第7講 Bourne Again Shell_1Chatper 8 Bourne Again Shell
此講和下一講內容如下：
進(jìn)一步討論了shell的交互特性
討論了簡(jiǎn)單shell腳本的創(chuàng )建和運行
進(jìn)一步討論了作業(yè)控制
介紹shell編程的基本方面
討論命令歷史和別名
討論了命令行擴展
8.2 shell基礎
?8.2.1初始化文件
Shell啟動(dòng)時(shí)，運行初始化文件初始化自己。登錄shell、非登錄交互式shell(比如通過(guò)命令bash)與非交互式shell(用來(lái)執行shell腳本)具體運行的初始化文件各不同。
這里討論的是bash
?1.登錄shell （包括帶—login的shell執行）
/etc/profile：首先執行的文件
~/.bash_profile、~/.bash_login、~/.profile ：依次找，執行三個(gè)中第一個(gè)找到的
?2.交互式非登錄shell
~/.bashrc：執行此文件
/etc/bashrc：許多~/.bashrc調用此文件
說(shuō)明：交互式非登錄shell從登錄shell繼承了由初始化文件設置的shell變量。
?3.非交互式shell
非交互式shell從登錄shell那里繼承了由初始化文件設置的shell變量。
BASH_ENV 非交互式shell查找環(huán)境變量BASH_ENV(或者當作為sh調用時(shí)為ENV)，并執行由該變量命名的文件中的命令。
?4.建立初始化文件
用戶(hù)通常只需要主目錄下的.bash_profile和.bashrc文件
因為.bashrc中的命令可能執行多次，并且因為子shell繼承那些被輸出的變量，所以最好將那些附加已有變量的命令放置到.bash_profile文件中。如：
PATH=$PATH:$HOME/bin
此命令將home目錄的子目錄bin添加到PATH中，應該將其放置到.bash_profile文件中
?5. “.”(句點(diǎn))或者source
這兩個(gè)命令在當前shell中運行初始化文件，從而使修改生效
$ ~/.bashrc
?8.2.2符號命令
符 號
命 令
( )
子shell
$( )
命令替換
(( ))
算術(shù)表達式計算，let的同義詞(當被括起來(lái)的值中包含等號時(shí)使用)
$(( ))
算術(shù)擴展(不用于被括起來(lái)的值中包含等號的情形)
[ ]
test命令
{ }
條件表達式，類(lèi)似于[ ]，但添加了字符串比較
?8.2.3 重定向標準錯誤輸出
文件描述符 文件描述符是程序發(fā)送輸出和獲取輸入的地方。當執行一個(gè)程序時(shí)，運行該程序的進(jìn)程打開(kāi)了3個(gè)文件描述符，分別是：0(標準輸入)、1(標準輸出)和2(標準錯誤輸出)。重定向輸出符號(>)是1>的簡(jiǎn)寫(xiě)，它通知shell重定向標準輸出。類(lèi)似地，<是0<的簡(jiǎn)寫(xiě)，表示重定向標準輸入。符號2>將重定向標準錯誤輸出。
將標準輸出和標準錯誤輸出重定向到不同文件的例子
$ cat x y 1> holdl 2> ho1d2
$ cat holdl
This "is y.
$ cat ho1d2
cat: x: No such file or directory
?8.2.4 編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的shell腳本
shell腳本是包含shell可執行命令的文件。
shell腳本中的命令可以是用戶(hù)在shell提示符后面輸入的任何命令
除了可以使用用戶(hù)在命令行下面輸入的命令之外，shell腳本還可以使用控制流命令(也稱(chēng)為控制結構)。
shell一條接著(zhù)一條地解釋并執行shell腳本中的命令。
腳本文件可以使用任何編輯器編輯。
?1. chmod ：使文件可執行
要想用shell腳本的文件名作為命令執行該腳本，用戶(hù)必須具有該腳本的文件讀權限和執行權限
當使用編輯器創(chuàng )建shell腳本的時(shí)候，該文件通常并沒(méi)有設置執行權限。
示例給出了一個(gè)名為whoson的文件，其中包含shell腳本：
$ cat whoson
date
echo "Users Currently Logged In"
who
$ whoson
bash: ./whoson: Permission denied
執行沒(méi)有執行權限（但有讀權限）的shell腳本
$ bash whoson #這里whoson是bash的參數
給腳本文件賦執行權限：
Chmod u+x whoson
如果某文件是一個(gè)shell腳本，用戶(hù)嘗試執行這個(gè)文件時(shí)，還必須具備讀訪(fǎng)問(wèn)權限。而在執行一個(gè)二進(jìn)制可執行文件(已編譯程序)時(shí)，并不需要讀訪(fǎng)問(wèn)權限。
?#!指定shell
在shell腳本文件的第1行可以放置一行特殊的字符串，告訴操作系統使用哪個(gè)shell來(lái)執行這個(gè)文件。
$ cat bash_script
#! /bin/bash
echo "This is a Bourne Again Shell script. "
$ cat tcsh_script
#! /bin/tcsh
echo "This is a tcsh script. "
set person = jenny
echo "person is $person"
上例中，不管用戶(hù)當前運行的shell，此腳本都有tcsh執行
如果在#!后面沒(méi)有可執行程序名，shell將報告一個(gè)錯誤，通知沒(méi)有找到用戶(hù)要求運行的命令。
?3. #開(kāi)始一行注釋
使用注釋可使shell腳本和程序便于自己和他人閱讀和維護。Bourne Again shell和TC Shell的注釋語(yǔ)法相同。
?4. 執行shell腳本
直接輸入文件名
作為bash的參數
?8.2.5 命令分隔和命令分組
當用戶(hù)交互地向shell輸入命令時(shí)，或者在編寫(xiě)shell腳本時(shí)，必須分隔不同的命令
?1. 使用;和換行符分隔命令
換行符是一個(gè)獨特的命令分隔符，它將啟動(dòng)命令執行。
分號;也是一種命令分隔符，但是它并不立即啟動(dòng)命令執
$ x ; y ; z
?2. \繼續命令
當輸入一個(gè)比較長(cháng)的命令行時(shí)，光標已經(jīng)到達屏幕右端，這時(shí)候可以使用反斜杠字符\在下一行繼續這條命令。反斜杠引用了換行符(也就是將其轉義)，這樣shell就不會(huì )將這個(gè)換行符作為一個(gè)命令終結符對待。
?3. |和&分隔命令及其他功能
管道符號|和后臺任務(wù)符號&也是命令分隔符。它們并不開(kāi)始執行命令而是在某些方面改變命令的功能。
下一個(gè)命令行在后臺執行任務(wù)d和e，而在前臺執行任務(wù)f(shuō)：
$ d & e & f
[1] 14271
[2] 14272
shell會(huì )將通過(guò)管道連接的多個(gè)命令當作一個(gè)單獨的作業(yè)。
?4. ( )命令分組
可以使用圓括號進(jìn)行命令分組。shell為每個(gè)命令組創(chuàng )建一個(gè)自身的副本，稱(chēng)為子shell。
每個(gè)子shell(作業(yè))有各自的運行環(huán)境，這就意味著(zhù)它們各自都有自己的一組與其他子shell不同值的變量。
$ (a ; b) & c &
[1] 15520
[2] 15521
上例中，任務(wù)a和b相繼啟動(dòng)，c同時(shí)啟動(dòng)
$ (a ; b) & (c ; d) &
下面的腳本cpdir將復制一個(gè)目錄到另一個(gè)目錄中。第2對圓括號將創(chuàng )建一個(gè)子shell來(lái)運行管道后面的命令。因為這些圓括號，第1個(gè)tar命令的輸出可用于第2個(gè)tar命令，而不管中間的cd命令。如果沒(méi)有圓括號，第1個(gè)tar命令的輸出將會(huì )發(fā)送給cd，然后被丟棄，這是因為cd并不處理來(lái)自標準輸入的輸入數據。如果沒(méi)有這對圓括號，第1個(gè)cd命令將改變該腳本的工作目錄(同時(shí)還會(huì )導致第2個(gè)cd命令的工作目錄改變)。
$ cat cpdir
(cd $1 ; tar -cf - . ) | (cd $2 ; tar -xvf - )
$ cpdir /home/alex/sources /home/alex/memo/bibtio
?8.2.6 作業(yè)控制
下面的命令行中包含了兩個(gè)指定在后臺運行的任務(wù)：
$ find . -print | sort | lpr & grep -1 alex /
tmp/* >alexfiles &
[1] 18839
[2] 18876
?1. jobs：列出作業(yè)
?2. fg或%：將作業(yè)移到前臺運行
?3. bg：將作業(yè)移到后臺運行
后臺作業(yè)要從終端進(jìn)行讀取操作時(shí)，shell將停止該作業(yè)，并通知用戶(hù)該作業(yè)已被停止并等待輸入。
?8.2.7 操作目錄棧
Bourne Again和TC Shell都允許用戶(hù)將其正在使用的目錄列表存放起來(lái)，這樣就可以在這些目錄之間輕易移動(dòng)。這個(gè)目錄列表稱(chēng)為棧。
?1. dirs：顯示棧
dirs顯示目錄棧，為空則顯示工作目錄的名字。
$ dirs
~/literature
下面的討論基于下圖的目錄結構
?2. pushd(push directory )：將目錄壓入棧頂
pushd改變工作目錄，添加一個(gè)新的目錄到棧頂。
$ pushd ../demo
~/demo ~/literature
$ pwd
/home/sam/demo
$ pushd ../names
~/names ~/demo ~/literature
$ pwd
/home/sam/names
當不帶參數使用pushd時(shí)，pushd交換棧頂最上面的兩個(gè)目錄并將新的棧頂目錄作為新的工作目錄
不管是否顯式地創(chuàng )建目錄棧，都可以使用cd– 切換到前一個(gè)目錄。為了訪(fǎng)問(wèn)目錄棧中的其他目錄，可以在調用pushd時(shí)，帶上一個(gè)以加號開(kāi)頭的數字作為參數。棧中目錄的編號從棧頂開(kāi)始算起，棧頂目錄的編號是0。
下面的pushd命令繼續前一個(gè)示例
$ pushd +2
~/literature ~/demo ~/names
$ pwd
/home/sam/literature
?3. popd(pop directory )：將目錄從棧中彈出
不帶參數的popd將棧頂目錄從棧中移出，并將工作目錄改變到這個(gè)新的棧頂目錄。
$ dirs
~/literature ~/demo ~/names
$ popd
~/demo ~/names
$ pwd
/home/sam/demo
為了移出除棧頂之外的其他目錄，可以使用一個(gè)以加號開(kāi)頭的數字作為參數傳遞給popd。
$ dirs
~/literature ~/demo ~/names
$ popd +1
~/literature ~/names
移出標號不為0的目錄并不會(huì )改變工作目錄。
?8.3 參數和變量：變量在引用時(shí)一般在前面加$
在shell中，shell參數與用戶(hù)可訪(fǎng)問(wèn)的某個(gè)值相關(guān)。參數的名字由字母、數字和下劃線(xiàn)組成，常被稱(chēng)為shell變量，或者簡(jiǎn)稱(chēng)為變量。
變量名必須以字母或者下劃線(xiàn)開(kāi)頭，而不能是數字。
用戶(hù)命名并賦值的shell變量稱(chēng)為用戶(hù)創(chuàng )建的變量?？梢詫⒂脩?hù)創(chuàng )建的變量變成全局變量。全局變量(又稱(chēng)為環(huán)境變量)可以被任何shell和從最初shell創(chuàng )建的其他程序訪(fǎng)問(wèn)。
這里有一個(gè)命名約定，即全局變量只使用大寫(xiě)字母，而其他變量則使用大小寫(xiě)混合命名。
$ myvar = abc #怎樣聲明沒(méi)初始值的變量
Bourne Again Shell允許在命令行中放置變量賦值語(yǔ)句。這些賦值語(yǔ)句只是該命令shell的局部行為，也就是說(shuō)它們只適用于該命令。
$ cat my_script
echo $TEMPDIR
$ TEMPDIR=/home/sam/temp my_script
/home/sam/temp
$ echo $TEMPDIR
$
關(guān)鍵字shell變量(簡(jiǎn)稱(chēng)為關(guān)鍵字變量)對于shell而言，具有特殊的意義，它們的名字一般比較短而且有助于記憶。 Shell啟動(dòng)時(shí)，將從環(huán)境中繼承幾個(gè)關(guān)鍵字變量。HOME和PATH就屬于這樣的變量。
一行命令中的每個(gè)參數都將成為位置參數的值。使用位置參數可以訪(fǎng)問(wèn)命令行參數。內置命令set可以用來(lái)對位置參數賦值。
其他經(jīng)常需要用到的shell腳本值，比如最后一次執行的命令名、命令行參數的個(gè)數以及最近執行命令的狀態(tài)等，這些值均保存在特殊參數中。用戶(hù)不能對特殊參數賦值。
?8.3.1 用戶(hù)創(chuàng )建的變量
–$ person=alex
$ echo person
person
$ echo $person
alex
由于開(kāi)頭的$，shell識別出這是一個(gè)變量的名字，并將該變量的值代入，同時(shí)將該值傳遞給echo。Echo顯示變量的值而不是它的名字
當使用變量作為參數執行一個(gè)命令的時(shí)候，shell將用該變量的值來(lái)代替變量名，并將該值傳遞給正在執行的程序。如果變量的值包含特殊字符，比如*或者?，shell可能還會(huì )擴展這個(gè)變量。
在下面的命令序列中，第1行命令將字符串a(chǎn)lex*賦值給變量memo。Bourne Again Shell在向變量賦值的時(shí)候，bash并沒(méi)有進(jìn)行路徑名擴展。在下面的echo命令行中，雙引號將$memo的展開(kāi)值中的星號(*)引起來(lái)，這樣在將其值傳遞給echo命令之前，可以阻止bash對已展開(kāi)的變量memo進(jìn)行路徑名展開(kāi)：
$ memo=a1ex*
$ echo "$memo"
alex*
當引用一個(gè)包含未被引號引起來(lái)的特殊字符的變量時(shí)，所有shell均將這些字符解釋為特殊字符。
$ ls
alex.report
a1ex.summary
$ echo $memo
alex.report alex.summary
語(yǔ)法$VARIABLE是${ VARIABLE }的特殊情形，后者要更加通用，它將變量名用${}括起來(lái)?；ɡㄌ枌⒆兞棵綦x開(kāi)。將一個(gè)變量和一個(gè)字符串連接起來(lái)的時(shí)候，花括號是必要的：
$ PREF=counter
$ WAY=$PREFc1ockwise
$ FAKE=$PREFfeit
$ echo $WAY $FAKE
$
shell認為一個(gè)未設定值的變量為空字符串(null)，為了實(shí)現這些語(yǔ)句的意圖，需要使用花括號來(lái)引用PREF變量：
$ PREF=counter
$ WAY=${PREF}c1ockwise
$ FAKE=${PREF}feit
$ echo $WAY $FAKE
counterclockwise counterfeit
Bourne Again Shell通過(guò)位置參數如$1， … $9，引用命令行中的參數。引用第9個(gè)之后的參數，就必須使用花括號：${10}。命令的名字保存在$0中。
unset：刪除變量。除非變量被刪除，否則它將伴隨著(zhù)創(chuàng )建它的shell一直存在。使用值null(在tcsh中，使用set person =)可以將變量的值刪除，但是不刪除該變量：
$ person=
$ echo $person
$
$ unset person
?8.3.2 變量屬性
?1. readonly：使變量值不可變更
如果嘗試刪除或者改變只讀變量的值，shell將顯示一條錯誤消息：
$ person=jenny
$ echo $person
jenny
$ readonly person
$ person=he1en
bash: person: readonly variable
當不帶參數使用內置命令readonly時(shí)，它會(huì )列表顯示所有只讀變量。
?2. declare和typeset：為變量賦值與屬性
內置命令declare和typeset可用來(lái)設置shell變量的屬性和值。
?表8-3 變量屬性(typeset或者declare)
屬性
含義
-a
聲明一個(gè)數組變量
-f
聲明一個(gè)函數變量
-i
聲明一個(gè)整數變量
-r
聲明變量為只讀，可用readonly
-x
輸出變量（設置為全局變量），也可用export
下面的命令聲明了幾個(gè)變量并設置了一些屬性。第1行聲明可以不帶字declare。
$ declare personl=a1ex
$ declare -r person2=jenny
$ declare -rx person3=he1en
$ declare -x person4
可以以任意順序分別列出declare的選項。
$ declare -x -r person3=helen
將clare命令行中的連字符換成字符+，可以為變量刪除某個(gè)屬性。用戶(hù)不能刪除只讀屬性。怎樣刪除只讀屬性
$ declare +x person3 #person3不再為全局變量
可以用typeset代替declare
不帶任何參數和選項，命令declare將列出所有shell變量。
declare帶有選項，但是沒(méi)有變量名作為參數，那么，將列出所有具有指定屬性集合的shell變量。
默認情況下，變量的值作為字符串存放。當對某個(gè)字符串變量進(jìn)行算術(shù)運算的時(shí)候，shell將該變量轉換為一個(gè)數字，計算完之后，再將其轉換為字符串。具有整數屬性的變量將作為整數存放。下面將為變量指派整數屬性：
$ typeset -i COUNT
?8.3.3 關(guān)鍵字變量
關(guān)鍵字變量可以通過(guò)繼承而來(lái)，也可以在shell啟動(dòng)時(shí)聲明并初始化?？赏ㄟ^(guò)命令行方式或者在初始化文件中為這些變量指派值。
?1. HOME：用戶(hù)的主目錄
shell使用HOME的值來(lái)展開(kāi)路徑名，該路徑名使用簡(jiǎn)寫(xiě)形式(代字號~)來(lái)表示用戶(hù)的主目錄。
?2. PATH：shell查找程序的路徑
變量PATH按照順序指定了shell應該搜索的目錄。每個(gè)目錄彼此之間必須使用冒號隔開(kāi)。下面的命令設置PATH，最后，shell將在工作目錄中搜索。輸出PATH將使其值可以被子shell訪(fǎng)問(wèn)：
$ export PATH=/usr/1oca1/bin:/bin:/usr/bin:~/bin:
該串中的空值表示工作目錄 （該串的最后一個(gè)元素 ）
一般而言，超級用戶(hù)的PATH要完全忽略工作目錄。將工作目錄放在PATH的首位會(huì )導致安全黑洞?？稍谠O置PATH新值時(shí)引用舊值
?4. PS1：用戶(hù)主提示符
變量PS1(在tcsh下是prompt)保存了shell用來(lái)提示用戶(hù)輸入命令的提示符串。當用戶(hù)修改PS1或者prompt的值時(shí)，用戶(hù)的提示符就會(huì )發(fā)生改變。
$ PSl="[\u@\h \W \!]$ "
[user@host directory event]$
?5. PS2：用戶(hù)次提示符—等待完成輸入的提示符
?6. PS3：菜單提示符
PS3保存了用于select控制結構的菜單提示符。
?7. PS4：調試提示符
PS4保存了bash調試提示符。
?8. IFS：分隔輸入字段(分詞)
IFS(Internal Field Separator，內部字段分隔符)shell變量(tcsh沒(méi)有)指定了在命令行中用來(lái)分隔參數的字符，其默認值為空格符、制表符和換行符。
當為IFS指派字符值的時(shí)候，這些字符也可以分隔字段，但是只有在進(jìn)行展開(kāi)的時(shí)候才可以這樣。
$ IFS="p"
$ export VAR
盡管IFS設置為p，但是在export命令行中的p并沒(méi)有展開(kāi)，因此字export并沒(méi)有分詞。
?9. CDPATH：擴大cd的范圍
使用CDPATH變量(在tcsh下為cdpath)，用戶(hù)可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的文件名作為參數傳遞給內置命令cd，就將工作目錄改變到某個(gè)目錄，而這個(gè)目錄并不是工作目錄的子目錄。
export CDPATH=$HOME:$HOME/literature
此命令使cd搜索用戶(hù)主目錄、目錄literature以及輸入cd命令時(shí)所在的工作目錄。
若希望cd首先搜索工作目錄(以root身份登錄則一定不要這樣做，請參見(jiàn)第8.3.3)，那么可將空字符串作為CDPATH的第1項?？兆址脙蓚€(gè)冒號(::)表示。
export CDPATH=: :$HOME: SHOME/literature
?8.3.4 特殊字符
表8-6 列出了bash 和tcsh shell 的特殊字符。
