01 Shell基础概念

概念

• 终端

获取用户输入、展示运算结果的硬件设备

• tty

teletypeWriter的简称，和终端等价,早期指电传打印机，在linux 中是输入/输出环境

• 终端模拟器

Mac Terminal、iTerm2等, 关联虚拟tty的输入输出软件

• Shell

command interpreter,处理来 自终端模拟器的输入，解释执行之后输出结果给终端

• Bash

Shell的一种具体实现。（Shell->类、Bash->实例）

发展

构成

A Unix shell is both a command interpreter and a programming language. As a command interpreter, the shell provides the user interface to the rich set of GNU utilities.

02 语法和命令

变量

父子Shell

自定义变量

#!/bin/bash

# 变量名=变量值（等号左右不能有空格）
page_size=1
page_num=2

# 将命令赋值给变量
_ls=ls

# 将命令结果赋值给变量
file_list=$(ls -a)

# 默认字符串，不会进行 + 运算
total=page_ size*page_ num ❌

# 声明变量为整型
let total=page_size*page_num  

declare -i total=page_size*page_num

# 导出环境变量
export total

declare -x total

declare [+/-] 选项 变量

系统环境变量

配置文件加载

分为登录式shell和非登录式shell

非登录式shell又分为交互式和非交互式

修改配置文件后想要立即生效sourece ~/.bashrc

运算符和引用

&可以让程序在后台运行，但关闭shell仍会结束运行，想要继续运行可以用nohup 指令

管道

管道与管道符|，作用是将前一个命令的结果传递给后面的命令

语法: cmd1| cmd2

要求: 管道右侧的命令必须能接受标准输入才行，比如grep命令，Is、 mv等不能直接使用，可以使用xargs预处理

注意: 管道命令仅仅处理stdout,对于stderr会予以忽略，可以使用 set -o pipefail设置shell遇到管道错误退出

重定向

重定向前

重定向后

输出重定向符号

:覆盖写入文件

:追加写入文件

2>:错误输出写入文件

&>:正确和错误输出统一写入到文件中

输入重定向符号

<

<<

判断命令

shell中提供了test、 [、[[ 三种判断符号，可用于 :

• 整数测试
• 字符串测试
• 文件测试

语法:

• test condition
• [ condition ]
• [[ condition ]]

注意:

• 中括号前后要有空格符;

• [和test是命令,只能使用自己支持的标志位，<、>. =只能用来比较字符串

• 中括号内的变量，最好都是用引号括起来

• [[更丰富，在整型比较中支持<、>、=，在字符串比较中支持 =~正则

分支语句

• 语法1:

if condition ; then
    程序段
elif condition ; then
    程序段
esle
    程序段
fi

• 语法2:

case $变量in:
"变量内容")
  程序段
  ;;
"变量内容")
  程序段
  ;;
  *)
  程序段
  ;;
esac

循环

• while循环

while condition ; do程序段; done

• until循环

until condition ; do程序段; done

• for循环

for var in [words. . .] ; do程序段; done

函数

• 语法一:

funcName(){ echo "abc"; }

• 语法二:

function funcName() { echo "abc"; }

注意:

• shell自上而下执行，函数必须在使用前定义
• 函数获取变量和shell script类似，$0代表函数名，后续参数通过$1、 $2 ...获取
• 函数内return 仅仅表示函数执行状态，不代表函数执行结果
• 返回结果一般使用echo、 printf，在外面使用 $() 、“获取结果
• 如果没有return，函数状态是上一条命令的执行状态， 存储在$?中

模块化

模块化的原理是在当前shell 内执行函数文件，方式:.

source [函数库的路径]

常用命令

03 执行过程和原理

执行

1. shell脚本一般以.sh结尾，也可以没有，这是一个约定: 第一行需要指定用什么命令解释器来执行

#! /bin/bash

#! /usr/bin/env/bash

2. 启动方式

#文件名运行
./filename.sh

#解释器运行
bash ./filename.sh

#source运行
source ./filename.sh

执行过程

1. 字符解析.

• 识别换行符、 分号(;)做行的分割
• 识别命令连接符(1I &&管道)做命令的分割
• 识别空格、tab符，做命令和参数的分割

2. shell展开,例如{1..3}解析为123
3. 重定向，将stdin、 stdout、 stderr的 文件描述符进行指向变更
4. 执行命令

• builtin 直接执行
• 非builtin 使用$PATH 查找，然后启动子进程执行

5. 收集状态并返回

shell展开

1. 大括号展开(Brace Expansion) {..}
2. 波浪号展开(Tilde Expansion) ~
3. 参数展开(Shell Parameter Expansion)
4. 命令替换(Command Substitution)
5. 数学计算(Arithmetic Expansion) $(.))
6. 文件名展开(Filename Expansion) * ? [.]外壳文件名模式匹配

大括号展开(Brace Expansion) {..}

一般由三部分构成， 前缀、一对大括号、后缀，大括号内可以是逗号分割的字符串序列，也可以是序列表达式{x. . y[.. incr]}

波浪号展开(Tilde Expansion) ~

参数展开(Shell Parameter Expansion)

1. 间接参数扩展${! parameter}， 其中引用的参数并不是parameter而是parameter的实际的值

2. 参数长度${ #parameter}

3. 空参数处理

${ parameter: -word} #为空替换

{ parameter: =word} #为空替换，并将值赋给parameter变量

${ parameter: ?word} #为空报错

${ parameter: +word} #不为空替换

4. 参数切片

${ parameter: offset}

${ parameter: offset: length}

5. 参数部分删除

${ parameter%word} #最小限度从后面截取word

${ parameter%%word}#最大限度从后面截取word

${ parameter#word} #最小限度从前面截取word

${ parameter##tword} #最大限度从前面截取word

命令替换(Command Substitution)

在子进程中执行命令，并用得到的结果替换包裹的内容，形式 上有两种: $(....)或'...'

数学计算(Arithmetic Expansion) $(.))

使用$(()) 包裹数学运算表达式，得到结果并替换

文件名展开(Filename Expansion) * ? [.]外壳文件名模式匹配

当有单词没有被引号包裹，且其中出现了 ‘*’ , '?', and ‘[’ 字符，则shell 会去按照正则匹配的方式查找文件名进行替换，如果没找到则保持不变。

04 调试和前端集成

调试

1. 普通log，使用echo、printf

2. 使用set命令

3. vscode debug插件

VScode配置

1. shellnman: 代码提示和自动补全
2. shellcheck:代码语法校验
3. shell- format :代码格式化
4. BashDebug:支持单步调试

• 安装vscode 插件
• 编写launch. json文件
• 升级bash到4.x以上版本

前端集成

1. node中通过exec、 spawn调用shell命令

2. shell 脚本中调用node命令

3. 借助zx等库进行javascript. shell script的融合

• 借助shell完成系统操作，文件io、 内存、磁盘系统状态查询等
• 借助nodejs完成应用层能力，网络io. 计算等

课程总结