王志远，微医前端技术部

系列文目录

小节主题	文档	期待产出	补充
Shell 的基本介绍、常用命令以及 Shell 的流程控制	本文
Shell 中的数组应用、参数处理
Shell 的函数、模块化、公共函数库
Shell 周边：语言特殊点/调试 Debug 方案/vscode 对 shell 的支持

Shell 的基本介绍、常用命令以及 Shell 的流程控制

我们为什么要学习 shell

当你遇到了服务器内存占用过多导致卡死的情况，你会怎么办？度娘 or 谷歌，你得到了这样的答案

查看占用 cpu/内存资源最多的进程并杀死

对啊，占用多了就干掉啊！

但怎么干？习惯图形化界面的咱们找不到删除图标啊！！！没关系，度娘 or 谷歌，你得到了这样的答案（下面命令执行后会删除占用内存最多的两个进程）

ps aux|sort -rn -k +3|head -2  | awk '{print $2}' | xargs kill -9

看懂是不可能看懂的，这辈子是不可能看懂的。

抱着【试试就试试，反正不会怀孕】的态度，你登陆了 shell 并且执行了，然后你惊喜的发现，成了！腰也不酸了腿也不疼了，比新盖中盖都好使。

至此，你的问题得以解决，好学的同学可能会深入学习一番（关于此命令的详解咱们放在文末），然后随着时间推移，短期记忆海马体突触消散而告终。此文结束。。。。。慢着 QAQ，问一句，下次再出现这个情况咋办？再找一遍吗？我们陷入了循环

显然，我们需要破除循环。怎么破除？想想我们熟悉的高级语言怎么解决这个问题的，封装呀，以 js 为例，各种稀奇古怪的操作被封装在一个又一个的库里，工具库的 lodash、网络请求的 axios 等等，函数名取的清晰易懂，取来即可。这才是我们想要的效果。

可 linux 是命令啊，一个个命令用分号或者管道符链接执行，咋封装？而且对于【批量执行命令】这个需求而言，用这两种方法真的不会感觉很冗长吗？这就迎来了我们的主角：shell 语言

让我们来看看对于 shell 而言怎么实现上面的需求：删除占用内存最多的两个进程

创建 shell 文件，作为函数库，假定取名为shell-libs.sh
定义对应函数，假定取名为killProcessByMemory，实现功能为，传递进程数 n，杀死占用内存排名前 n 位进程
引入函数库文件：source shell-libs.sh

shell-libs.sh

function arr_includes () {
    local name=$1
    eval local innerArr=(\${${name}[@]})
    local item=$2
    if [[ "${innerArr[@]}"  =~ "${item}" ]]; then
        echo 0
    else
        echo 1
    fi
}
function boolean () {
    local bool=1
    if [[ $1 == 0 ]]; then
        # source ../install/git/git.sh
        bool=0
    fi
    return $bool
}
function killProcessByMemory() {
    params=($*)
    # 杀死进程的命令
    killCmd="kill -9"
    # 查询进程号的命令
    memoryInfoCmd='ps aux | sort -rn -k +3 | head -${1} | awk "{print $2}"'
    # echo memoryInfo：$memoryInfo
    needkill=`arr_includes params kill`
    if boolean $needkill; then
        echo "需要删除"
        handledCmd="${memoryInfoCmd} | ${killCmd}"
    else
        echo "只需要查询"
        handledCmd=$memoryInfoCmd
    fi
    echo '最终需要的命令为'
    echo $handledCmd
}

当做完这几步初始动作后，我们要实现需求只需要执行下面命令（执行函数）即可

killProcessByMemory 2 # 只需要查询进程号 最终需要的命令为 ps aux | sort -rn -k +3 | head -${1} | awk "{print $2}"
killProcessByMemory 2 kill # 需要删除 最终需要的命令为 ps aux | sort -rn -k +3 | head -${1} | awk "{print $2}" | kill -9

函数库很多，但最重要的是，我们的初始动作只需要做一遍，一劳永逸！！

其实不只是做一个常用命令的封装，我们还可以做到

操作系统的初始化：git、nvm、node 等等等的安装一键完成、常见软件的自动安装（win、mac 也可以！）
远程服务器配置：远程服务器免密登陆一键完成
爬虫动作的封装：定时任务不再是执行命令，而是一系列动作的合集
等等等

好了，好处显而易见，我们现在对于 shell 有啥念想？兄弟姐妹们，学它！

整体定义

诱惑了这么久，还是来给个定义吧：shell 是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向 Linux 内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序；用户可以用 Shell 来启动、挂起、停止或者编写一些程序；Shell 还是一个功能相当强大的编程语言，易编写，易调试，灵活性较强，是解释执行的脚本语言，在 Shell 中可以直接调用 Linux 系统命令。

乱入一下：案例解释

对于上面【传递进程数 n，杀死占用内存排名前 n 位进程】案例而言

ps aux|sort -rn -k +3|head -2  | awk '{print $2}' | xargs kill -9

ps 命令查找与进程相关的 PID 号：

a：显示现行终端机下的所有程序，包括其他用户的程序
u：以用户为主的格式来显示程序状况
x：显示所有程序，不以终端机来区分

sort 对内容根据指定列进行排序

r：表示是结果倒序排列
n：以数值大小排序
-k +3：则是针对第 3 列的内容进行排序（第三列是 cpu，第四列是内存）

head 只显示前指定行的数据，获取默认前 10 行数据

awk 数据处理神器，这里用于获取第二列（PID，进程 id）

乱入结束，让我们开始叭！

整体目录：如何学习一门语言

语言大同小异，核心不过【变量、运算、语句、函数、框架】，shell 也是门语言，所以我们也会根据这个脉络进行学习；

变量：定义、赋值、作用域
运算：算术运算符，逻辑运算符
语句：测试，顺序，分支，循环
函数：类，接口，包
框架：系统函数库之上的封装
特殊点：脚本控制、计划任务、管道、重定向、可视化调试 shell 脚本（vscode 插件 Bash Debug）

但 shell 又有所不同，因为它的出现强依赖【unix】，unix 的哲学：一条命令只做一件事情；为了组合命令和多次执行，最先是分号;用于同行组合，但不利于展示，于是出现了 shell 脚本文件，用来保存需要执行的命令，所以有别于其他语言又会出【环境变量、配置文件等等概念】，也强依赖 unix 的各个命令，这点是需要贯彻整个 shell 学习脉络的。

注意：本文不会过多的牵扯 linux 的知识，awk、xarg、print 等等等，小伙伴放心，我们学习最核心的语言逻辑，至于工具，多用即可，放心食用

shell 脚本基础概念

什么是 shell
linux 的启动过程
怎么编写一个 shell 脚本
shell 脚本的执行方式
内建命令和外部命令的区别

什么是 shell

命令解释器，用于解释用户对操作系统的操作，命令解释器有很多种，具体可见：（默认的是 bash，其中的 a 是指 again，意思是汇总其他 shell 解释器的优点，重写实现）

cat /etc/shells

linux 的启动过程

BIOS - MBR - BootLoader(grub) - kernel - systemd - 系统初始化 - shell

六步骤
1. BIOS 引导，BIOS 系统是基本的输入输出系统，功能嵌在主板上，用于选择使用哪个介质（硬盘、光盘、网络）
2. MBR（主引导记录）：用于确定硬盘是否可以被引导
3. BootLoader（grub）：用于启动和引导内核（种类和版本）
4. kernel：
5. systemd：1 号进程

shell 脚本的创建与执行

怎么编写一个 shell 脚本

unix 的哲学：一条命令只做一件事情；

为了组合命令和多次执行，于是出现了 shell 脚本文件，用来保存需要执行的命令。

指定解释器：#!/bin/xxx，默认是#!/bin/bash；这其实是后缀，因为在 Linux 中，文件后缀是没有意义的，所以操作系统要知道这个脚本文件该用什么应用来执行，就需要这个注释来指明，比如 node 就是#!/usr/bin/node
为文件赋予可执行权限，即chmod u+x [filename]

案例：实现 sh 脚本文件，查看/var 下所有子目录空间

显示当前目录下的所有子目录所占空间：du -sh *

cat >> memo.sh << EOF
#!/bin/bash
cd /var
du -sh *
EOF
# 赋予权限 chmod u+x memo.sh
# 执行 ./memo.sh

怎么执行一个 shell 脚本

存在四种执行方式

[解释器] [文件名]：bash ./filename.sh，不需要赋予可执行权限，新创建进程，采用解释器进行执行
[./文件名]：./filename.sh，新创建进程，需要赋予可执行权限，采用#!指定解释器进行执行
source [./文件名]: source ./filename.sh，在当前进程进行执行
.[文件名]：在当前进程进行执行

执行方式	案例	是否需要可执行权限	是否会创建新进程	补充
[解释器] [文件名]	bash ./filename.sh	不需要	会	内部和当前的终端变量不互通
[./文件名]	./filename.sh	需要	会	当使用默认解释器时的缩写
source [./文件名]	source ./filename.sh	不需要	不会	内部和当前的终端变量互通
.[文件名]	.filename.sh	不需要	不会	其实就是 source 的缩写

内建命令不需要创建子进程
内建命令只对当前 shell 生效

shell 之变量

增删改查：定义、赋值、引用+查询、删除
作用范围
系统环境变量
环境变量配置文件

增删改查：定义、赋值、引用、删除、类型处理

定义

即变化的量，字母、数字、下划线的组合，且不能以数字开头（shell 变量是弱类型，不区分变量类型）；

变量必须以字母或下划线开头，名字中间只能由字母，数字和下划线组成
变量名的长度不得超过 255 个字符
变量名在有效范围内必须唯一
变量默认类型都是字符串（存在类型【字符串、整型、浮点型、日期型】）
```
$ x=1
$ y=2
$ z=3
$ k=$x+$y+$z
$ echo $k
1+2+3
```

赋值

非交互式赋值存在四种赋值方式

变量名=变量值（等号左右不能有空格）： a=20
let 进行赋值：let a=20
将命令赋值给变量：l=ls
将命令的结果复制给变量（常用）：使用 $()或者``：let c=$ (ls -l /etc)
变量间的赋值可以设定默认值：a=${[变量 b]-[默认值]}，假设默认值是*，a=${b-*}

注意：变量值如果有空格等特殊字符，可以包含在""或''中

引用+查询

在 shell 中存在四种引用：单引号、双引号、${}、``

双引号：部分引用，使用这种引用时，$、`(反引号)、(转义符) 这 3 个还是会解析成特殊的意义
单引号：完全引用，只原样输出
反引号`：命令替换

${变量名}即对变量的引用，在部分情况下可以缩写为$ 变量名（不产生歧义，比如字符串拼接就不能缩写）；

而查询则可以使用set命令，其会默认查询系统中默认所有已经生效的变量，包括系统变量,也包括自定义变量，结合管道运算符可以精准查询

set | grep []

举例：查询wzy变量的值

删除

删除则是unset命令，使用方式如下

unset [变量名]

特殊数据结构之数组

定义：[变量名]=(a b c)
显示所有元素：echo ${变量名[@]}
显示数组元素个数：echo ${#变量名[@]}
显示数组第一个元素：echo ${变量名[0]}（如果直接访问时也会只显示第一个元素 echo$ 变量名）

colors=( yellow red blue )
echo ${colors[@]}
echo ${#colors[@]}
echo ${colors[0]}
echo $colors

类型处理

shell 变量为弱类型并且默认是字符串类型，要想设置变量的类型，可以使用declare命令。

declare 命令用来声明变量类型

declare [+/-] [选项] 变量名

选项	含义
-	给变量设定类型属性
+	取消变量的类型属性
-a	将变量声明为数组类型
-i	将变量声明为整数型
-x	将变量声明为环境变量
-r	将变量声明为只读变量
-p	显示指定变量的被声明的类型

设定类型

整数型

举例，将变量设定为整数型从而实现加和，通过配置项-i进行设定

数组类型

通过配置项-a进行设定

定义

取第一个值

取第二个值

输出所有

取消变量的类型属性

承接上面，此时变量c已经是整型了，我们希望实现取消变量c的类型（即变回字符型），从而实现拼接的效果

设定为只读变量

通过配置项-r进行设定

declare -r [变量名]

查询变量

此时也可以通过配置项-p查询变量类型

declare -p [变量名] #显示指定变量的被声明的类型

设置为环境变量

通过配置项-x设置变量为环境变量

declare -x [变量名]

由此也可以看到，之前定义全局环境变量的方式export [变量名]其实就是declare -x [变量名]的语法糖

变量的作用范围

默认范围：只针对当前的终端（shell）生效
支持子进程访问父进程的变量：export [变量名]=[变量值]；（取消变量可以使用unset [变量名]）
系统环境变量：每个 shell 打开都能获取到的变量

其中第一条可以使用bash命令创建一个新的 shell 进行测试；第二条就是 export 和 unset 关键字；关键是系统环境变量，重点分析：

系统环境变量

环境变量主要根据两个角度进行划分：用户级别是属于系统还是属于用户；shell 级别是属于当前的 shell 还是所有 shell。而这些是通过配置文件进行区分和记录的，不同作用范围和功能的变量分属不同的配置文件中，主要有四个文件/etc/profile、~/.bash_profile、~/.bashrc、/etc/bashrc。系统环境变量的查询：env 和 set

常见变量

变量名	含义	常见操作	注意
$PATH	搜索路径；当执行全局命令（即直接执行命令名）时，会在 PATH 值内所有路径进行查找并执行	PATH=$PATH:[新增的全局路径]	当前定义的变量，只会会当前终端和其子 shell 生效（因为所有的环境变量都被 export 导出过了）
$PS1	当前提示的终端信息	添加完整路径信息、时间等等信息
$?	上条命令是否正确执行	0（正确） \| 1（错误，非 0 值）	预定义变量
$$	当前进程的 PID		预定义变量
$0	当前进程（或执行文件）的名称		预定义变量；bash xx.sh 时是 bash；.xx.sh 时是 xx.sh
$#	传递到脚本的参数的个数
$*	以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数
$1-9（10 之后要用{}包裹）	用于获取命令执行参数		位置变量

环境变量配置文件

/etc/profile：
/etc/profile.d：目录
~/.bash_profile
~/.bashrc
/etc/bashrc

需要注意的是

etc 下的是所有用户通用，而~则是用户用户家目录，只对指定用户生效；
profile 文件和 bashrc 文件的加载取决于 shell 的种类是 loginShell 还是 noLoginShell（在登陆时采用的是su - [用户名]，这时如果有这个-号就是 loginShell，不加则是 noLoginShell）
- noLoginShell 只会加载执行 bashrc
- loginShell 则会全部加载执行

加载顺序为

/etc/profile - ~/.bash_profile - ~/.bashrc - /etc/bashrc

如果修改了配置文件，是不会立即重新加载的，需要我们重启终端或者执行 source 命令

source [修改的配置文件地址]

在操作系统加载过程中，主要按如下顺序进行加载

而作用范围如下图

shell 之运算

赋值运算符：用于字符串赋值，赋值使用=，取消赋值使用 unset（想到于 js 中的 delete）
算数运算符：用于算数赋值，+-*/**%，使用方式如下
- 使用 expr 声明，如 a=`expr 4 + 5`（不支持浮点数）
数字常量：比 expr 精简，可以使用 let 进行赋值操作，如 let a=1+2；
双圆括号：是 let 的缩写，如((a=10))、((a++))

其实 expr、let 或者(())都是为了向 shell 声明，我目前在做算数赋值的动作，这也就能理解为什么要把整个式子都放在双圆括号中了。

shell 之特殊符号

引号

双引号：部分引用，使用这种引用时，$、`(反引号)、(转义符) 这 3 个还是会解析成特殊的意义
单引号：完全引用，只原样输出
反引号：执行命令

括号

圆括号
- ()：单独使用圆括号会产生一个子 shell（这样执行的表达式的输出就不会在当前 shell 中显示），也可用于数组赋值（colors=(yellow red blue)）
- (())：算数运算赋值，是 let 的缩写
- $()：将命令赋值给变量
方括号
- []：单独使用是测试或数组元素功能
- [[]]：表示测试表达式

[ 5 -gt 4 ] # 5 是否大于 4
[[ 5 -gt 4 ]] # 5 是否大于 4
echo $? # 测试上条命令执行结果

尖括号<>：重定向符号
花括号{}：
- 输出范围：echo {0..9}
- 文件复制

# 下面两条命令等价
cp /etc/passwd{,.bak}
cp /etc/passwd /etc/passwd.bak

运算符号和逻辑符号

算数运算符：+-*/ %
比较运算符：><=
逻辑运算符：&&||!

(( 5 > 4 ))
echo $?
(( 5 > 4 && 6 < 5))
echo $?
(( 5 > 4 || 6 < 5))
echo $?
(( ! 5 > 4 ))
echo $?

转义符号

\转义某字符
- 普通字符转义后有不同的功能，如\n
- 特殊字符转义后消除了特殊功能，如\’

其他特殊字符

字符	含义	补充
#	注释
;	命令分隔符	case 语句的分隔符要转义 ;;
:	空指令	返回值永远是真
.	和 source 命令相同	. sh 文件名
~	家目录	cd ~回到家目录；cd -/+ 回到上/下一个目录；
,	分隔目录
*	通配符
?	条件测试或通配符	ls ?.sh 查询文件名为单个字或没有字的 sh 文件
$	取值符号
\|	管道符
&	后台运行
_	空格

# if
if [ "$PS1" ]; then

enif
# case
case $TERM in
  xterm*|vte*)
  	语句 1
  ;;
  screen*)
  	语句 2
  ;;
  *)
  	语句 3
  ;;
esac

运算的优先级

尾声

至此，我们的 shell 训练营首篇就结束啦。

shell训练营 ｜ 1. Shell 的基本介绍、常用命令以及 Shell 的流程控制