第5講shell編程

1、一 shell編程的作用及其工具1 shell概述l什么是shell？Shell是用戶與linux操作系統(tǒng)之間的界面。也就是說用戶是通過shell與操作系統(tǒng)進(jìn)行交互的。當(dāng)用戶輸入命令后，由shell進(jìn)行解釋并提交系統(tǒng)內(nèi)核處理。Shell與linux命令一樣，都是實(shí)用程序，但兩者又有區(qū)別：2022-6-251Shell在用戶注冊(cè)到系統(tǒng)后，就被系統(tǒng)裝入內(nèi)存，并一直允許到用戶退出系統(tǒng)為止。而一般命令僅當(dāng)被調(diào)用時(shí)，才由系統(tǒng)裝入內(nèi)存執(zhí)行。Shell本身也是一種可編程的程序設(shè)計(jì)語言，用shell寫的程序（也稱腳本）相當(dāng)于dos或windows下的批處理文件。在腳本里可以包括復(fù)雜的循環(huán)、條件、數(shù)學(xué)運(yùn)算和控制

2、結(jié)構(gòu)等。2022-6-252lShell程序語言的特點(diǎn)Shell作為語言，允許通過編程來完成復(fù)雜的功能處理，但是與高級(jí)語言相比具有不同的特點(diǎn)：lShell是解釋性的，而多數(shù)高級(jí)語言是編譯性的。lShell語言與高級(jí)語言處理的對(duì)象不同。lShell與系統(tǒng)有密切的關(guān)系。lShell容易編寫、調(diào)試、靈活性較強(qiáng)，但速度較低。lShell作為命令級(jí)語言，命令組合功能很強(qiáng)。2022-6-253其中bash和zsh在不同程度上支持csh的語法。Bash是bourne again shell的縮寫，是目前大多數(shù)linux系統(tǒng)的缺省shell。現(xiàn)著重介紹bash的特點(diǎn)：l自動(dòng)補(bǔ)全功能 假設(shè)要輸入的命令很長，或者

3、命令后面要給的文件名很長，這時(shí)只要按TAB鍵，bash就會(huì)在可能的命令或文件名中尋找匹配的命令，若找到的話就會(huì)自動(dòng)補(bǔ)齊。當(dāng)然，用戶鍵入的字符越多，bash搜尋匹配的文件名或命令就越容易找到。當(dāng)有多個(gè)匹配的情況，會(huì)給出匹配的情況。2022-6-254l命令行編輯程序當(dāng)輸入bash命令時(shí)，若輸入錯(cuò)誤，可以在未執(zhí)行前對(duì)所輸入的命令進(jìn)行編輯。l命令歷史所謂命令歷史就是把曾經(jīng)輸入過的命令記錄起來，方便以后的查詢和使用。DOS下的doskey功能就是從shell里學(xué)來的。我們可以用上、下鍵來搜尋已經(jīng)輸入過的或類似的命令。2022-6-2553 Shell語言的類型Shell的語法類型有兩種：bourne

4、shell和c shell，他們之間彼此不兼容。Bourne shell是一種最簡單的shell，在早期的unix系統(tǒng)中使用。他的效率較低，但是兼容性較好。包括sh 、bash、psh和zsh等。C shell是所有shell中最復(fù)雜的一種。其特點(diǎn)類似于c程序設(shè)計(jì)語言。在命令編輯方面比bourne shell好，但是可移植性較差。包括csh、tcsh等。Korn shell可以說是另一種shell，他把bourne shell和c shell的很多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)都組合集中起來。2022-6-2564 shell的啟動(dòng)l系統(tǒng)在用戶登錄時(shí)啟動(dòng)Shell在linux系統(tǒng)引導(dǎo)過程中，首先啟動(dòng)init進(jìn)程以

5、查詢終端的各個(gè)端口及其特性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)活動(dòng)的終端時(shí)，調(diào)用getty進(jìn)程，接著getty進(jìn)程在接收到用戶名和口令后，調(diào)用login進(jìn)程。login進(jìn)程負(fù)責(zé)驗(yàn)證用戶身份，驗(yàn)證后把控制權(quán)交給shell程序。Shell程序根據(jù)環(huán)境文件建立系統(tǒng)范圍內(nèi)的工作環(huán)境和該用戶自己的工作環(huán)境，最后給出相應(yīng)的提示符（#、$）等。2022-6-257在/etc/passwd文件中指定要啟動(dòng)的shell。Root:x:0:0:root:/root:/bin/bashJohn:x:201:certer starf:/home:/bin/shl命令行狀態(tài)下的交互shell啟動(dòng)交互模式是由用戶輸入命令由shell執(zhí)行。是shel

6、l與用戶的交互。在系統(tǒng)中可能有多種版本的shell存在，可通過相應(yīng)的命令來啟動(dòng)。如：$bsh$ksh $sh等。使用exit命令退出時(shí)，shell也隨之退出。2022-6-258非交互式的啟動(dòng)：在這種模式下，shell可以一次執(zhí)行多個(gè)shell命令。相當(dāng)于DOS的批處理程序。它是一個(gè)包含命令的文件并可以逐條執(zhí)行其中的命令。啟動(dòng)：$/bin/sh filename其中filename是包含shell命令的文件名。2022-6-259二 Shell的功能l命令行解釋用戶登錄系統(tǒng)后會(huì)看到shell提示符，在提示符下用戶輸入命令或數(shù)據(jù)后，shell負(fù)責(zé)解釋、分析輸入的內(nèi)容，并且決定做什么。同時(shí)替系統(tǒng)內(nèi)

7、核刪除命令行中不必要的信息（包括空格符、水平制表符、換行符等）。命令是一個(gè)可執(zhí)行的linux命令、程序、工具或shell腳本。2022-6-2510例：$ls l file1 file2 file3$echo welcom to linuxl保留字Shell腳本中具有特殊意義的字如，控制循環(huán)操作的do、for、while等；條件控制的if、then和else等。用戶在給文件命名或使用變量時(shí)不能使用這些保留字。保留字隨shell的不同會(huì)有不同。2022-6-2511lshell通配符（元字符）是一組特殊意義的字符。善于利用這些特殊字符可以使與linux的溝通得心應(yīng)手。例：.*?; 分割符，當(dāng)命令

8、行有多個(gè)命令時(shí)，做分割用。. 括號(hào)內(nèi)的一個(gè)字符a-z* 小寫字母開頭的所有字符串。2022-6-2512l變量、文件名的替換l變量的替換：與其它程序設(shè)計(jì)語言一樣，shell允許對(duì)變量賦值，shell一旦在命令行中發(fā)現(xiàn)$變量名時(shí)，將在變量名的位置上用以前賦給該變量的值代替$變量名。例：$myhome = /usr/app1$echo $myhome輸出為：/usr/app1$ls x $myhome等效為：$ls x /usr/app12022-6-2513l文件名的替換：shell在命令行中將文件名進(jìn)行替換。在確定要執(zhí)行的程序名和它的自變量之前，要對(duì)命令行掃描，找出元字符進(jìn)行相應(yīng)的文件名替換。

9、例：$ls x file1 file2 file3$echo *file1 file2 file32022-6-2514l輸入/輸出的重定向l標(biāo)準(zhǔn)輸入：STDIN（通常設(shè)定為鍵盤）一般由標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入數(shù)據(jù)。l標(biāo)準(zhǔn)輸出：STDOUT（通常設(shè)定為顯示器），系統(tǒng)將處理的結(jié)果輸出到顯示器。例：cat命令的功能時(shí)從命令行讀入數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)直接送到標(biāo)準(zhǔn)輸出顯示。例：sort命令按行讀入文件正文（命令行中無文件名時(shí)，表示從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入），進(jìn)行排序并將結(jié)果送到標(biāo)準(zhǔn)輸出顯示。標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出是由shell建立的，當(dāng)需要其它的輸入/輸出時(shí)，也由shell重新指定。2022-6-2515l重定向字符： 、 、 ms

10、g$cat msg輸出為： please call me :334433例：使用cat讀入數(shù)據(jù)并重定向到文件test2022-6-2516l管道：管道是一個(gè)命令的標(biāo)準(zhǔn)輸出與另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸入之間的連接，且不經(jīng)過任何中間文件。在shell中由兩種結(jié)構(gòu)類型，管道線和命令表。當(dāng)shell檢測到一個(gè)管道操作符時(shí)，就建立一個(gè)系統(tǒng)管道文件，這是一個(gè)先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它允許在同一時(shí)刻對(duì)管道線上的命令或程序進(jìn)行讀和寫，即允許兩個(gè)無關(guān)的命令通過管道連接交換信息。2022-6-2517管道線：是由管道操作符分隔的一個(gè)命令序列，最簡單的管道線是一個(gè)簡單命令。管道操作符：|命令表：一串管道線構(gòu)成了一個(gè)命令表，最簡單的命

11、令表是一個(gè)管道線，一個(gè)命令表返回的值是該命令表中最后一個(gè)管道線的出口狀態(tài)。管道線分隔符：分隔命令表元素，確定管道線執(zhí)行的條件。分隔符含義如下：； 表示按順序執(zhí)行管道線2022-6-2518l運(yùn)行環(huán)境的控制當(dāng)用戶登錄到linux系統(tǒng)中，系統(tǒng)啟動(dòng)一個(gè)交互式的shell命令解釋器（又稱為注冊(cè)shell），該shell為此用戶創(chuàng)建工作環(huán)境。shell還提供了一些命令，允許用戶對(duì)自己運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行控制，即對(duì)運(yùn)行環(huán)境實(shí)現(xiàn)客戶化。用戶的運(yùn)行環(huán)境包括：主目錄、終端類型、輸入命令提示符、查找命令的路徑名、以及其它全局變量等。這些用戶環(huán)境放在環(huán)境文件中。如：.bash-profile、.profile等。2022

12、-6-2519l以 .（點(diǎn)）開頭的文件是特殊文件，系統(tǒng)把它們用作不同的用途l.bash_profile 就是一個(gè)這樣的文件l每個(gè)主目錄都有一個(gè) .bash_profile 文件，用來定制用戶配置l.bash_profile 只在用戶登錄系統(tǒng)時(shí)執(zhí)行l(wèi)用戶的每次登錄會(huì)話都要執(zhí)行 .bash profile 文件 2022-6-2520后綴是 rc 的文件具有特殊含義rc 表示“run control”（運(yùn)行控制）這些文件允許以用戶所希望的方式來配置程序 .bashrc 表示程序 bash 的特殊配置文件每個(gè)主目錄都有一個(gè) .bashrc 文件 2022-6-2521lshell編程 1 創(chuàng)建she

13、ll程序Shell程序又稱shell腳本，是保存在一個(gè)文件中的命令列表。所以創(chuàng)建shell程序首先要使用文本編輯器創(chuàng)建一個(gè)文件，在此文件中按照shell名的語法格式輸入命令行。l運(yùn)行shell要通過輸入名字來運(yùn)行腳本，需要做兩件事情：l腳本正確（運(yùn)行正確的shell）l文件可執(zhí)行（設(shè)置）2022-6-2522lshell常用命令Shell提供了許多命令以方便用戶與系統(tǒng)的交互對(duì)話，這些命令的選項(xiàng)較多，并可利用命令的集成（輸入/輸出改道、管道）及程序設(shè)計(jì)功能組合成許多命令。外部命令：當(dāng)用戶輸入一個(gè)命令時(shí)，注冊(cè)shell首先通過查詢路徑查找該命令，然后生成一個(gè)副本（稱為該shell的子shell），

14、由子shell來負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行這個(gè)命令。在命令執(zhí)行過程中，注冊(cè)shell（父shell）等待子shell的執(zhí)行而進(jìn)入睡眠狀態(tài)，一旦子shell執(zhí)行完畢，子shell將喚醒注冊(cè)shell，而自己的生命周期到此結(jié)束。如：cat、ls、chmod、cpmkdir等。2022-6-2523l內(nèi)部命令：構(gòu)造在shell內(nèi)部，主要是出于效率的考慮，它主要放在內(nèi)存中，執(zhí)行時(shí)不必根據(jù)PATH變量進(jìn)行查詢。內(nèi)部命令是在當(dāng)前shell內(nèi)部立即被執(zhí)行的，不必為此創(chuàng)建新進(jìn)程。所以，編寫shell程序時(shí)應(yīng)盡量的使用shell的內(nèi)部命令，以提高shell程序的效率。如：#：注釋命令：空命令，通常放在一行的最左邊，實(shí)際不做任

15、何事情。Cd、set、exec、exit、for、if等。2022-6-2524lshell變量1 shell變量描述雖然shell是基于字符串的程序設(shè)計(jì)語言，但也有變量。Shell變量能夠而且只能存儲(chǔ)正文字符串，即他只有一種類型的變量-字符串。但是，從賦值的形式上看，則可以分成四種類型的變量或變量形式。l用戶自定義變量l語法格式：name=string，賦值號(hào)兩邊不允許有空白符。2022-6-2525例：nodehost=beijing.UUCPpath-=/bin:/usr/bin:/etc/binCount=10l允許一次對(duì)多個(gè)變量賦值。例：A=$B B=abc C=“OK”引用變量用

16、$ echo $A $B $C輸出：abc abc OKl當(dāng)引用一個(gè)未設(shè)置的變量時(shí)，其隱含值為空。例：$ echo “$mail is path of maibox”輸出：is path of maibox2022-6-2526l如果用雙引號(hào)“” 將值括起來，則括起來的字符串允許出現(xiàn)空格、制表符和換行符等特殊字符，而且允許有變量替換。例：$ MAIL=/var/mail/fk $var=“$MAIL is path of mailbox” $echo $var 輸出：/var/mail/fk is path of mailbox$ str=“This is na book”$ echo -e

17、$str輸出：This is a book.2022-6-2527l如果用單引號(hào) 將值括起來，則括起來的字符串允許出現(xiàn)空格、制表符和換行符的特殊字符，但不允許有變量替換。例：$ BOOK=“English book” $ MSG=$BOOK $ echo $MSG輸出：BOOK例：$ msg=Today is Sunday $ echo $msg輸出：Today is Sunday.2022-6-2528l引用變量的值時(shí)，可以用花括號(hào)將變量名稱括起來，使變量名稱與他的后續(xù)字符分隔開。尤其僅跟在變量名稱后面的字符是字母、數(shù)字或下劃線時(shí)，必須要使用花括號(hào)。例：$ str=This is a str

18、ing $ echo “$strent test of variables”輸出：This is a tringent test of variables若不使用花括號(hào)$echo “$strent test of variables”輸出：test of variables.此時(shí)，把strent誤認(rèn)為一個(gè)變量名，且未賦值。2022-6-2529l可以將變量設(shè)置為只讀方式格式為：readonly 變量名1 變量名2例：$ ux=UNIX.SUN $ readonly ux $ ux=UNIX.SCO提示錯(cuò)誤信息：ux:is read only查看只讀形式的變量，格式為readonly例：$ re

19、adonly輸出：readonly ux或用echo命令2022-6-2530l位置變量顧名思義，這類變量是與變量所在位置有關(guān)的變量，這是一種特殊的變量。當(dāng)一個(gè)shell過程被調(diào)用時(shí)，shell隱含地為它建立一系列的位置變量。這種位置變量是身體預(yù)定義好的，可以直接引用。如：命令行的shell過程名本身被指定為位置變量$0，第一個(gè)命令參數(shù)為$1,例：命令 ls / /bin /etc /usr/bin /dev $0 $1 $2 $3 $4 $5 2022-6-2531l內(nèi)部命令shift的作用當(dāng)位置變量個(gè)數(shù)超出9時(shí)，就不能直接引用位置大于9的位置變量了。必須用shift命令存取。執(zhí)行一次shi

20、ft命令，刪除$1位置變量，并使其它的所有位置變量向左移動(dòng)一個(gè)位置。例：命令Myprog a b c d e f g h I j其對(duì)應(yīng)位置變量和使用shift命令后位置變量的移動(dòng)為：2022-6-2532$0 $1 $2 $3 $4 $5 $6 $7 $8 $9Myprog a b c d e f g h i jShift b c d e f g h i jShift c d e f g h i jShift d e f g h i jl用set命令進(jìn)行強(qiáng)制性賦值位置變量可以用set命令進(jìn)行強(qiáng)制性賦值 Set sun mon tue wed thu fri sat結(jié)果$1 $2 $3 $4 $

21、5 $6 $7 $8注意：$0不能用這種方法強(qiáng)制賦值的?？梢杂胑cho命令查看2022-6-2533l環(huán)境變量Shell的執(zhí)行環(huán)境由一系列環(huán)境變量組成，這些變量使由shell維護(hù)和管理的，所有這些變量都可以被用戶重新設(shè)置，變量名由大寫字母組成。例CDPATH執(zhí)行cd命令時(shí)使用的搜索路徑 HOME 用戶的home目錄PATH 尋找命令或課執(zhí)行文件的搜索路徑PS1 主命令提示符，默認(rèn)為“$”PS2 從命令提示符，默認(rèn)為“”TERM 使用的終端類型。2022-6-2534l預(yù)定義的特殊變量在shell中有一組特殊的變量，其變量名和變量值只有shell本身才可以設(shè)置。l“$#” 記錄傳遞給shell的

22、自變量個(gè)數(shù)。例 myprog a b c則$# 的值為3。2022-6-2535l“$?” 取最近一次命令執(zhí)行后的退出狀態(tài)：執(zhí)行成功返回碼為0，執(zhí)行失敗返回碼為1。例：$ test r my_file若my-file文件不可讀，則$ echo $?輸出為1l$ 記錄當(dāng)前shell的進(jìn)程號(hào)。2022-6-2536l特殊字符的引用在shell中所使用的許多特殊符號(hào)也可以為其它目的所使用，因此當(dāng)不需要引用這些字符的特殊含義時(shí)，就必須進(jìn)行刪除。l轉(zhuǎn)義符（）的引用使用轉(zhuǎn)義符消除單個(gè)字符的特殊含義。使緊跟在轉(zhuǎn)義符后面的單個(gè)字符按照字符本身的實(shí)際含義來解釋。例：轉(zhuǎn)義符具有續(xù)行的作用2022-6-2537$

23、vi back.sh#!/bin/shEcho e “enter your name:c”Read nameEcho hello $name運(yùn)行$ bash back.sh結(jié)果：Enter your name:johnHello john2022-6-2538l單引號(hào)的引用使用單引號(hào)消除被括在單引號(hào)中的所有特殊字符的含義，所以單引號(hào)表示內(nèi)容照原樣不動(dòng)。例：$ echo type a $ * please輸出：type a $ * please而不把$ *看作當(dāng)前目錄。例：$vi test.shGrep *.zh|$.sh $1Grep 命令的使用2022-6-2539l雙引號(hào)的引用雙引號(hào)能消除

24、被括在雙引號(hào)中的大部分特殊字符的含義。而不能消除的特殊字符為：$、“、例：$ echo “type a $ *,please”輸出：Type a $*,pleasel特殊字符串引用的例外引用雙引號(hào)、單引號(hào)和轉(zhuǎn)義符都不能消除對(duì)echo命令有特殊功能的控制字符串的特殊含義。如：b：退格；c：顯示后不換行；f：在終端屏幕上的開始處顯示；n：換行；r：回車；t制表符；v：垂直制表符；：反歇線。2022-6-2540l局部變量當(dāng)用戶注冊(cè)之后，用戶就擁有了注冊(cè)shell的運(yùn)行環(huán)境，注冊(cè)shell在接收到用戶輸入的命令后（非內(nèi)部命令），通常派生處一個(gè)子shell，由子shell負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行該命令。局部變量僅

25、在特定的環(huán)境下才能使用。子shell不能改變父shell的變量值。2022-6-2541l全局變量全局變量是一種特殊的變量，可以被任何運(yùn)行的子shell來引用。但是子shell不能改變?nèi)肿兞康闹?，僅能夠?qū)θ肿兞康囊粋€(gè)副本進(jìn)行改變。定義格式：export variables其中 variables是全局變量的變量名表。2022-6-2542l條件與test命令lexit命令Shell內(nèi)部命令，用于終止shell程序的執(zhí)行，該命令可以帶一貫定義出口狀態(tài)值的自變量。Exit（0）：終止程序執(zhí)行返回0值。Exit（1）：終止程序執(zhí)行，返回1值。2 test命令2022-6-2543l一 編寫腳本的動(dòng)機(jī)l編寫腳本最常見的用法是創(chuàng)建應(yīng)用程序包裝。l他們是定義某一個(gè)應(yīng)用程序所需環(huán)境變量的shell腳本。并啟動(dòng)該應(yīng)用程序。l修改系統(tǒng)啟動(dòng)的某個(gè)方面，在啟動(dòng)和關(guān)閉序列中添加服務(wù)。l1 簡化操作：把要反復(fù)輸入的一系列命令包裝在腳本中可以使激活這一系列的命令更為簡潔。l2 自動(dòng)化：系統(tǒng)管理員必須定期進(jìn)行一些工作，如：整理日志文件、清除/tmp下的文件、備份等。使這些工作自動(dòng)化可以減輕系統(tǒng)管理員的負(fù)擔(dān)。2022-6-25443 控制操作 提醒熟練的用戶和操作員，使他們知道要做什么？可以提供哪些命令和參數(shù)等。例：echo “enter the directory to use” read dir