Linux学习笔记（Shell）

一、Bash Shell基础

1.Bash Shell简单介绍

• 管理整个硬件的其实是核心（kernel），通常用户（user）都是以shell来与核心沟通。

• 什么是Shell？
  
  我们通过shell与核心沟通，shell相当于用户和核心之间的桥梁。

• 系统当前有多少Shells？可以检查一下/etc/shells文件。我们一般使用linux支持最广泛的bash。

• Bash的主要优点：

  • 命令记忆能力：可以记忆使用过的命令。只要在命令行按“上下键”，就可以找到前一个输入的命令。
  • 命令与文件补全功能：
  • 热键[Tab]可以帮助我们少打很多字，并且确定输入的数据是正确的。
    • [Tab]接在一串命令的第一个字的后面，则为命令补全；
    • [Tab]接在一串命令的第二个字以后，则为“文件补齐”。
    • 想知道环境中可执行的命令有几个，直接在bash的提示符后输入两个[Tab][Tab]，就能输出所有可执行的命令了。
    • 如果想要知道系统中所有以c开头的命令，则按下c[tab][tab]即可。
  • 命令别名（alias）设置功能：alias lm=’ls -al’ 自定义lm替换ls -al 命令。
  • Shell scripts的强大功能

• Bash Shell的内置命令：type

  • 为了方便shell的操作，bash已经“内置”了很多命令，如cd和umask等，都是内置在bash中的。如何知道一个命令是外部命令（其他非bash套件所提供的命令）还是内置在bash命令中的？下面介绍命令type:

type [-tpa] name
不加任何参数：type会显示出name是外部命令还是bash内置的命令。
-t：加入该参数，type会将name通过下面这些文字显示出它的意义：
	file：表示为外部命令
	alias：表示该命令为命令别名所设置的名称
	builtin：表示该命令为bash内置的命令功能
-p：如果后面接的name为命令，会显示完整的文件名（外部命令）或显示为内置命令
-a：在PATH变量定义的路径中，列出所有含有name的命令，包含alias。

• 执行命令

command [-options] parameter1 parameter2
 命令       选项      参数（1）    参数（2）
 command为命令的名称，如改变路径的命令为cd
 -options为加入参数的设置，如-h等
 parameter1 parameter2为跟在option后面的参数，或者是command的参数。

2.Shell的变量功能

• 前面我们提到，在任何地方执行ls，系统就是通过PATH变量里的内容所记录的路径顺序来搜索该命令。这是系统默认的变量的作用，如果是个人设置方面的应用，比如路径，使用变量，并将该变量定义写在最前面，后面相关的路径名称都以变量来替换，只需修改一行，就修改了整个脚本，很方便。

• 变量的获取与设置：echo、变量设置规则、unset
  使用echo命令可以获取变量，获取变量时，前面必须加上$。

  echo $PATH
  echo ${PATH}

• 设置或修改某个变量的内容
  规定：

  • 1.变量与变量内容以等号“=”来连接

  • 2.等号两边不能直接接空格符

  • 3.变量名称只能是英文字母与数字，但数字不能是开头字符

  • 4.若有空格符，可以使用双引号或单引号将变量内容结合起来。需要注意的是：双引号内的特殊字符可以保持变量特性，但单引号内的特殊字符会变成一般符号。

  • 5.必要时使用转义字符“\”将特殊字符（Enter,$,,空格等）转义为一般字符。

  • 6.在一串命令中，还需要通过其他命令提供的信息，可以使用这样的方式 ‘commond’，注意不是单引号，是数字键1左边的那个按键。

  • 7.若变量为扩展变量内容，需要以双引号及 $变量名称如 “$PATH”:/home继续累加内容。

  • 8.若该变量需要在其他子程序中执行，则需要用export 使用变量变成环境变量，如“export PATH”。

  • 9.通常大写字母为系统默认变量，自行设置变量可以使用小写字母，便于判断。

  • 10.取消变量的方法为：“unset 变量名称”

    echo $myname  这条命令执行完，没有任何数据，因为这个变量还未设置，是空的
    myname=VBird  这条命令执行完，会将变量myname的内容设置为VBird
    echo $myname  这条命令执行完，显示VBird。

例一：设置变量name，内容为VBird
name = VBird  错误，因为有空白
name=VBird  OK

例二：设置变量的内容为VBird's name
name="VBird's name"  OK
name=VBird\'s\ name  OK  采用反斜线（\）转义特殊字符，如单引号和空格键

例三：在PATH变量中“累加”:/home/dmtsai/bin目录
PATH=$PATH:/home/dmtsai/bin  OK
PATH="$PATH":/home/dmtsai/bin  OK

例四：要将name的内容多出“yes”
name=$nameyes  NOT OK name的内容成了$nameyes这个变量
正确的写法：
name="$name"yes
name=${name}yes

例五：如何让刚刚设置的name=VBird可以用在下一个Shell程序中
name=VBird
bash         进入到子程序
echo $name   并没有刚设置的内容
exit         离开刚才设置的子程序
export name  
bash         进入到子程序
echo $name   出现设置的值了
exit         离开刚刚的子程序

“子程序”：就是说在当前这个Shell的情况下，去启用另一个新的Shell，那个新的Shell就是子程序。
一般状态下，父程序的自定义变量是无法在子程序内使用的。但是通过export将变量变成环境变量后，就能够在子程序下应用了。

例六：取消刚刚设置的name这个变量的内容
unset name

3.环境变量的功能

• 环境变量可以帮助我们实现很多功能，包括家目录的修改、提示符显示、执行文件搜索的路径，等等。

• 一些环境变量的说明

  例一：列出当前Shell环境下所有环境变量及内容
  env   

  

  • 环境变量LANG表示主语言环境，如我们要使用utf-8，可以LANG=utf-8

  • set命令：在bash环境下，其实还有一些很重要的变量，这些变量是在“shell环境下有效”，如果是在“子程序”中，这些变量值就会不同了。用set命令除了会将环境变量列出来之外，其他的自定义变量，以及所有的变量，都会列出来。

  • 一般来说，不论是否为环境变量，只要与当前Shell的操作接口有关的变量，通常都会被设置为大写字母。
    set
    

  • $(关于本地shell的PID)：这个变量表示“当前这个shell的进程号”。要想知道shell的PID（process ID），使用echo $$即可。

  • ？（上一个执行命令的回传码）： 当我们执行某些命令时，这些命令都会回传一个执行后的代码。一般来说，执行成功，则回传一个0值，如果执行过程错误，则返回错误代码（一个非零值）。
    

• 自定义变量转成环境变量：export
  自定义变量与环境变量区别：主要在于是否可以被子程序所引用。
  取得一个bash后，即得到了一个子程序，若再执行一次bash，将进入“子程序”。由于您已经进入该子程序，所有在父程序中自定义的变量将不存在，存在于子程序的，仅有“环境变量”。

  export 变量
  将自定义的变量转换成环境变量
  
  export 后面没有跟变量，会把所有环境变量显示出来

  4.其他一些变量知识

• 语系文件的变量（locale）

  locale -a
  会显示出linux支持的语系

• 变量的有效范围

  • 启动一个shell时，操作系统分配一块内存给shell使用，这个区域的变量可以让子程序访问；
  • 利用export功能，可以让变量内容写到上述内存中（环境变量）；
  • 当加载另一个shell时（即启动子程序，离开原来的父程序），子shell可以将父shell的环境变量所在的内存导入自己的环境变量区块中。

• 变量键盘读取、数组与声明：read、array、declare

  • read(读取来自键盘输入的变量)

read [-pt] variable
参数：
-p：后面可以接提示符
-t：后面可以接等待的“秒数”。

![这里写图片描述](http://img.blog.csdn.net/20180309135935646?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvbGl1YmluMTk5MWxpdWJpbg==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
- declare/typeset（声明变量的属性）
如果declare后面没有任何参数，那么会将所有的变量名与内容都调出来，就像使用set一样。


declare [-aixr] variable
参数：
-a：将后面的variable定义为数组（array）
-i：将后面的variable定义为整数数字（integer）
-x：用法与export一样，将后面的variable变成环境变量
-r：将一个variable变量设置成只读（readonly）该变量不可更改内容，也不能取消设置(unset)

例：
sum=100+300+500
echo $sum  显示结果为100+300+500，因为这是文字类型的变量属性，不会求和
declare -i sum=100+300+500
echo $sum  显示结果为900

- 数组属性array的说明


var[index]=content
有一个数组名为var，index为数字角标，这个数组的内容为var[1]=小明，var[2]=大明，...

读取数组，以${数组}的方式来读取。

• 与文件系统及程序的限制关系：ulimit
  假如有10个人同时登陆了一台Linux主机，这10个人同时打开了100个文件，每个文件的大小约10MB，Linux的内存需要1010010=10000MB，这样显然会造成系统死机。为了预防这种情况的发生，我们可以通过ulimit限制可打开的文件数量、可以使用的CPU情况、可以使用的内存总量。

  ulimit [-SHacdflmnpstuv] [配额]
  参数：
  -H：hard limit，严格设置，必定不能超过设置的值
  -S：soft limit，警告设置，可以超过这个设置值，但会有警告，
  -a：列出所有的限制额度
  -f：此shell可以建立的最大文件容量，单位为KB
  其他参数用到时再查

• 附加的变量设置功能

  echo $HOME
  echo ${HOME} 这种方法中，我们可以修改变量。只要加上一些字符标志，后面再接着使用比较字符串，就能修改变量的内容了。
  
  例：以vbird="/home/vbird/testing/testing.x.sh"为例
  1. 在vbird变量中，从最前面开始比较，若开头为/，则删除两个/之间所有的数据，即/*/
  echo ${vbird##/*/} 
  结果：testing.x.sh
  echo ${vbird#/*/}  
  结果：vbird/testing/testing.x.sh      ##表示去后面字符串最长的那一段；#表示取最小的那一段
  
  2.从后面开始删除，删除/*?
  echo ${vbird%%/*/}
  结果：删除失败
  echo ${vbird%%/*}
  结果：/home/vbird/testing
  %%/*表示删除最长的那一段，%/*表示删除最短的一段
  
  3.将vbird变量中的testing替换为TEST
  echo ${vbird/testing/TEST}
  结果：/home/vbird/TEST/testing.x.sh
  echo ${vbird//testing/TEST}
  结果：/home/vbird/TEST/TEST.x.sh
  如果后面接/，表示后面进行的是替换工作，而且仅替换第一个
  如果是//，则表示替换全部字符串。

5.命名别名与历史命令

• 命令别名设置：alias、unalias

  	如果要查询隐藏文件，并且需要列出很长的信息，要一页一页地翻看，则需要执行“ls -al|more”
  命令，可以使用lm简化
  	alias lm='ls -l | more'
  
  	取消别名的设置
  	unalias lm

• 历史命令：history

  history [n]
  history [-c]
  history [-raw] histfiles
  
  参数：
  什么都不接，默认输出当前内存的所有历史记忆
  n：数字，表示列出最近的n行命令
  -c：将当前shell中所有的history内容全部清除
  -a：将当前新增的history命令加入到histfiles中，若没有加入histfiles，则默认写入~/.bash_history
  -r：将histfiles的内容读取到当前shell的历史记忆
  -w：将当前的历史记忆内容写入histfiles中

  6.管道命令（pipe）

• bash 命令执行时，会出现数据。如果这组数据必须经过几道手续之后才能得到所想要的格式，如何设置？这可以通过管道命令完成，管道命令使用 | 这个分隔符。

  
  管道命令”|”仅能处理通过前面一个命令传来的正确信息，也就是标准输出（STDOUT）的信息，对于标准错误，并没有直接处理的能力。下面介绍一下基本的管道命令。

• 选取命令：cut、grep

  这个命令可以将一段消息的某段“切”出来。处理的消息是以“行”为单位。
  cut -d '分隔符' -f fields
  参数：
  -d：后面接分隔符。与-f一起使用。
  -f：根据-d的分隔符将一段消息分为数段，用 -f 取出第几段的意思。
  
  例：
  echo $PATH | cut -d ':' -f 5   将PATH变量用“:”切割成几段，取出第5段
  echo $PATH | cut -d ':' -f 3,5   将PATH变量用“:”切割成几段，取出第3段和第5段
  
  cut -c 字符范围
  参数：
  -c：以字符为单位（characters）为单位取出固定的字符范围
  
  例：
  export | cut -c 12-  将export输出的消息，取得第12个字符以后的所有字符串

  cut是将一行消息中取出我们想要的部分，grep则分析一行消息，若其中有所需要的信息，就将该行取出。
  grep [-acinv] '搜索字符串' filename
  参数：
  -a：将二进制文件以文本的方式搜索数据
  -c：计算找到‘搜索字符串’的次数
  -i：忽略大小写的不同，所有大小写视为相同
  -n：顺便输出行号
  -v：反向选择，即显示出没有 '搜索字符串' 内容的那一行
  
  last | grep  'root'   将last中出现root的一行取出来
  last | grep -v 'root'   只要没有root的就取出
  last | grep  'root' | cut -d ' ' -f 1   在last的输出消息中，只要有root就取出，并且仅取出第一栏

• 其他命令（命令较多，就不做具体介绍了）

  • 排序命令：sort、wc、uniq
  • 双向重导向：tee
  • 字符转换命令：tr,col,join,paste,expand
  • 拆分命令：split

二、正则表达式（请参考鸟哥的Linux私房菜）

三、Shell脚本

1.shell脚本基本介绍

• 什么是shell脚本？
  shell脚本是利用shell功能所编写的“程序（program）”，这个程序使用纯文本文件，将一些shell的语法与命令写在里面，与正则表达式、管道命令与数据流重导向一起实现我们的目的。

• 为什么学习shell脚本？

  • 自动化管理的重要依据
  • 追踪与管理系统的重要工作
  • 简单的入侵检测功能
  • 连续命令单一化
  • 简单的数据处理
  • 跨平台支持与缩短学习历程

    2.第一个脚本的编写与执行

• shell脚本其实就是纯文本文件（ASCII），我们可以编辑这个文件，然后让这个文件帮我们一次执行多个命令。编写shell脚本时需要注意的事项：

  • 命令与参数间的多个空白会被忽略掉。
  • 如果读到一个ENTER符，就开始执行该命令。
  • 如果一行内容太多，则可以使用[Enter]来扩展至下一行。
  • 此外，#可作为注释。任何加在#后面的内容，将会被视为注释文字而被忽略。

• 假设我们编写好的文件名是shell.sh，如何执行该文件？

  • 将shell.sh加上可读与执行（rx）权限，然后就能用./shell.sh来执行了。
  • 或者使用sh shell.sh的方式来直接执行即可。

• 编写第一个脚本

  

  • 1.!#bin/bash在声明这个脚本使用的shell名称：因为使用的是bash，所有必须要用“!#bin/bash”来声明这个文件内的语法使用bash的语法。当执行这个程序时，它就能加载bash的相关环境设置文件，并且执行bash来使下面的命令执行。这一行很重要，因为如果没有的话系统很可能无法判断要使用声明shell来执行。

  • 2.#后面的是注释

  • 3.主要环境变量的声明：建议将重要的环境变量设置好。PATH变量比较重要，设置好PATH，可让程序在进行时，直接执行命令，而不必写绝对路径。

  • 4.主要程序部分：将主要的程序写好。

  • 5.告知执行结果：可以使用exit命令让程序中断，并给系统回传一个数值0。

    执行结果：
    

3.简单的Shell脚本练习

• 变量内容由用户决定

编写一个脚本，让用户输入名字，然后在屏幕上打印用户名字
#!/bin/bash
#Program: this is a practice
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

read -p "Please input your name:" name
echo -e "your name is : $name"

• 利用date建立文件

  #!/bin/bash
  #Program: this is a practice
  PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
  export PATH
  
  1.让用户输入文件名，并获取fileuser变量
  read -p "Please input the filename what you want:"fileuser
  
  2.为了避免用户随意按ENTER，使用变量功能分析是否设置了文件名？
  filename=${fileuser:-"filename"}
  
  3.开始使用date命令来获取所需要的文件名
  date=`date --date='2 days ago' +%Y%m%d'
  file="$filename""$date"
  
  4.建立文件名
  touch $file

• 数值运算的方法

  #!/bin/bash
  #Program: this is a practice
  PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
  export PATH
  
  read -p "first number:" firstnum
  read -p "second number:" secondnum
  
  total=$(($firstnum*$secondnum))
  echo -e "the total is: $total"

  数学运算可以使用“declare -i total=$firstNum*$secondNum”，但建议使用上面的方式进行。
  var=$((运算内容))，不仅容易记忆，而且更加方便。

4.善用判断条件

• 使用test命令的测试功能

  test -e /dmtsai   检查/dmtsai是否存在
  执行结果不会显示任何消息，但最后可通过$?或&&及||来展现整个结果
  
  test -e /dmtsai && echo "exist" || echo "Not exist"  最后结果可以告诉我们是“exist”还是“Not exist”。

• 测试标志

  1.某个文件名的“类型”检测，如test -e filename
  -e：该“文件名” 是否存在
  -f：该“文件名” 是否为文件（file）
  -d：该“文件名” 是否为目录（directory）
  
  2.文件的权限检测，如test -r filename
  -r：检测该文件名是否具有“可读”属性
  -w：检测该文件名是否具有“可写”属性
  -x：检测该文件名是否具有“可执行”属性
  
  3.多重条件判断，如test -r filename -a -x filename
  -a：（and）两个条件同时成立
  -o：（or）两个条件任何一个成立
  
  还有比较两个文件、两个整数之间的判断、判断字符串的数据等，用到时再查询 

• 使用判断符号[ ]
  除了使用test外，还可以使用判断符号[]来进行数据的判断。

判断$HOME变量是否为空
[ -z "$HOME" ]    需要注意的是：上述每个组件中间，都要用空格符分隔

判断两个字符串$HOME和$MAIL是否相同
[ "$HOME" == "$MAIL" ]

中括号内的变量，最好使用双引号来设置
name="VBird Tsai"
[ $name == "VBird" ]  
结果会报错，因为$name没有用双引号括起来，那么上面的判断条件会变成：
[ VBird Tsai == "VBird" ] 而不是我们要的  [ "VBird Tsai" == "VBird" ] 

• Shell脚本的默认变量($0,$1…)

5.条件判断

• if then

  语法：
  if [ 条件判断表达式 ]; then
  	当条件表达式成立时，可以执行的命令
  fi
  
  当有多个条件需要判断时，除了将多个条件写入一个中括号，
  还可以使用多个中括号来隔开，而括号与括号之间，则以&&或||来隔开，他们的含义是：
  &&表示AND
  ||表示or
  
  if [ 条件判断表达式 ]; then
  	当条件表达式成立时，可以执行的命令
  else
  	当条件表达式不成立时，可以执行的命令
  fi
  
  if [ 条件判断表达式一]; then
  	当条件表达式成立时，可以执行的命令
  elif [ 条件判断表达式二]; then
  	当条件表达式二成立时，可以执行的命令
  else
  	当条件表达式一与二都不成立时，可以执行的命令
  fi

• netstat
  该命令可以查询当前主机是否有打开的网络服务端口（service ports）
  部分网络服务
  
  常见的端口与相关网络服务的关系是：

  • 80：WWW
  • 22：ssh
  • 21：ftp
  • 25：mail

#!/bin/bash
#Program: Using netstat and grep to detect WWW,SSH,FTP and Mail services
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

testing=`netstat -tuln | grep ":80 "`
if [ "$testing" != "" ]; then
	echo "WWW is running in your system."
fi
testing=`netstat -tuln | grep ":22 "`
if [ "$testing" != "" ]; then
	echo "SSH is running in your system."
fi
testing=`netstat -tuln | grep ":21 "`
if [ "$testing" != "" ]; then
	echo "FTP is running in your system."
fi
testing=`netstat -tuln | grep ":25 "`
if [ "$testing" != "" ]; then
	echo "Mail is running in your system."
fi

• 使用case esac判断

  case $变量名称 in 
  	"第一个变量内容")
  	程序段
  	;;
  	"第二个变量内容")
  	程序段
  	;;
  	*)
  		不包含第一个变量内容与第二个变量内容的其他程序执行段
  		exit 1
  		;;
  esac

#!/bin/bash
#Program: Show "Hello" from $1 ... by using case ...esac
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH

case $1 in
	"hello")
		echo "Hello,how are you?"
		;;
	"")
		echo "You MUST input parameters,ex>$0 some word"
		;;
	*)
		echo "Usage $0 {hello}
		;;
esac

假设上面的脚本文件名字为sh08.sh
如果输入sh sh08.sh test执行，那么屏幕上就会出现“Usage sh08.sh{hello}”

6.循环

• while do done、until do done

  while [ condition ] 
  do
  	程序段落
  done
  
  until [ condition ] 
  do
  	程序段落
  done
  这种方式与while相反，它说的是当condition条件成立时，就终止循环，否则就持续执行循环的程序段。

• for…do…done
  相对于while、until的循环方式是必须要符合某个条件的状态，for这种语法是已经知道要进行几次循环的状态。

  for(( 初始值; 限制值; 执行步长))
  do
  	程序段
  done