell中用if、then、elif、else、fi这几条命令实现分支控制。这种流程控制语句本质上也是由若干条Shell命令组成的
if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrc fi
其实是三条命令,if [ -f ~/.bashrc ]是第一条,then . ~/.bashrc是第二条,fi是第三条。如果两条命令写在同一行则需要用;号隔开,一行只写一条命令就不需要写;号了,
另外,then后面有换行,但这条命令没写完,Shell会自动续行,把下一行接在then后面当作一条命令处理。Shell脚本没有{}括号,所以用fi表示if语句块的结束。
#! /bin/sh if [ -f /bin/bash ] then echo "/bin/bash is a file" else echo "/bin/bash is NOT a file" fi if :; then echo "always true"; fi
: 是一个特殊的命令,称为空命令,该命令不做任何事,但Exit Status总是真。此外,也可以执行/bin/true或/bin/false得到真或假的Exit Status。再看一个例子:
#! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no." read YES_OR_NO if [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then echo "Good morning!" elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then echo "Good afternoon!" else echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1 fi exit 0
上例中的read命令的作用是等待用户输入一行字符串,将该字符串存到一个Shell变量中。
11. &&和||语法
Shell还提供了&&和||语法,和C语言类似,具有Short-circuit特性,很多Shell脚本喜欢写成这样
test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1)
&&相当于“if...then...”,而 || 相当于“if not...then...”。&&和 || 用于连接两个命令,而上面讲的-a和-o仅用于在测试表达式中连接两个测试条件,要注意它们的区别,
例如,
test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3
和以下写法是等价的:
test "$VAR" -gt 1 && test "$VAR" -lt 3
12. case/esac
case命令可类比C语言的switch/case语句,esac表示case语句块的结束。C语言的case只能匹配整型或字符型常量表达式,而Shell脚本的case可以匹配字符串和Wildcard,每个匹配分支可以有若干条命令,末尾必须以 ;; 结束,执行时找到第一个匹配的分支并执行相应的命令,然后直接跳到esac之后,不需要像C语言一样用break跳出。
#! /bin/sh echo "Is it morning? Please answer yes or no." read YES_OR_NO case "$YES_OR_NO" in yes|y|Yes|YES) echo "Good Morning!";; [nN]*) echo "Good Afternoon!";; *) echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no." exit 1;; esac exit 0
使用case语句的例子可以在系统服务的脚本目录/etc/init.d中找到。这个目录下的脚本大多具有这种形式(以/etc/apache2为例):
case $1 in start) ... ;; stop) ... ;; reload | force-reload) ... ;; restart) ... *) log_success_msg "Usage: /etc/init.d/apache2 {start|stop|restart|reload|force-reload|start-htcacheclean|stop-htcacheclean}" exit 1 ;; esac
13. for/do/done
Shell脚本的for循环结构和C语言很不一样,它类似于某些编程语言的foreach循环。例如:
#! /bin/sh for FRUIT in apple banana pear; do echo "I like $FRUIT" done
FRUIT是一个循环变量,第一次循环$FRUIT的取值是apple,第二次取值是banana,第三次取值是pear。再比如,要将当前目录下的chap0、chap1、chap2等文件名改
为chap0~、chap1~、chap2~等(按惯例,末尾有~字符的文件名表示临时文件),这个命令可以这样写:
$ for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done
也可以这样写:
$ for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done
14. while/do/done
while的用法和C语言类似。比如一个验证密码的脚本:
#! /bin/sh echo "Enter password:" read TRY while [ "$TRY" != "secret" ]; do echo "Sorry, try again" read TRY done
下面的例子通过算术运算控制循环的次数:
#! /bin/sh COUNTER=1 while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do echo "Here we go again" COUNTER=$(($COUNTER+1)) done
Shell还有until循环,类似C语言的do...while循环,本章从略。
15.位置参数和特殊变量
有很多特殊变量是被Shell自动赋值的,我们已经遇到了$?和$1,现在总结一下:
$0 相当于C语言main函数的argv[0]
$1、$2... 这些称为位置参数,相当于C语言main函数的argv[1]、argv[2]...
$# 相当于C语言main函数的argc - 1,注意这里的#后面不表示注释
$@ 表示参数列表"$1" "$2" ...,例如可以用在for循环中的in后面。
$? 上一条命令的Exit Status
$$ 当前Shell的进程号
位置参数可以用shift命令左移。比如shift 3表示原来的$4现在变成$1,原来的$5现在变成$2等等,原来的$1、$2、$3丢弃,$0不移动。
不带参数的shift命令相当于shift 1。例如:
#! /bin/sh echo "The program $0 is now running" echo "The first parameter is $1" echo "The second parameter is $2" echo "The parameter list is $@" shift echo "The first parameter is $1" echo "The second parameter is $2" echo "The parameter list is $@"
16. 函数
和C语言类似,Shell中也有函数的概念,但是函数定义中没有返回值也没有参数列表。例如:
#! /bin/sh foo(){ echo "Function foo is called"; } echo "--start--" foo echo "--end--"
注意函数体的左花括号{和后面的命令之间必须有空格或换行,如果将最后一条命令和右花括号}写在同一行,命令末尾必须有;号。
在定义foo()函数时并不执行函数体中的命令,就像定义变量一样,只是给foo这个名字一个定义,到后面调用foo函数的时候(注意Shell中的函数调用不写括号)才执行函数体中的命令。Shell脚本中的函数必须先定义后调用,一般把函数定义都写在脚本的前面,把函数调用和其它命令写在脚本的最后(类似C语言中的main函数,这才是整个脚本实际开始执行命令的地方)。
Shell函数没有参数列表并不表示不能传参数,事实上,函数就像是迷你脚本,调用函数时可以传任意个参数,在函数内同样是用$0、$1、$2等变量来提取参数,函数中的位置参数相当于函数的局部变量,改变这些变量并不会影响函数外面的$0、$1、$2等变量。函数中可以用return命令返回,如果return后面跟一个数字则表示函数的Exit Status。
下面这个脚本可以一次创建多个目录,各目录名通过命令行参数传入,脚本逐个测试各目录是否存在,如果目录不存在,首先打印信息然后试着创建该目录。
#! /bin/sh is_directory() { DIR_NAME=$1 if [ ! -d $DIR_NAME ]; then return 1 else return 0 fi } for DIR in "$@"; do if is_directory "$DIR" then : #空操作,但是其exit status恒为0(真) else echo "$DIR doesn't exist. Creating it now..." mkdir $DIR > /dev/null 2>&1 if [ $? -ne 0 ]; then echo "Cannot create directory $DIR" exit 1 fi fi done
注意is_directory()返回0表示真返回1表示假。
17. Shell脚本的调试方法
Shell提供了一些用于调试脚本的选项,如下所示:
-n:读一遍脚本中的命令但不执行,用于检查脚本中的语法错误。
-v:一边执行脚本,一边将执行过的脚本命令打印到标准错误输出。
-x:提供跟踪执行信息,将执行的每一条命令和结果依次打印出来(这个非常有用,因为其将参数直接打印为变量的值了!)。
使用这些选项有三种方法,
(1)一是在命令行提供参数
$ sh -x ./script.sh
(2)二是在脚本开头提供参数
#! /bin/sh -x
(3)第三种方法是在脚本中用set命令启用或禁用参数
#! /bin/sh if [ -z "$1" ]; then set -x echo "ERROR: Insufficient Args." exit 1 set +x fi
set -x和set +x分别表示启用和禁用-x参数,这样可以只对脚本中的某一段进行跟踪调试。
参考:
1.第 31 章 Shell脚本:https://akaedu.github.io/book/ch31.html