Shell 入门教程

本文为译文,原文链接shell

shell是一个高效的、文本化的计算机接口。

shell提示符:当你打开终端时看到的一切。可以让用户执行的程序和命令,常见的有:

  • cd改变目录

  • ls列出文件和目录

  • mvcp移动和复制文件

但是shell允许您做更多的事情;您可以调用计算机上的任何程序,并且命令行工具的存在就是为了完成您可能想做的任何事情。他们往往比他们的图形对手更有效率。我们这门课会讲到很多。

shell提供交互式编程语言 ("脚本")。有很多种shell

  • 您可能用过sh或者bash

  • 和语言相关的shellcsh

  • 或者更好用的shell:fishzshksh

在这个课堂上,我们将关注无处不在的shbash,但是使用其他的shell感觉更好。我喜欢fish

在您的工具箱中,shell程序是一个非常有用的工具。可以直接在提示符下编写程序,也可以将程序写入文件。

通过#!/bin/sh+chmod +x将shell程序变成可以执行的

使用shell工作

将一个命令运行多次:

for i in $(seq 1 5); do echo hello; done

有很多东西可以展开来讲:

  • for x in list; do BODY; done

    • ;终止一个命令 -- 相当于换行

    • 遍历list,将每个值赋值给x,然后运行

    • 分割标志符是“空格”,我们稍后会讲到

    • shell中没有花括号,所以使用do+done

  • $(seq 1 5)

    • 运行seq命令,参数分别为1和5

    • 使用括号内命令的输出替换 $()

    • 相当于

      for i in 1 2 3 4 5
  • echo hello

    • shell脚本中的所有内容都是命令

    • 在本例中,运行echo命令,将打印该命令的参数hello

    • 所有命令都可以在$PATH搜索到

我们可以举个例子:

for f in $(ls); do echo $f; done

将打印当前目录中的每个文件名。可以使用=设置变量的值(=两边不需要空格)

foo=bar
echo $foo

这里也有一些特殊的变量:

  • $1-$9:脚本的参数

  • $0:脚本的名称

  • $#:脚本的参数个数

  • $$:当前脚本的进程ID

只打印目录

for f in $(ls); do if test -d $f; then echo dir $f; fi; done

这里展开来讲:

  • if CONDITION; then BODY; fi

    • CONDITION是一个命令,如果返回时为0(success),就会执行BODY

    • 也可以继续执行else或者elif

    • 同样,没有花括号,所以使用thenfi

  • test是另外一个命令,提供各式各样的检查与对比功能,退出时会返回对比结果,如果为真,则返回0($?)

    • man COMMAND会对您有很大的帮助,比如:man test

    • 也可以使用[+]执行,比如:[ -d $f ]

      • 查看一下man testwhich [的执行结果

可是等等!结果是错误的!如果有个文件叫做“我的文档怎么办”?

  • for f in $(ls)展开为for f in My Documents

  • 先以Mytest的执行参数,然后以Documents作为参数

  • 这不是我们想要的!

  • shell脚本中导致出现问题最多的原因

参数分割

Bash是通过空格分割参数;但这并不总是您想要的!

  • 需要使用引号处理for f in "My Documents"f的空格,才能正确的执行

  • 其他地方也有同样的问题,您看到过吗?比如test -d $f:如果$f中包含空格,test将会发生错误!

  • echo碰巧没有问题,因为按空格分隔联接,但是如果文件名包含换行符,怎么办?!变成空格!

  • 引号用于所有不希望被拆分的参数

  • 我们该如何修复上面的脚本呢?您认为for f in "$(ls)"怎么样?

答案是通配符!

  • Bash知道如何使用模板查找文件:

    • * 任意字符串

    • ? 任意字符

    • {a,b,c} 这些字符中的任意一个

  • for f in *:这个文件夹下所有的文件

  • 在使用通配符时,每个匹配的文件都将变成自己的参数

    • 在使用时,仍需要确保引号的正确使用:test -d "$f"

  • 可以使用这些提高通配符效率:

    • for f in a*: 当前文件夹下,所有以a开头的文件

    • for f in foo/*.txt:foo文件夹下,所有以.txt结尾的文件

    • for f in foo/*/p??.txt: 在foo的子文件夹下,以p开头的三个字母的文件

空格的问题不止于此:

  • if [ $foo = "bar" ]; then-- 看看这个问题?

  • 如果$foo是空的呢?[的参数是=bar...

  • 可以用[ x$foo = "xbar" ]来解决这个问题,但是效率低

  • 相反,使用[[:一个bash内置的具有特殊解析的比较器

    • 也可以使用&&代替-a-o连接||等等

可组合性

Shell之所以强大,部分原因在于它的可组合性。可以将多个程序链接在一起,而不是让一个程序做每一件事情。

关键字是|

a|b表示同时运行ab,将a的所有输出,当作b的输入,打印b的输出。

您启动的所有程序(“进程”)都有三个“流”:

  • STDIN:当程序读取输入时,它从这里开始

  • STDOUT:当程序打印东西时,它就在这里

  • STDERR:程序可以选择使用的第二个输出

  • 默认的,STDIN是您的键盘输入,STDOUTSTDERR都是您的终端。但是您可以改变他们!

    • a | ba的输出当作b的输入

    • 同样还有:

      • a > foo(将a的标准输出写入foo文件)

      • a 2> foo(将a的标准错误输出写入foo文件)

      • a < fooa的标准输入是从foo文件读取的)

      • 提示:tail -f将打印文件内容,即使他正在被写入

为什么这个这么有用?您亲自试试下面程序的输出!

  • ls | grep foo:包含单词foo的所有文件

  • ps | grep foo:包含单词foo的所有进程

  • journalctl | grep -i intel | tail -n5:最后5条带有intel(不区分大小写)的系统日志消息

  • who | sendmail -t me@example.com:将登录用户列表发送到me@example.com

  • 形成了许多数据处理的基础,稍后我们将讨论它

Bash还提供了许多其他编写程序的方法。

您可以组合形成一个命令(a; b) | tac:先运行a,然后运行b,然后把他们的所有输出当作tac命令的输入,tac是一个将输入反序的命令。

一个不太为人所知但超级有用的方法是过程替换。b <(a)将运行a,为输出流生成一个临时文件名,并将该文件名传递给b。举个例子:

diff <(journalctl -b -1 | head -n20) <(journalctl -b -2 | head -n20)

将向您展示前一个引导日志的前20行与更前一个引导日志的前20行之间的区别。

任务和进程控制

如果您在后台执行周期更长的任务呢?

  • 在后台运行的程序是以&结尾

    • 它会立即给你提示

    • 如果你想同时运行两个程序,比如服务器和客户端,这很好解决:server & client

    • 注意:正在运行的程序仍将终端设置为标准输出,试一试:server > server.log & client

  • 通过jobs查看所有的进程

    • 注意现实Running

  • 使用fg %JOB将其放到前台(没有参数是最新的)

  • 如果您想将当前的程序放入后台:^Z+bg(这里的^Z代表按Ctrl+Z)

    • ^Z将当前的进程停止,并将它变成一个job

    • bg将最新的job在后台运行(就像使用了&

  • 后台jobs仍然绑定到当前会话,如果注销,则退出。您可以使用disown或者nohup切断这种绑定关系。

  • $!是最后一个后台进程的pid

在你的电脑上运行的其他东西呢?

  • ps很好用:列出正在运行的进程

    • ps -A:打印所有用户的进程(也包括ps ax)

    • ps有很多参数:可以通过man ps查看

  • pgrep:搜索进程(和ps -A | grep类似)

    • pgrep -af:通过参数搜索和显示

  • kill:通过ID向进程发送信号(pkill by search + -f)

    • 信号告诉进程“做什么事”

    • 最常见:SIGKILL(-9-KILL):立刻退出,相当于^\

    • 还有:SIGTERM(-15or-TERM):立刻优雅的退出,相当于^C

标志符

大多数命令行程序都使用标志符接受参数。标志符通常有短形式(-h)和长形式(--help)。通常运行CMD -hman CMD会给你展示该CMD可用的标识符的列表。短标志通常可以组合使用,运行rm -r -f相当于运行rm -rf或者rm -fr。一些常见的标识符是有约定俗成的标准的,您会发现它们在很多命令中:

  • -a一般指所有文件(也包括那些以点开头的)

  • -f通常指强制做什么事情,比如说rm -f

  • -h大多数命令都是显示帮助

  • -v通常启用详细输出

  • -V通常打印命令的版本

此外,双破折号--用于内置命令和许多其他命令中,表示命令选项的结束,之后只接受位置参数。因此,如果您有一个可以使用-v参数的文件(文件类型支持使用),并且想要grep它,grep pattern -- -v可以,但是grep pattern -v不行。事实上,创建这种文件的方法是touch -- -v

附录

  1. Shell

Title: Shell 入门教程

Date: 2019.02.17

Author: zhangpeng

Github: https://github.com/fullstack-zhangpeng