Shell是指一种应用程序,这个应用程序提供了一个界面,用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。Ken Thompson的sh是第一种Unix Shell,Windows Explorer是一个典型的图形界面Shell。
Shell脚本(shell script),是一种为shell编写的脚本程序。业界所说的shell通常都是指shell脚本,但是,shell和shell script是两个不同的概念。由于习惯的原因,简洁起见,本文出现的“shell编程”都是指shell脚本编程,不是指开发shell自身(如Windows Explorer扩展开发)。
脚本解释器
1. sh 即Bourne shell,POSIX(Portable Operating System Interface)标准的shell解释器,它的二进制文件路径通常是/bin/sh,由Bell Labs开发。 本文讲的是sh,如果你使用其它语言用作shell编程,请自行参考相应语言的文档。 2. bash Bash是Bourne shell的替代品,属GNU Project,二进制文件路径通常是/bin/bash。业界通常混用bash、sh、和shell,比如你会经常在招聘运维工程师的文案中见到:熟悉Linux Bash编程,精通Shell编程。 在CentOS里,/bin/sh是一个指向/bin/bash的符号链接:
[root@centosraw ~]# ls -l /bin/*sh
-rwxr-xr-x. 1 root root 903272 Feb 22 05:09 /bin/bash
-rwxr-xr-x. 1 root root 106216 Oct 17 2012 /bin/dash
lrwxrwxrwx. 1 root root 4 Mar 22 10:22 /bin/sh -> bash
但在Mac OS上不是,/bin/sh和/bin/bash是两个不同的文件,尽管它们的大小只相差100字节左右:
ls -l /bin/*sh
-r-xr-xr-x 1 root wheel 618416 Oct 24 17:52 /bin/bash
-rwxr-xr-x 1 root wheel 379952 Oct 24 17:52 /bin/csh
-r-xr-xr-x 1 root wheel 1282864 Oct 24 17:52 /bin/ksh
-r-xr-xr-x 1 root wheel 618480 Oct 24 17:52 /bin/sh
-rwxr-xr-x 1 root wheel 379952 Oct 24 17:52 /bin/tcsh
-rwxr-xr-x 1 root wheel 610224 Oct 24 17:52 /bin/zsh
第一个Shell
编写
打开文本编辑器,新建一个文件,扩展名为sh(sh代表shell),扩展名并不影响脚本执行,见名知意就好。
输入一些代码,第一行一般是这样:
#!/bin/bash
“#!”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。
运行
运行Shell脚本有两种方法: 1. 作为可执行程序
chmod +x test.sh
./test.sh
注意,一定要写成./test.sh,而不是test.sh,运行其它二进制的程序也一样,直接写test.sh,linux系统会去PATH里寻找有没有叫test.sh的,而只有/bin, /sbin, /usr/bin,/usr/sbin等在PATH里,你的当前目录通常不在PATH里,所以写成test.sh是会找不到命令的,要用./test.sh告诉系统说,就在当前目录找。
通过这种方式运行bash脚本,第一行一定要写对,好让系统查找到正确的解释器。
这里的”系统”,其实就是shell这个应用程序(想象一下Windows Explorer),但我故意写成系统,是方便理解,既然这个系统就是指shell,那么一个使用/bin/sh作为解释器的脚本是不是可以省去第一行呢?是的。
2. 作为解释器参数
这种运行方式是,直接运行解释器,其参数就是shell脚本的文件名,如:
/bin/sh test.sh
这种方式运行的脚本,不需要在第一行指定解释器信息,写了也没用。
Shell变量
定义变量
your_name="liangbo"
注意,变量名和等号之间不能有空格,这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。同时,变量名的命名须遵循如下规则:
- 命名只能使用英文字母,数字和下划线,首个字符不能以数字开头。
- 中间不能有空格,可以使用下划线(_)。
- 不能使用标点符号。
- 不能使用bash里的关键字(可用help命令查看保留关键字)。
除了显式地直接赋值,还可以用语句给变量赋值,如:
for file in `ls /etc`
或
for file in $(ls /etc)
以上语句将 /etc 下目录的文件名循环出来。
使用变量
使用一个定义过的变量,只要在变量名前面加美元符号即可,如:
your_name="liangbo"
echo $your_name
echo ${your_name}
变量名外面的花括号是可选的,加不加都行,加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界,比如下面这种情况:
for skill in Ada Coffe Action Java; do
echo "I am good at ${skill}Script"
done
如果不给skill变量加花括号,写成echo “I am good at $skillScript”,解释器就会把$skillScript当成一个变量(其值为空),代码执行结果就不是我们期望的样子了。
推荐给所有变量加上花括号,这是个好的编程习惯。IntelliJ IDEA编写shell script时,IDE就会提示加花括号。
重定义变量
已定义的变量,可以被重新定义,如:
your_name="liangbo"
echo $your_name
your_name="newname"
echo $your_name
这样写是合法的,但注意,第二次赋值的时候不能写$your_name=“alibaba”,使用变量的时候才加美元符。
Shell 注释
单行
以“#”开头的行就是注释,会被解释器忽略。
多行
多行注释还可以使用以下格式:
:<<EOF
注释内容...
注释内容...
注释内容...
EOF
EOF
也可以使用其他符号:
Shell 字符串
字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型,字符串可以用单引号,也可以用双引号,也可以不用引号。
单引号
str='this is a string'
单引号字符串的限制:
- 单引号里的任何字符都会原样输出,单引号字符串中的变量是无效的
- 单引号字串中不能出现单引号(对单引号使用转义符后也不行)
双引号
your_name='liangbo'
str="Hello, I know your are \"$your_name\"! \n"
- 双引号里可以有变量
- 双引号里可以出现转义字符
字符串操作
拼接字符串
your_name="liangbo"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting $greeting_1
获取字符串长度:
string="abcd"
echo ${#string} #输出:4
提取子字符串
string="alibaba is a great company"
echo ${string:1:4} #输出:liba
查找子字符串
查找字符 i 或 s的位置(哪个字母先出现就计算哪个):
string="alibaba is a great company"
echo `expr index "$string" is` #输出:3,这个语句的意思是:找出字母i在这名话中的位置,要在linux下运行,mac下会报错
注意: 以上脚本中 ` 是反引号,而不是单引号 ',不要看错了哦。
Shell 数组
bash支持一维数组(不支持多维数组),并且没有限定数组的大小。
定义数组
在 Shell 中,用括号来表示数组,数组元素用"空格"符号分割开。定义数组的一般形式为:
数组名=(值1 值2 ... 值n)
例如:
array_name=(value0 value1 value2 value3)
或者
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)
读取数组
读取数组元素值的一般格式是:
${数组名[下标]}
例如:
valuen=${array_name[n]}
使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素,例如:
echo ${array_name[@]}
获取数组的长度
获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同,例如:
# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}
Shell 传递参数
我们可以在执行 Shell 脚本时,向脚本传递参数,脚本内获取参数的格式为:$n。n 代表一个数字,1 为执行脚本的第一个参数,2 为执行脚本的第二个参数,以此类推……
另外,还有几个特殊字符用来处理参数:
参数处理 | 说明 |
---|---|
$# | 传递到脚本的参数个数 |
$* | 以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。 如"$*“用「"」括起来的情况、以”$1 $2 … $n"的形式输出所有参数。 |
$$ | 脚本运行的当前进程ID号 |
$! | 后台运行的最后一个进程的ID号 |
$@ | 与$*相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。 如"$@“用「"」括起来的情况、以”$1" “$2” … “$n” 的形式输出所有参数。 |
$- | 显示Shell使用的当前选项,与set命令功能相同。 |
$? | 显示最后命令的退出状态。0表示没有错误,其他任何值表明有错误。 |
在为shell脚本传递的参数中如果包含空格,应该使用单引号或者双引号将该参数括起来,以便于脚本将这个参数作为整体来接收。
Shell 运算符
基本运算
原生bash不支持简单的数学运算,但是可以通过其他命令来实现,例如 awk 和 expr,expr 最常用。
expr 是一款表达式计算工具,使用它能完成表达式的求值操作。
例如,两个数相加(注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 ‘):
#!/bin/bash
val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为 : $val" #输出:4
两点注意:
- 表达式和运算符之间要有空格,例如 2+2 是不对的,必须写成 2 + 2,这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
- 完整的表达式要被
算术运算符
下表列出了常用的算术运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:
运算符 | 说明 | 举例 |
---|---|---|
+ | 加法 | expr $a + $b 结果为 30。 |
- | 减法 | expr $a - $b 结果为 -10。 |
* | 乘法 | expr $a \* $b 结果为 200。 |
/ | 除法 | expr $b / $a 结果为 2。 |
% | 取余 | expr $b % $a 结果为 0。 |
= | 赋值 | a=$b 将把变量 b 的值赋给 a。 |
== | 相等。用于比较两个数字,相同则返回 true。 | [ $a == $b ] 返回 false。 |
!= | 不相等。用于比较两个数字,不相同则返回 true。 | [ $a != $b ] 返回 true。 |
**注意:**条件表达式要放在方括号之间,并且要有空格,例如: [$a==$b] 是错误的,必须写成 [ $a == $b ]。
- 乘号(*)前边必须加反斜杠()才能实现乘法运算;
- 在 MAC 中 shell 的 expr 语法是:$((表达式)),此处表达式中的 “*” 不需要转义符号 “" 。
关系运算符
关系运算符只支持数字,不支持字符串,除非字符串的值是数字。
下表列出了常用的关系运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:
运算符 | 说明 | 举例 |
---|---|---|
-eq | 检测两个数是否相等,相等返回 true。 | [ $a -eq $b ] 返回 false。 |
-ne | 检测两个数是否不相等,不相等返回 true。 | [ $a -ne $b ] 返回 true。 |
-gt | 检测左边的数是否大于右边的,如果是,则返回 true。 | [ $a -gt $b ] 返回 false。 |
-lt | 检测左边的数是否小于右边的,如果是,则返回 true。 | [ $a -lt $b ] 返回 true。 |
-ge | 检测左边的数是否大于等于右边的,如果是,则返回 true。 | [ $a -ge $b ] 返回 false。 |
-le | 检测左边的数是否小于等于右边的,如果是,则返回 true。 | [ $a -le $b ] 返回 true。 |
布尔运算符
下表列出了常用的布尔运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:
运算符 | 说明 | 举例 |
---|---|---|
! | 非运算,表达式为 true 则返回 false,否则返回 true。 | [ ! false ] 返回 true。 |
-o | 或运算,有一个表达式为 true 则返回 true。 | [ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。 |
-a | 与运算,两个表达式都为 true 才返回 true。 | [ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。 |
逻辑运算符
以下介绍 Shell 的逻辑运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:
运算符 | 说明 | 举例 |
---|---|---|
&& | 逻辑的 AND | [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false |
|| | 逻辑的 OR | [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true |
字符串运算符
下表列出了常用的字符串运算符,假定变量 a 为 “abc”,变量 b 为 “efg”:
运算符 | 说明 | 举例 |
---|---|---|
= | 检测两个字符串是否相等,相等返回 true。 | [ $a = $b ] 返回 false。 |
!= | 检测两个字符串是否相等,不相等返回 true。 | [ $a != $b ] 返回 true。 |
-z | 检测字符串长度是否为0,为0返回 true。 | [ -z $a ] 返回 false。 |
-n | 检测字符串长度是否为0,不为0返回 true。 | [ -n “$a” ] 返回 true。 |
$ | 检测字符串是否为空,不为空返回 true。 |
文件测试运算符
文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。
属性检测描述如下:
操作符 | 说明 | 举例 |
---|---|---|
-b file | 检测文件是否是块设备文件,如果是,则返回 true。 | [ -b $file ] 返回 false。 |
-c file | 检测文件是否是字符设备文件,如果是,则返回 true。 | [ -c $file ] 返回 false。 |
-d file | 检测文件是否是目录,如果是,则返回 true。 | [ -d $file ] 返回 false。 |
-f file | 检测文件是否是普通文件(既不是目录,也不是设备文件),如果是,则返回 true。 | [ -f $file ] 返回 true。 |
-g file | 检测文件是否设置了 SGID 位,如果是,则返回 true。 | [ -g $file ] 返回 false。 |
-k file | 检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit),如果是,则返回 true。 | [ -k $file ] 返回 false。 |
-p file | 检测文件是否是有名管道,如果是,则返回 true。 | [ -p $file ] 返回 false。 |
-u file | 检测文件是否设置了 SUID 位,如果是,则返回 true。 | [ -u $file ] 返回 false。 |
-r file | 检测文件是否可读,如果是,则返回 true。 | [ -r $file ] 返回 true。 |
-w file | 检测文件是否可写,如果是,则返回 true。 | [ -w $file ] 返回 true。 |
-x file | 检测文件是否可执行,如果是,则返回 true。 | [ -x $file ] 返回 true。 |
-s file | 检测文件是否为空(文件大小是否大于0),不为空返回 true。 | [ -s $file ] 返回 true。 |
-e file | 检测文件(包括目录)是否存在,如果是,则返回 true。 |
Shell test命令
test 命令可以执行条件检测,用 test 可以避免使用过多的括号,[] 中的测试条件同样可以通过 test 来完成。
if [ $var -eq 0 ]; then echo "True"; fi
等价于:
if test $var -eq 0; then echo "True"; fi
Shell 流程控制
if else
if
if 语句语法格式:
if condition
then
command1
command2
...
commandN
fi
写成一行(适用于终端命令提示符):
if [ $(ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi
末尾的fi就是if倒过来拼写,后面还会遇到类似的。
if else
if else 语法格式:
if condition
then
command1
command2
...
commandN
else
command
fi
if else-if else
if else-if else 语法格式:
if condition1
then
command1
elif condition2
then
command2
else
commandN
fi
for 循环
与其他编程语言类似,Shell支持for循环。
for循环一般格式为:
for var in item1 item2 ... itemN
do
command1
command2
...
commandN
done
写成一行:
for var in item1 item2 ... itemN; do command1; command2… done;
while 语句
while循环用于不断执行一系列命令,也用于从输入文件中读取数据;命令通常为测试条件。其格式为:
while condition
do
command
done
无限循环
无限循环语法格式:
while :
do
command
done
或者
while true
do
command
done
或者
for (( ; ; ))
until 循环
until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。
until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反。
一般 while 循环优于 until 循环,但在某些时候—也只是极少数情况下,until 循环更加有用。
until 语法格式:
until condition
do
command
done
case
Shell case语句为多选择语句。可以用case语句匹配一个值与一个模式,如果匹配成功,执行相匹配的命令。case语句格式如下:
case 值 in
模式1)
command1
command2
...
commandN
;;
模式2)
command1
command2
...
commandN
;;
esac
跳出循环
在循环过程中,有时候需要在未达到循环结束条件时强制跳出循环,Shell使用两个命令来实现该功能:break和continue。
break命令
break命令允许跳出所有循环(终止执行后面的所有循环)。
continue
continue命令与break命令类似,只有一点差别,它不会跳出所有循环,仅仅跳出当前循环。
Shell 函数
shell中函数的定义格式如下:
[ function ] funname [()]
{
action;
[return int;]
}
说明:
- 1、可以带function fun() 定义,也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
- 2、参数返回,可以显示加:return 返回,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
函数参数
在Shell中,调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部,通过 $n 的形式来获取参数的值,例如,$1表示第一个参数,$2表示第二个参数… (同 shell 参数传递)
Shell 输入输出重定向
大多数 UNIX 系统命令从你的终端接受输入并将所产生的输出发送回到您的终端。一个命令通常从一个叫标准输入的地方读取输入,默认情况下,这恰好是你的终端。同样,一个命令通常将其输出写入到标准输出,默认情况下,这也是你的终端。
重定向命令列表如下:
命令 | 说明 |
---|---|
command > file | 将输出重定向到 file。 |
command < file | 将输入重定向到 file。 |
command » file | 将输出以追加的方式重定向到 file。 |
n > file | 将文件描述符为 n 的文件重定向到 file。 |
n » file | 将文件描述符为 n 的文件以追加的方式重定向到 file。 |
n >& m | 将输出文件 m 和 n 合并。 |
n <& m | 将输入文件 m 和 n 合并。 |
« tag | 将开始标记 tag 和结束标记 tag 之间的内容作为输入。 |
需要注意的是文件描述符 0 通常是标准输入(STDIN),1 是标准输出(STDOUT),2 是标准错误输出(STDERR)。
输出重定向
重定向一般通过在命令间插入特定的符号来实现。特别的,这些符号的语法如下所示:
command1 > file1
上面这个命令执行command1然后将输出的内容存入file1。
注意任何file1内的已经存在的内容将被新内容替代。如果要将新内容添加在文件末尾,请使用»操作符。
输入重定向
和输出重定向一样,Unix 命令也可以从文件获取输入,语法为:
command1 < file1
这样,本来需要从键盘获取输入的命令会转移到文件读取内容。
注意:输出重定向是大于号(>),输入重定向是小于号(<)。
重定向深入讲解
一般情况下,每个 Unix/Linux 命令运行时都会打开三个文件:
- 标准输入文件(stdin):stdin的文件描述符为0,Unix程序默认从stdin读取数据。
- 标准输出文件(stdout):stdout 的文件描述符为1,Unix程序默认向stdout输出数据。
- 标准错误文件(stderr):stderr的文件描述符为2,Unix程序会向stderr流中写入错误信息。
默认情况下,command > file 将 stdout 重定向到 file,command < file 将stdin 重定向到 file。
如果希望 stderr 重定向到 file,可以这样写:
$ command 2 > file
如果希望 stderr 追加到 file 文件末尾,可以这样写:
$ command 2 >> file
2 表示标准错误文件(stderr)。
如果希望将 stdout 和 stderr 合并后重定向到 file,可以这样写:
$ command > file 2>&1
或者
$ command >> file 2>&1
如果希望对 stdin 和 stdout 都重定向,可以这样写:
$ command < file1 >file2
command 命令将 stdin 重定向到 file1,将 stdout 重定向到 file2。
Here Document
Here Document 是 Shell 中的一种特殊的重定向方式,用来将输入重定向到一个交互式 Shell 脚本或程序。
它的基本的形式如下:
command << delimiter
document
delimiter
它的作用是将两个 delimiter 之间的内容(document) 作为输入传递给 command。
注意:
- 结尾的delimiter 一定要顶格写,前面不能有任何字符,后面也不能有任何字符,包括空格和 tab 缩进。
- 开始的delimiter前后的空格会被忽略掉。
/dev/null 文件
如果希望执行某个命令,但又不希望在屏幕上显示输出结果,那么可以将输出重定向到 /dev/null:
$ command > /dev/null
/dev/null 是一个特殊的文件,写入到它的内容都会被丢弃;如果尝试从该文件读取内容,那么什么也读不到。但是 /dev/null 文件非常有用,将命令的输出重定向到它,会起到"禁止输出"的效果。
如果希望屏蔽 stdout 和 stderr,可以这样写:
$ command > /dev/null 2>&1
**注意:**0 是标准输入(STDIN),1 是标准输出(STDOUT),2 是标准错误输出(STDERR)。
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