Linux系统中bash shell编程的10个基础问题讲解
第1问:为何叫做shell?
在介绍shell是什么东西之前,不妨让我们重新审视使用者与电脑的关系。我们知道电脑的运作不能离开硬件,但使用者却无法直接对硬件作驱动,硬件的驱动只能透过一个称为“操作系统(OperatingSystem)”的软件来控管,事实上,我们每天所谈的linux,严格来说只是一个操作系统,我们称之为“核心(kernel)”。然而,从使用者的角度来说,使用者也没办法直接操作kernel,而是透过kernel的“外壳”程序,也就是所谓的shell,来与kernel沟通。
这也正是kernel跟shell的形像命名关系。
从技术角度来说,shell是一个使用者与系统的互动界面(interface),主要是让使用者透过命令行(commandline)来使用系统以完成工作。因此,shell的最简单的定义就是---命令解释器(CommandInterpreter):
- 将使用者的命令翻译给核心处理,
- 同时,将核心处理结果翻译给使用者。
每次当我们完成系统登入(login),我们就取得一个互动模式的shell,也称为loginshell或primaryshell。若从行程(process)角度来说,我们在shell所下达的命令,均是shell所产生的子行程。这现像,我们暂可称之为fork。如果是执行脚本(shellscript)的话,脚本中的命令则是由另外一个非互动模式的子shell(subshell)来执行的。也就是primaryshell产生subshell的行程,subshell再产生script中所有命令的行程。(关于行程,我们日后有机会再补充。)
这里,我们必须知道:kernel与shell是不同的两套软件,而且都是可以被替换的:
- 不同的操作系统使用不同的kernel,
- 而在同一个kernel之上,也可使用不同的shell。
在linux的预设系统中,通常都可以找到好几种不同的shell,且通常会被列于如下档案里:
/etc/shells
不同的shell有着不同的功能,且也彼此各异、或说“大同小异”。常见的shell主要分为两大主流:
sh:
- burneshell(sh)
- burneagainshell(bash)
csh:
- cshell(csh)
- tcshell(tcsh)
- kornshell(ksh)
大部份的Linux系统的预设shell都是bash,其原因大致如下两点:
- 自由软件
- 功能强大
bash是gnuproject最成功的产品之一,自推出以来深受广大Unix用户喜爱,且也逐渐成为不少组织的系统标准。
第2问:shellprompt(PS1)与CarriageReturn(CR)的关系?
当你成功登录进一个文字界面之后,大部份情形下,你会在荧幕上看到一个不断闪烁的方块或底线(视不同版本而别),我们称之为游标(cursor)。游标的作用就是告诉你接下来你从键盘输入的按键所插入的位置,且每输入一键游标便向右边移动一个格子,若连续输入太多的话,则自动接在下一行输入。假如你刚完成登录还没输入任何按键之前,你所看到的游标所在位置的同一行的左边部份,我们称之为提示符号(prompt)。提示符号的格式或因不同系统版本而各有不同,在Linux上,只需留意最接近游标的一个可见的提示符号,通常是如下两者之一:
- $:给一般使用者帐号使用
- #:给root(管理员)帐号使用
事实上,shellprompt的意思很简单:是shell告诉使用者:您现在可以输入命令行了。我们可以说,使用者只有在得到shellprompt才能打命令行,而cursor是指示键盘在命令行所输入的位置,使用者每输入一个键,cursor就往后移动一格,直到碰到命令行读进CR(CarriageReturn,由Enter键产生)字符为止。CR的意思也很简单:是使用者告诉shell:老兄你可以执行我的命令了。
严格来说:所谓的命令行,就是在shellprompt与CR字符之间所输入的文字。(思考:为何我们这里坚持使用CR字符而不说Enter键呢?答案在后面的学习中揭晓。)不同的命令可接受的命令行格式或有不同,一般情况下,一个标准的命令行格式为如下所列:
command-nameoptionsargument
若从技术细节来看,shell会依据IFS(InternalFieldSeperator)将commandline所输入的文字给拆解为“字段”(word)。然后再针对特殊字符(meta)先作处理,最后再重组整行commandline。(注意:请务必理解上两句话的意思,我们日后的学习中会常回到这里思考。)
其中的IFS是shell预设使用的字段分隔符号,可以由一个及多个如下按键组成:
- 空白键(WhiteSpace)
- 表格键(Tab)
- 回车键(Enter)
系统可接受的命令名称(command-name)可以从如下途径获得:
明确路径所指定的外部命令
- 命令别名(alias)
- 自定功能(function)
- shell内置命令(built-in)
- $PATH之下的外部命令
每一个命令行均必需含用命令名称,这是不能缺少的。
第3问:别人echo、你也echo,是问echo知多少?
承接上一章所介绍的commandline,这里我们用echo这个命令加以进一步说明。温习---标准的commandline包含三个部件:
command_nameoptionargument
echo是一个非常简单、直接的Linux命令:将argument送出至标准输出(STDOUT),通常就是在显示器(monitor)上输出。(注:stdout我们日后有机会再解说)。为了更好理解,不如先让我们先跑一下echo命令好了:
$echo
你会发现只有一个空白行,然后又回到shellprompt上了。这是因为echo在预设上,在显示完argument之后,还会送出一个换行符号(new-linecharactor)。但是上面的command并没任何的argument,那结果就只剩一个换行符号了…
若你要取消这个换行符号,可利用echo的-noption:
$echo-n
不妨让我们回到commandline的概念上来讨论上例的echo命令好了:commandline只有command_name(echo)及option(-n),并没有任何argument。
要想看看echo的argument,那还不简单﹗接下来,你可试试如下的输入:
$echofirstline firstline $echo-nfirstline firstline$
于上两个echo命令中,你会发现argument的部份显示在你的荧幕,而换行符号则视-noption的有无而别。
很明显的,第二个echo由于换行符号被取消了,接下来的shellprompt就接在输出结果同一行了…^_^
事实上,echo除了-noptions之外,常用选项还有:
- -e:启用反斜线控制字符的转换(参考下表)
- -E:关闭反斜线控制字符的转换(预设如此)
- -n:取消行末之换行符号(与-e选项下的\c字符同意)
关于echo命令所支持的反斜线控制字符如下表:
- \a:ALERT/BELL(从系统喇叭送出铃声)
- \b:BACKSPACE,也就是向左退格键
- \c:取消行末之换行符号
- \E:ESCAPE,跳脱键
- \f:FORMFEED,分页字符
- \n:NEWLINE,换行字符
- \r:RETURN,回车键
- \t:TAB,表格跳位键
- \v:VERTICALTAB,垂直表格跳位键
- \n:ASCII八进位编码(以x开首为十六进位)
- \\:反斜线本身
(表格数据来自O'Reilly出版社之LearningtheBashShell,2ndEd.)
或许,我们可以透过实例来了解echo的选项及控制字符:
例一:
$echo-e"a\tb\tc\nd\te\tf" abc def
上例运用\t来区隔abc还有def,及用\n将def换至下一行。
例二:
$echo-e"\141\011\142\011\143\012\144\011\145\011\146" abc def
与例一的结果一样,只是使用ASCII八进位编码。
例三:
$echo-e"\x61\x09\x62\x09\x63\x0a\x64\x09\x65\x09\x66" abc def
与例二差不多,只是这次换用ASCII十六进位编码。
例四:
$echo-ne"a\tb\tc\nd\te\bf\a" abc df$
因为e字母后面是退格键(\b),因此输出结果就没有e了。在结束时听到一声铃向,那是\a的杰作﹗
由于同时使用了-n选项,因此shellprompt紧接在第二行之后。若你不用-n的话,那你在\a后再加个\c,也是同样的效果。
事实上,在日后的shell操作及shellscript设计上,echo命令是最常被使用的命令之一。
比方说,用echo来检查变量值:
$A=B $echo$A B $echo$? 0
(注:关于变量概念,我们留到下两章才跟大家说明。)
好了,更多的关于commandline的格式,以及echo命令的选项,就请您自行多加练习、运用了…
第4问:“”(双引号)与''(单引号)差在哪?
还是回到我们的commandline来吧…
经过前面两章的学习,应该很清楚当你在shellprompt后面敲打键盘、直到按下Enter的时候,
你输入的文字就是commandline了,然后shell才会以行程的方式执行你所交给它的命令。但是,你又可知道:你在commandline输入的每一个文字,对shell来说,是有类别之分的呢?
简单而言(我不敢说这是精确的定议,注一),commandline的每一个charactor,分为如下两种:
- literal:也就是普通纯文字,对shell来说没特殊功能。
- meta:对shell来说,具有特定功能的特殊保留字元。(注一:关于bashshell在处理commandline时的顺序说明,请参考O'Reilly出版社之LearningtheBashShell,2ndEdition,第177-180页的说明,尤其是178页的流程图Figure7-1…)
Literal没甚么好谈的,凡举abcd、123456这些“文字”都是literal…(easy?)。但meta却常使我们困惑…..(confused?)事实上,前两章我们在commandline中已碰到两个机乎每次都会碰到的meta:
- IFS:由<space>或<tab>或<enter>三者之一组成(我们常用space)。
- CR:由<enter>产生。
IFS是用来拆解commandline的每一个词(word)用的,因为shellcommandline是按词来处理的。而CR则是用来结束commandline用的,这也是为何我们敲<enter>命令就会跑的原因。除了IFS与CR,常用的meta还有:
- =:设定变量。
- $:作变量或运算替换(请不要与shellprompt搞混了)。
- >:重导向stdout。
- <:重导向stdin。
- |:命令管线。
- &:重导向filedescriptor,或将命令置于背境执行。
- ():将其内的命令置于nestedsubshell执行,或用于运算或命令替换。
- {}:将其内的命令置于non-namedfunction中执行,或用在变量替换的界定范围。
- ;:在前一个命令结束时,而忽略其返回值,继续执行下一个命令。
- &&:在前一个命令结束时,若返回值为true,继续执行下一个命令。
- ||:在前一个命令结束时,若返回值为false,继续执行下一个命令。
- !:执行history列表中的命令
...
假如我们需要在commandline中将这些保留字元的功能关闭的话,就需要quoting处理了。在bash中,常用的quoting有如下三种方法:
hardquote:''(单引号),凡在hardquote中的所有meta均被关闭。
softquote:“”(双引号),在softquote中大部份meta都会被关闭,但某些则保留(如$)。(注二:在softquote中被豁免的具体meta清单,我不完全知道,有待大家补充,或透过实作来发现及理解。)
escape:\(反斜线),只有紧接在escape(跳脱字符)之后的单一meta才被关闭。
下面的例子将有助于我们对quoting的了解:
$A=BC#空白键未被关掉,作为IFS处理。 $C:commandnotfound. $echo$A $A="BC"#空白键已被关掉,仅作为空白键处理。 $echo$A BC
在第一次设定A变量时,由于空白键没被关闭,commandline将被解读为:A=B然后碰到<IFS>,再执行C命令
在第二次设定A变量时,由于空白键被置于softquote中,因此被关闭,不再作为IFS:A=B<space>C
事实上,空白键无论在softquote还是在hardquote中,均会被关闭。Enter键亦然:
$A='B >C >' $echo"$A" B C
在上例中,由于<enter>被置于hardquote当中,因此不再作为CR字符来处理。这里的<enter>单纯只是一个断行符号(new-line)而已,由于commandline并没得到CR字符,因此进入第二个shellprompt(PS2,以>符号表示),commandline并不会结束,直到第三行,我们输入的<enter>并不在hardquote里面,因此并没被关闭,此时,commandline碰到CR字符,于是结束、交给shell来处理。
上例的<enter>要是被置于softquote中的话,CR也会同样被关闭:
$A="B >C >" $echo$A BC
然而,由于echo$A时的变量没至于softquote中,因此当变量替换完成后并作命令行重组时,<enter>会被解释为IFS,而不是解释为NewLine字符。
同样的,用escape亦可关闭CR字符:
$A=B\ >C\ > $echo$A BC
上例中,第一个<enter>跟第二个<enter>均被escape字符关闭了,因此也不作为CR来处理,
但第三个<enter>由于没被跳脱,因此作为CR结束commandline。
但由于<enter>键本身在shellmeta中的特殊性,在\跳脱后面,仅仅取消其CR功能,而不会保留其IFS功能。
您或许发现光是一个<enter>键所产生的字符就有可能是如下这些可能:CR、IFS、NL(NewLine)、FF(FormFeed)、NULL...至于什么时候会解释为什么字符,这个我就没去深挖了,或是留给读者诸君自行慢慢摸索了…^_^
至于softquote跟hardquote的不同,主要是对于某些meta的关闭与否,以$来作说明:
$A=B\C $echo"$A" BC $echo'$A' $A
在第一个echo命令行中,$被置于softquote中,将不被关闭,因此继续处理变量替换,因此echo将A的变量值输出到荧幕,也就得到BC的结果。在第二个echo命令行中,$被置于hardquote中,则被关闭,因此$只是一个$符号,并不会用来作变量替换处理,因此结果是$符号后面接一个A字母:$A。
#练习与思考:如下结果为何不同? $A=B\C $echo'"$A"'#最外面的是单引号 "$A" $echo"'$A'"#最外面的是双引号 'BC'
(提示:单引号及双引号,在quoting中均被关闭了。)
在CU的shell版里,我发现有很多初学者的问题,都与quoting理解的有关。比方说,若我们在awk或sed的命令参数中调用之前设定的一些变量时,常会问及为何不能的问题。要解决这些问题,关键点就是:
区分出shellmeta与commandmeta
前面我们提到的那些meta,都是在commandline中有特殊用途的,比方说{}是将其内一系列commandline置于不具名的函式中执行(可简单视为commandblock),但是,awk却需要用{}来区分出awk的命令区段(BEGIN,MAIN,END)。若你在commandline中如此输入:
$awk{print$0}1.txt
由于{}在shell中并没关闭,那shell就将{print$0}视为commandblock,但同时又没有;符号作命令区隔,因此就出现awk的语法错误结果。要解决之,可用hardquote:
$awk'{print$0}'1.txt
上面的hardquote应好理解,就是将原本的{、<space>、$(注三)、}这几个shellmeta关闭,避免掉在shell中遭到处理,而完整的成为awk参数中的commandmeta。(注三:而其中的$0是awk内置的fieldnumber,而非awk的变量,awk自身的变量无需使用$。)
要是理解了hardquote的功能,再来理解softquote与escape就不难:
awk"{print\$0}"1.txt awk\{print\\$0\}1.txt
然而,若你要改变awk的$0的0值是从另一个shell变量读进呢?比方说:已有变量$A的值是0,那如何在commandline中解决awk的$$A呢?你可以很直接否定掉hardquoe的方案:
$awk'{print$$A}'1.txt
那是因为$A的$在hardquote中是不能替换变量的。聪明的读者(如你!),经过本章学习,我想,应该可以解释为何我们可以使用如下操作了吧:
A=0 awk"{print\$$A}"1.txt awk\{print\\$$A\}1.txt awk'{print$'$A'}'1.txt awk'{print$'"$A"'}'1.txt#注:“$A”包在softquote中
或许,你能举出更多的方案呢….^_^
第5问:var=value?export前后差在哪?
这次让我们暂时丢开commandline,先来了解一下bash变量(variable)吧…
所谓的变量,就是利用一个特定的“名称”(name)来存取一段可以变化的“值”(value)。
设定(set)
在bash中,你可以用“=”来设定或重新定义变量的内容:
name=value
在设定变量的时侯,得遵守如下规则:
等号左右两边不能使用区隔符号(IFS),也应避免使用shell的保留字元(metacharactor)。
- 变量名称不能使用$符号。
- 变量名称的第一个字母不能是数字(number)。
- 变量名称长度不可超过256个字母。
- 变量名称及变量值之大小写是有区别的(casesensitive)。
如下是一些变量设定时常见的错误:
- A=B#不能有IFS
- 1A=B#不能以数字开头
- $A=B#名称不能有$
- a=B#这跟a=b是不同的(这不是错误,提醒windows的使用者要特别注意)
如下则是可以接受的设定:
A="B"#IFS被关闭了(请参考前面的quoting章节) A1=B#并非以数字开头 A=$B#$可用在变量值内 This_Is_A_Long_Name=b#可用_连接较长的名称或值,且大小写有别。
变量替换(substitution)
Shell之所以强大,其中的一个因素是它可以在命令行中对变量作替换(substitution)处理。
在命令行中使用者可以使用$符号加上变量名称(除了在用=号定义变量名称之外),
将变量值给替换出来,然后再重新组建命令行。
比方:
$A=ls $B=la $C=/tmp $$A-$B$C
(注意:以上命令行的第一个$是shellprompt,并不在命令行之内。)
必需强调的是,我们所提的变量替换,只发生在commandline上面。(是的,让我们再回到commandline吧﹗)仔细分析最后那行commandline,不难发现在被执行之前(在输入CR字符之前),
$符号会对每一个变量作替换处理(将变量值替换出来再重组命令行),最后会得出如下命令行:
ls-la/tmp
还记得第二章我请大家“务必理解”的那两句吗?若你忘了,那我这里再重贴一遍:
若从技术细节来看,shell会依据IFS(InternalFieldSeperator)将commandline所输入的文字给拆解为“字段”(word)。然后再针对特殊字符(meta)先作处理,最后再重组整行commandline。这里的$就是commandline中最经典的meta之一了,就是作变量替换的﹗
在日常的shell操作中,我们常会使用echo命令来查看特定变量的值,例如:
$echo$A-$B$C
我们已学过,echo命令只单纯将其argument送至“标准输出”(STDOUT,通常是我们的荧幕)。所以上面的命令会在荧幕上得到如下结果:
ls-la/tmp
这是由于echo命令在执行时,会先将$A(ls)、$B(la)、跟$C(/tmp)给替换出来的结果。
利用shell对变量的替换处理能力,我们在设定变量时就更为灵活了:
A=B B=$A
这样,B的变量值就可继承A变量“当时”的变量值了。不过,不要以“数学逻辑”来套用变量的设定,比方说:
A=B B=C
这样并不会让A的变量值变成C。再如:
A=B B=$A A=C
同样也不会让B的值换成C。上面是单纯定义了两个不同名称的变量:A与B,它们的值分别是B与C。
若变量被重复定义的话,则原有旧值将被新值所取代。(这不正是“可变的量”吗?^_^)
当我们在设定变量的时侯,请记着这点:用一个名称储存一个数值,仅此而已。此外,我们也可利用命令行的变量替换能力来“扩充”(append)变量值:
A=B:C:D A=$A:E
这样,第一行我们设定A的值为“B:C:D”,然后,第二行再将值扩充为“B:C:D:E”。
上面的扩充示例,我们使用区隔符号(:)来达到扩充目的,要是没有区隔符号的话,如下是有问题的:
A=BCD A=$AE
因为第二次是将A的值继承$AE的提换结果,而非$A再加E!要解决此问题,我们可用更严谨的替换处理:
A=BCD A=${A}E
上例中,我们使用{}将变量名称的范围给明确定义出来,如此一来,我们就可以将A的变量值从BCD给扩充为BCDE。(提示:关于${name}事实上还可做到更多的变量处理能力,这些均属于比较进阶的变量处理,
export
严格来说,我们在当前shell中所定义的变量,均属于“本地变量”(localvariable),只有经过export命令的“输出”处理,才能成为环境变量(environmentvariable):
$A=B $exportA
或:
$exportA=B
经过export输出处理之后,变量A就能成为一个环境变量供其后的命令使用。在使用export的时侯,请别忘记shell在命令行对变量的“替换”(substitution)处理,比方说:
$A=B $B=C $export$A
上面的命令并未将A输出为环境变量,而是将B作输出,这是因为在这个命令行中,$A会首先被替换为B,然后再“塞回”作export的参数。要理解这个export,事实上需要从process的角度来理解才能透彻。我将于下一章为大家说明process的观念,敬请留意。
取消变量
要取消一个变量,在bash中可使用unset命令来处理:
unsetA
与export一样,unset命令行也同样会作变量替换(这其实就是shell的功能之一),因此:
$A=B $B=C $unset$A
事实上所取消的变量是B而不是A。
此外,变量一旦经过unset取消之后,其结果是将整个变量拿掉,而不仅是取消其变量值。
如下两行其实是很不一样的:
$A= $unsetA
第一行只是将变量A设定为“空值”(nullvalue),但第二行则让变量A不在存在。
虽然用眼睛来看,这两种变量状态在如下命令结果中都是一样的:
$A= $echo$A $unsetA $echo$A
请学员务必能识别nullvalue与unset的本质区别,这在一些进阶的变量处理上是很严格的。比方说:
$str=#设为null $var=${str=expr}#定义var $echo$var $echo$str $unsetstr#取消 $var=${str=expr}#定义var $echo$var expr $echo$str expr
聪明的读者(yes,you!),稍加思考的话,应该不难发现为何同样的var=${str=expr}在null与unset之下的不同吧?若你看不出来,那可能是如下原因之一:
- 你太笨了
- 不了解var=${str=expr}这个进阶处理
- 对本篇说明还没来得及消化吸收
- 我讲得不好
不知,你选哪个呢?….^_^嗯...好吧,我就解釋一下var=${str=expr}:
首先,var=$str這個大家都可理解吧。而接下來的思考方向是,究竟$str這個變量是如下哪一種情況呢:
- unset
- null
- notnull
假如是unset,那麼var=${str=expr}的結果將是:
var=expr str=expr
假如是null,那var=${str=expr}的結果是:
var= str=
假如是notnull(比方為xyz),那var=${str=expr}之結果是:
var=xyz str=xyz
第6问:exec跟source差在哪?
这次先让我们从CUShell版的一个实例贴子来谈起吧:(论坛改版后原连接已经失效)例中的提问原文如下:
cd/etc/aa/bb/cc可以执行,但是把这条命令写入shell时shell不执行!这是什么原因呀!(意思是:运行脚本后并没有移到/etc/aa/bb/cc目录)
我当时如何回答暂时别去深究,先让我们了解一下行程(process)的观念好了。首先,我们所执行的任何程序,都是由父行程(parentprocess)所产生出来的一个子行程(childprocess),子行程在结束后,将返回到父行程去。此一现像在Linux系统中被称为fork。(为何要程为fork呢?嗯,画一下图或许比较好理解…^_^)
当子行程被产生的时候,将会从父行程那里获得一定的资源分配、及(更重要的是)继承父行程的环境﹗让我们回到上一章所谈到的“环境变量”吧:
所谓环境变量其实就是那些会传给子行程的变量。简单而言,“遗传性”就是区分本地变量与环境变量的决定性指标。
然而,从遗传的角度来看,我们也不难发现环境变量的另一个重要特征:
环境变量只能从父行程到子行程单向继承。换句话说:在子行程中的环境如何变更,均不会影响父行程的环境。
接下来,再让我们了解一下命令脚本(shellscript)的概念。所谓的shellscript讲起来很简单,就是将你平时在shellprompt后所输入的多行commandline依序写入一个文件去而已。其中再加上一些条件判断、互动界面、参数运用、函数调用等等技巧,得以让script更加“聪明”的执行,但若撇开这些技巧不谈,我们真的可以简单的看成script只不过依次执行预先写好的命令行而已。
再结合以上两个概念(process+script),那应该就不难理解如下这句话的意思了:
正常来说,当我们执行一个shellscript时,其实是先产生一个sub-shell的子行程,然后sub-shell再去产生命令行的子行程。
然则,那让我们回到本章开始时所提到的例子再从新思考:cd/etc/aa/bb/cc可以执行,但是把这条命令写入shell时shell不执行!这是什么原因呀!我当时的答案是这样的:
因为,一般我们跑的shellscript是用subshell去执行的。从process的观念来看,是parentprocess产生一个childprocess去执行,当child结束后,会返回parent,但parent的环境是不会因child的改变而改变的。所谓的环境元数很多,凡举effectiveid,variable,workdingdir等等…其中的workdingdir($PWD)正是楼主的疑问所在:当用subshell来跑script的话,subshell的$PWD会因为cd而变更,但当返回primaryshell时,$PWD是不会变更的。
能够了解问题的原因及其原理是很好的,但是?如何解决问题恐怕是我们更感兴趣的﹗是吧?^_^
那好,接下来,再让我们了解一下source命令好了。当你有了fork的概念之后,要理解source就不难:
所谓source就是让script在当前shell内执行、而不是产生一个sub-shell来执行。
由于所有执行结果均于当前shell内完成,若script的环境有所改变,当然也会改变当前环境了﹗因此,只要我们将原本单独输入的script命令行变成source命令的参数,就可轻易解决前例提到的问题了。
比方说,原本我们是如此执行script的:
./my.script
现在改成这样即可:
source./my.script
或:
../my.script
说到这里,我想,各位有兴趣看看/etc底下的众多设定文件,应该不难理解它们被定义后,如何让其他script读取并继承了吧?若然,日后你有机会写自己的script,应也不难专门指定一个设定文件以供不同的script一起“共享”了…^_^
okay,到这里,若你搞得懂fork与source的不同,那接下来再接受一个挑战:
那exec又与source/fork有何不同呢?
哦…要了解exec或许较为复杂,尤其扯上FileDescriptor的话…不过,简单来说:
exec也是让script在同一个行程上执行,但是原有行程则被结束了。也就是简而言之:原有行程会否终止,就是exec与source/fork的最大差异了。
嗯,光是从理论去理解,或许没那么好消化,不如动手“实作+思考”来的印象深刻哦。下面让我们写两个简单的script,分别命名为1.sh及2.sh:
1.sh
#!/bin/bash A=B echo"PIDfor1.shbeforeexec/source/fork:$$" exportA echo"1.sh:\$Ais$A" case$1in exec) echo"usingexec…" exec./2.sh;; source) echo"usingsource…" ../2.sh;; *) echo"usingforkbydefault…" ./2.sh;; esac echo"PIDfor1.shafterexec/source/fork:$$" echo"1.sh:\$Ais$A"
2.sh
#!/bin/bash echo"PIDfor2.sh:$$" echo"2.shget\$A=$Afrom1.sh" A=C exportA echo"2.sh:\$Ais$A"
然后,分别跑如下参数来观察结果:
$./1.shfork $./1.shsource $./1.shexec
好了,别忘了仔细比较输出结果的不同及背后的原因哦…若有疑问,欢迎提出来一起讨论讨论~~~happyscripting!^_^
第7问:()與{}差在哪?
嗯,这次轻松一下,不讲太多…^_^
先说一下,为何要用()或{}好了。许多时候,我们在shell操作上,需要在一定条件下一次执行多个命令,也就是说,要么不执行,要么就全执行,而不是每次依序的判断是否要执行下一个命令。或是,需要从一些命令执行优先次顺中得到豁免,如算术的2*(3+4)那样…
这时候,我们就可引入“命令群组”(commandgroup)的概念:将多个命令集中处理。在shellcommandline中,一般人或许不太计较()与{}这两对符号的差异,虽然两者都可将多个命令作群组化处理,但若从技术细节上,却是很不一样的:
- ()将commandgroup置于sub-shell去执行,也称nestedsub-shell。
- {}则是在同一个shell内完成,也称为non-namedcommandgroup。
若,你对上一章的fork与source的概念还记得了的话,那就不难理解两者的差异了。
要是在commandgroup中扯上变量及其他环境的修改,我们可以根据不同的需求来使用()或{}。
通常而言,若所作的修改是临时的,且不想影响原有或以后的设定,那我们就nestedsub-shell,反之,则用non-namedcommandgroup。
是的,光从commandline来看,()与{}的差别就讲完了,够轻松吧~~~^_^
然而,若这两个meta用在其他commandmeta或领域中(如RegularExpression),还是有很多差别的。只是,我不打算再去说明了,留给读者自己慢慢发掘好了…我这里只想补充一个概念,就是function。
所谓的function,就是用一个名字去命名一个commandgroup,然后再调用这个名字去执行commandgroup。从non-namedcommandgroup来推断,大概你也可以猜到我要说的是{}了吧?(yes!你真聪明﹗^_^)
在bash中,function的定义方式有两种:
方式一:
functionfunction_name{ command1 command2 command3 … }
方式二:
fuction_name(){ command1 command2 command3 … }
用哪一种方式无所谓,只是若碰到所定意的名称与现有的命令或别名(Alias)冲突的话,方式二或许会失败。但方式二起码可以少打function这一串英文字母,对懒人来说(如我),又何乐不为呢?…^_^
function在某一程度来说,也可称为“函式”,但请不要与传统编程所使用的函式(library)搞混了,毕竟两者差异很大。惟一相同的是,我们都可以随时用“已定义的名称”来调用它们…
若我们在shell操作中,需要不断的重覆执行某些命令,我们首先想到的,或许是将命令写成命令脚本(shellscript)。不过,我们也可以写成function,然后在commandline中打上function_name就可当一舨的script来使用了。
只是若你在shell中定义的function,除了可用unsetfunction_name取消外,一旦退出shell,function也跟着取消。
然而,在script中使用function却有许多好处,除了可以提高整体script的执行性能外(因为已被加载),还可以节省许多重覆的代码…
简单而言,若你会将多个命令写成script以供调用的话,那,你可以将function看成是script中的script…^_^
而且,透过上一章介绍的source命令,我们可以自行定义许许多多好用的function,再集中写在特定文件中,然后,在其他的script中用source将它们加载并反复执行。
若你是RedHatLinux的使用者,或许,已经猜得出/etc/rc.d/init.d/functions这个文件是作啥用的了~~~^_^
okay,说要轻松点的嘛,那这次就暂时写到这吧。祝大家学习愉快﹗^_^
第8问:$(())與$()還有${}差在哪?
我们上一章介绍了()与{}的不同,这次让我们扩展一下,看看更多的变化:$()与${}又是啥玩意儿呢?
在bashshell中,$()与``(反引号)都是用来做命令替换用(commandsubstitution)的。所谓的命令替换与我们第五章学过的变量替换差不多,都是用来重组命令行:
完成引号里的命令行,然后将其结果替换出来,再重组命令行。
例如:
$echothelastsundayis$(date-d"lastsunday"+%Y-%m-%d)
如此便可方便得到上一星期天的日期了…^_^
在操作上,用$()或``都无所谓,只是我”个人"比较喜欢用$(),理由是:
``很容易与''(单引号)搞混乱,尤其对初学者来说。有时在一些奇怪的字形显示中,两种符号是一模一样的(直竖两点)。当然了,有经验的朋友还是一眼就能分辩两者。只是,若能更好的避免混乱,又何乐不为呢?^_^
在多层次的复合替换中,须要额外的跳脱(\`)处理,而$()则比较直观。例如:这是错的:
command1`command2`command3``
原本的意图是要在command2`command3`先将command3提换出来给command2处理,然后再将结果传给command1`command2…`来处理。然而,真正的结果在命令行中却是分成了`command2`与``两段。正确的输入应该如下:
command1`command2\`command3\``
要不然,换成$()就没问题了:
command1$(command2$(command3))
只要你喜欢,做多少层的替换都没问题啦~~~^_^
不过,$()并不是没有斃端的…
首先,`基本上可用在全部的unixshell中使用,若写成shellscript,其移植性比较高。而$()并不见的每一种shell都能使用,我只能跟你说,若你用bash2`的话,肯定没问题…^_^
接下来,再让我们看${}吧…它其实就是用来作变量替换用的啦。一般情况下,$var与${var}并没有啥不一样。但是用${}会比较精确的界定变量名称的范围,比方说:
$A=B $echo$AB
原本是打算先将$A的结果替换出来,然后再补一个B字母于其后,但在命令行上,真正的结果却是只会提换变量名称为AB的值出来…若使用${}就没问题了:
$echo${A}B BB
不过,假如你只看到${}只能用来界定变量名称的话,那你就实在太小看bash了﹗为了完整起见,我这里再用一些例子加以说明${}的一些特异功能。
假设我们定义了一个变量为:
file=/dir1/dir2/dir3/my.file.txt
我们可以用${}分别替换获得不同的值:
${file#*/}#拿掉第一条/及其左边的字串:dir1/dir2/dir3/my.file.txt ${file##*/}#拿掉最后一条/及其左边的字串:my.file.txt ${file#*.}#拿掉第一个.及其左边的字串:file.txt ${file##*.}#拿掉最后一个.及其左边的字串:txt ${file%/*}#拿掉最后条/及其右边的字串:/dir1/dir2/dir3 ${file%%/*}#拿掉第一条/及其右边的字串:(空值) ${file%.*}#拿掉最后一个.及其右边的字串:/dir1/dir2/dir3/my.file ${file%%.*}#拿掉第一个.及其右边的字串:/dir1/dir2/dir3/my
记忆的方法为:
- #是去掉左边(在键盘上#在$之左边)
- %是去掉右边(在键盘上%在$之右边)
- 单一符号是最小匹配,两个符号是最大匹配。
${file:0:5}#提取最左边的5个字节:/dir1 ${file:5:5}#提取第5个字节右边的连续5个字节:/dir2
我们也可以对变量值里的字串作替换:
${file/dir/path}#将第一个dir提换为path:/path1/dir2/dir3/my.file.txt ${file//dir/path}#将全部dir提换为path:/path1/path2/path3/my.file.txt
利用${}还可针对不同的变数状态赋值(没设定、空值、非空值)
${file-my.file.txt}#假如$file没有设定,则使用my.file.txt作传回值。(空值及非空值时不作处理) ${file:-my.file.txt}#假如$file没有设定或为空值,则使用my.file.txt作传回值。(非空值时不作处理) ${file+my.file.txt}#假如$file设为空值或非空值,均使用my.file.txt作传回值。(没设定时不作处理) ${file:+my.file.txt}#若$file为非空值,则使用my.file.txt作传回值。(没设定及空值时不作处理) ${file=my.file.txt}#若$file没设定,则使用my.file.txt作传回值,同时将$file赋值为my.file.txt。(空值及非空值时不作处理) ${file:=my.file.txt}#若$file没设定或为空值,则使用my.file.txt作传回值,同时将$file赋值为my.file.txt。(非空值时不作处理) ${file?my.file.txt}#若$file没设定,则将my.file.txt输出至STDERR。(空值及非空值时不作处理) ${file:?my.file.txt}#若$file没设定或为空值,则将my.file.txt输出至STDERR。(非空值时不作处理)
Tips:
以上的理解在于,你一定要分清楚unset与null及non-null这三种赋值状态。一般而言,:与null有关,若不带:的话,null不受影响,若带:则连null也受影响。
还有哦,${#var}可计算出变量值的长度:
${#file}#可得到27,因为/dir1/dir2/dir3/my.file.txt刚好是27个字节…
接下来,再为大家介稍一下bash的数组(array)处理方法。
一般而言,A="abcdef"这样的变量只是将$A替换为一个单一的字串,但是改为A=(abcdef),则是将$A定义为数组…bash的数组替换方法可参考如下方法:
- ${A[@]}或${A[*]}#可得到abcdef(全部组数)
- ${A[0]}#可得到a(第一个组数),${A[1]}则为第二个组数…
- ${#A[@]}或${#A[*]}#可得到4(全部组数数量)
- ${#A[0]}#可得到1(即第一个组数(a)的长度),${#A[3]}可得到3(第四个组数(def)的长度)
- A[3]=xyz#则是将第四个组数重新定义为xyz…
- 能够善用bash的$()与${}可大大提高及简化shell在变量上的处理能力哦~~~^_^
好了,最后为大家介绍$(())的用途吧:它是用来作整数运算的。在bash中,$(())的整数运算符号大致有这些:+-*/:分别为“加、减、乘、除”。%:余数运算。&|^!:分别为“AND、OR、XOR、NOT”运算。
例:
$a=5;b=7;c=2 $echo$((a+b*c)) 19 $echo$(((a+b)/c)) 6 $echo$(((a*b)%c)) 1
在$(())中的变量名称,可于其前面加$符号来替换,也可以不用,如:
$(($a+$b*$c))也可得到19的结果
此外,$(())还可作不同进位(如二进位、八进位、十六进位)作运算呢,只是,输出结果皆为十进制而已:
echo$((16#2a))#结果为42(16进位转十进制)
以一个实用的例子来看看吧:假如当前的umask是022,那么新建文件的权限即为:
$umask022 $echo"obase=8;$((8#666&(8#777^8#$(umask))))"|bc 644
事实上,单纯用(())也可重定义变量值,或作testing:
a=5;((a++))#可将$a重定义为6
a=5;((a--))则为a=4
a=5;b=7;((a<b))会得到0(true)的返回值。
常见的用于(())的测试符号有如下这些:
- <:小于
- \>:大于
- <=:小于或等于
- \>=:大于或等于
- ==:等于
- !=:不等于
不过,使用(())作整数测试时,请不要跟[]的整数测试搞混乱了。(更多的测试我将于第十章为大家介绍)怎样?好玩吧..^_^okay,这次暂时说这么多…
上面的介绍,并没有详列每一种可用的状态,更多的,就请读者参考手册文件啰…
第9问:$@與$*差在哪?
要说$@与$*之前,需得先从shellscript的positionalparameter谈起…
我们都已经知道变量(variable)是如何定义及替换的,这个不用再多讲了。但是,我们还需要知道有些变量是shell内定的,且其名称是我们不能随意修改的,其中就有positionalparameter在内。在shellscript中,我们可用$0,$1,$2,$3…这样的变量分别提取命令行中的如下部份:
script_nameparameter1parameter2parameter3…
我们很容易就能猜出$0就是代表shellscript名称(路径)本身,而$1就是其后的第一个参数,如此类推…须得留意的是IFS的作用,也就是,若IFS被quoting处理后,那么positionalparameter也会改变。如下例:
my.shp1"p2p3"p4
由于在p2与p3之间的空白键被softquote所关闭了,因此my.sh中的$2是"p2p3"而$3则是p4…
还记得前两章我们提到fucntion时,我不是说过它是script中的script吗?^_^是的,function一样可以读取自己的(有别于script的)postitionalparameter,惟一例外的是$0而已。举例而言:假设my.sh里有一个fucntion叫my_fun,若在script中跑my_funfp1fp2fp3,那么,function内的$0是my.sh,而$1则是fp1而非p1了…不如写个简单的my.shscript看看吧:
#!/bin/bash my_fun(){ echo'$0insidefunctionis'$0 echo'$1insidefunctionis'$1 echo'$2insidefunctionis'$2 } echo'$0outsidefunctionis'$0 echo'$1outsidefunctionis'$1 echo'$2outsidefunctionis'$2 my_funfp1"fp2fp3"
然后在commandline中跑一下script就知道了:
chmod+xmy.sh ./my.shp1"p2p3" $0outsidefunctionis./my.sh $1outsidefunctionisp1 $2outsidefunctionisp2p3 $0insidefunctionis./my.sh $1insidefunctionisfp1 $2insidefunctionisfp2fp3
然而,在使用positionalparameter的时候,我们要注意一些陷井哦:
$10不是替换第10个参数,而是替换第一个参数($1)然后再补一个0于其后!
也就是,my.shonetwothreefourfivesixseveneigthnineten这样的commandline,my.sh里的$10不是ten而是one0哦…小心小心!要抓到ten的话,有两种方法:
方法一是使用我们上一章介绍的${},也就是用${10}即可。
方法二,就是shift了。用通俗的说法来说,所谓的shift就是取消positionalparameter中最左边的参数($0不受影响)。其预设值为1,也就是shift或shift1都是取消$1,而原本的$2则变成$1、$3变成$2…若shift3则是取消前面三个参数,也就是原本的$4将变成$1…
那,亲爱的读者,你说要shift掉多少个参数,才可用$1取得${10}呢?^_^
okay,当我们对positionalparameter有了基本概念之后,那再让我们看看其他相关变量吧。
首先是$#:它可抓出positionalparameter的数量。以前面的my.shp1"p2p3"为例:由于p2与p3之间的IFS是在softquote中,因此$#可得到2的值。但如果p2与p3没有置于quoting中话,那$#就可得到3的值了。同样的道理在function中也是一样的…
因此,我们常在shellscript里用如下方法测试script是否有读进参数:
[$#=0]
假如为0,那就表示script没有参数,否则就是有带参数…
接下来就是$@与$*:精确来讲,两者只有在softquote中才有差异,否则,都表示“全部参数”($0除外)。举例来说好了:若在commandline上跑my.shp1"p2p3"p4的话,不管是$@还是$*,都可得到p1p2p3p4就是了。但是,如果置于softquote中的话:
- "$@"则可得到"p1""p2p3""p4"这三个不同的词段(word)
- "$*"则可得到"p1p2p3p4"这一整串单一的词段。
我们可修改一下前面的my.sh,使之内容如下:
#!/bin/bash my_fun(){ echo"$#" } echo'thenumberofparameterin"$@"is'$(my_fun"$@") echo'thenumberofparameterin"$*"is'$(my_fun"$*")
然后再执行./my.shp1"p2p3"p4就知道$@与$*差在哪了…^_^
thenumberofparameterin"$@"is3 thenumberofparameterin"$*"is1
第10问:&&與||差在哪?
好不容易,进入两位数的章节了…一路走来,很辛苦吧?也很快乐吧?^_^在解答本章题目之前,先让我们了解一个概念:returnvalue!
我们在shell下跑的每一个command或function,在结束的时候都会传回父行程一个值,称为returnvalue。在shellcommandline中可用$?这个变量得到最"新"的一个returnvalue,也就是刚结束的那个行程传回的值。ReturnValue(RV)的取值为0-255之间,由程序(或script)的作者自行定议:
若在script里,用exitRV来指定其值,若没指定,在结束时以最后一道命令之RV为值。
若在function里,则用returnRV来代替exitRV即可。
ReturnValue的作用,是用来判断行程的退出状态(exitstatus),只有两种:
- 0的话为“真”(true)
- 非0的话为“假”(false)
举个例子来说明好了:假设当前目录内有一份my.file的文件,而no.file是不存在的:
$touchmy.file $lsmy.file $echo$?#firstecho 0 $lsno.file ls:no.file:Nosuchfileordirectory $echo$?#secondecho 1 $echo$?#thirdecho 0
上例的第一个echo是关于lsmy.file的RV,可得到0的值,因此为true;第二个echo是关于lsno.file的RV,则得到非0的值,因此为false;第三个echo是关于第二个echo$?的RV,为0的值,因此也为true。
请记住:每一个command在结束时都会送回returnvalue的!不管你跑甚么样的命令…然而,有一个命令却是"专门"用来测试某一条件而送出returnvalue以供true或false的判断,它就是test命令了!
若你用的是bash,请在commandline下打mantest或manbash来了解这个test的用法。这是你可用作参考的最精确的文件了,要是听别人说的,仅作参考就好…下面我只简单作一些辅助说明,其余的一律以man为准:
首先,test的表示式我们称为expression,其命令格式有两种:
testexpression or: [expression]
(请务必注意[]之间的空白键﹗)
用哪一种格式没所谓,都是一样的效果。(我个人比较喜欢后者…)其次,bash的test目前支持的测试对像只有三种:
string:字串,也就是纯文字。
integer:整数(0或正整数,不含负数或小数点)。
file:文件。
请初学者一定要搞清楚这三者的差异,因为test所用的expression是不一样的。
以A=123这个变量为例:
["$A"=123]#是字串的测试,以测试$A是否为1、2、3这三个连续的“文字”。 ["A"-eq123]#是整数的测试,以测试$A是否等于“一百二十三”。 [-e"$A"]#是关于文件的测试,以测试123这份“文件”是否存在。
第三,当expression测试为“真”时,test就送回0(true)的returnvalue,否则送出非0(false)。若在expression之前加上一个!(感叹号),则是当expression为“假时”才送出0,否则送出非0。
同时,test也允许多重的复合测试:
expression1-aexpression2#当两个exrepssion都为true,才送出0,否则送出非0。 expression1-oexpression2#只需其中一个exrepssion为true,就送出0,只有两者都为false才送出非0。
例如:
[-d"$file"-a-x"$file"]
是表示当$file是一个目录、且同时具有x权限时,test才会为true。
第四,在commandline中使用test时,请别忘记命令行的“重组”特性,也就是在碰到meta时会先处理meta再重新组建命令行。(这个特性我在第二及第四章都曾反复强调过)比方说,若test碰到变量或命令替换时,若不能满足expression格式时,将会得到语法错误的结果。举例来说好了:关于[string1=string2]这个test格式,在=号两边必须要有字串,其中包括空(null)字串(可用softquote或hardquote取得)。
假如$A目前没有定义,或被定议为空字串的话,那如下的写法将会失败:
$unsetA $[$A=abc] [:=:unaryoperatorexpected
这是因为命令行碰到$这个meta时,会替换$A的值,然后再重组命令行,那就变成了:[=abc]
如此一来=号左边就没有字串存在了,因此造成test的语法错误﹗但是,下面这个写法则是成立的:
$["$A"=abc] $echo$? 1
这是因为在命令行重组后的结果为:[""=abc]。由于=左边我们用softquote得到一个空字串,而让test语法得以通过…读者诸君请务必留意这些细节哦,因为稍一不慎,将会导至test的结果变了个样!
若您对test还不是很有经验的话,那在使用test时不妨先采用如下这一个"法则":
假如在test中碰到变量替换,用softquote是最保险的﹗若你对quoting不熟的话,请重新温习第四章的内容吧…^_^
okay,关于更多的test用法,老话一句:请看manpage吧!^_^虽然洋洋洒洒讲了一大堆,或许你还在嘀咕….那…那个returnvalue有啥用啊?!问得好﹗
告诉你:returnvalue的作用可大了﹗若你想让你的shell变“聪明”的话,就全靠它了:
有了returnvalue,我们可以让shell跟据不同的状态做不同的时情…
这时候,才让我来揭晓本章的答案吧~~~^_^&&与||都是用来“组建”多个commandline用的:
command1&&command2:其意思是command2只有在RV为0(true)的条件下执行。
command1||command2:其意思是command2只有在RV为非0(false)的条件下执行。
来,以例子来说好了:
$A=123 $[-n"$A"]&&echo"yes!it'sture." yes!it'sture. $unsetA $[-n"$A"]&&echo"yes!it'sture." $[-n"$A"]||echo"no,it'sNOTture." no,it'sNOTture.
(注:[-nstring]是测试string长度大于0则为true。)
上例的第一个&&命令行之所以会执行其右边的echo命令,是因为上一个test送回了0的RV值﹔但第二次就不会执行,因为test送回非0的结果…同理,||右边的echo会被执行,却正是因为左边的test送回非0所引起的。
事实上,我们在同一命令行中,可用多个&&或||来组建呢:
$A=123 $[-n"$A"]&&echo"yes!it'sture."||echo"no,it'sNOTture." yes!it'sture. $unsetA $[-n"$A"]&&echo"yes!it'sture."||echo"no,it'sNOTture." no,it'sNOTture.
怎样,从这一刻开始,你是否觉得我们的shell是“很聪明”的呢?^_^好了,最后,布置一道习题给大家做做看...
下面的判断是:当$A被赋与值时,再看是否小于100,否则送出toobig!:
$A=123 $[-n"$A"]&&["$A"-lt100]||echo'toobig!' toobig!
若我将A取消,照理说,应该不会送文字才对啊(因为第一个条件就不成立了)…
$unsetA $[-n"$A"]&&["$A"-lt100]||echo'toobig!' toobig!