shell 和 bash 是什么?

shell 是一种应用程序,在这个程序里输入文字指令,系统就会做出响应的操作。这个“壳程序”是我们使用系统各种功能的接口,学会了 shell 就是学会操作 linux 系统。检索/etc/shells,可以看到当前系统的 shell 有哪些。而 bash (Bourne Again SHell)是大部分 linux 的默认 shell 程序,也是最广泛使用的 shell。

shell, termial, console, tty 之间的区别

在现代计算机语境下 termial, console, tty 是同一个意思即“终端”。终端就是一个与用户交互的界面,和 shell 相连接。用 Windows 的软件名字来理解就非常容易。Bash 的 sh 代表 shell,powershell也是一个shell,他们接受输入,执行操作;而 windows terminal 就是一个终端,他装着shell进程,接受键盘输入交给shell,输出操作结果,管理输入输出,字体样式,大小颜色。

bash 的变量功能

bash 语句可以使用和储存变量,有了这个功能,bash 就不只是交互工具,而拥有编程功能。

变量的读写

echo可以查看一个变量,读变量需要加上$,如果不存在会读空值而不是报错。

echo $var
echo ${var} # 都可以

写变量不需要符号,直接等号赋值,已有的赋新值,没有的创建。字符串可以复用已有变量。

myvar1=hello # 创建变量,注意等号不能有空格,这和大多数语言不一样
myvar2="world" # 也可以用单双引号
myvar2="${myvar1} world" # 双引号会格式化字符串,结果 hello world,没有引号也会格式化
myvar2='${myvar1} world' # 单引号不会格式化字符串,结果 ${myvar1} world
myvar2=hello\ world # 反斜杠可以转义,表达空格、反斜杠和单双引号
unset myvar1 # 删除变量

特殊用法,可以包裹指令,以指令输出作为值。

a=$(uname -a) #执行 uname -a,输入赋值给a
a=`uname -a` #反引号也可以

自订变量和环境变量

环境变量是打开 shell 时就加载的一些的变量,他们保存 bash 的个人配置,非常重要。输入env查询环境变量。
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当前 shell,主机名称,当前目录,PATH,语言设定等,都是编写程序需要用到的重要变量。

环境变量可以传递到 bash 启动的子程序里,自定变量却不可以。想要把自订变量转化成环境变量,就用 export 指令

export myvar1

declare 详细设定变量

declare可以详细的设置变量属性。

declare -air myvar
-i: 设定数字类型。使用等号赋值一定得到字符串变量,比如`a=3`会得到字符串`3`,不能进行数学运算。declare可以创建数字类型变量
-r: 设定为只读变量
-a: 设定为数组类型。bash 的数组类型没有太多的功能,主要用于循环遍历

bash 的进阶操作

alias 别名

alias 可以给一个长命令全一个短名字,方便实用。如alias ls=ls --color=auto就可以让 ls 执行时实际执行ls --color=auto。alias 的优先级高,所以ls会取代原来没有参数的ls。不同的 distribution 内置了一些常用的alias。

alias la=ls -a
alias ll=ls -al
alias vi=vim
alias rm=rm -i
...

历史命令

按下上箭头可以调用历史输入。也可以使用 history 直接查看命令。

history 3 # 显示最近 3 条历史
history -c # 清除历史
history -w # 立刻将本 shell 历史写入.bash_history,默认在 shell 退出的时候会写入

感叹号也可以直接用来调用历史

!92 # 执行历史指令 92 号
!gcc # 执行最近一条以gcc开头的指令,这个很方便

由于 .bash_history 一般在 shell 退出的时候更新,如果开启了多个shell,.bash_history 只有最后退出的 shell 记录。

数据流和重定向

键入一条指令,输出一堆数据,有一些指令还需要输入,默认输出都打印在屏幕上,输入用键盘敲。如果我希望从文件输入,从文件输出,就需要修改输入输出的设置;另一方面,有一些输出是我们想看到的信息,叫做标准输出流,还有一类输出是报错信息,叫做标准错误流,他们是可以区分开的。

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重定向输出流使用>>>,重定向错误流用2>2>>,输入流也类似,<表示输入由文件提供。

ls >lsinfo # 屏幕无输出,储存在lsinfo里,若没有则创建,有则覆盖。
ls >>lsinfo # 屏幕无输出,储存在lsinfo里,若没有则创建,有则追加。
ls /dir 2>lsinfo # 查看不存在的目录会报错,屏幕无输出,错误信息输入lsinfo,若存在则屏幕输出,2>不接收信息

ls /dir 2>/dev/null >lsinfo # 输出到lsinfo,若有错误信息,输出到/dev/null

./a.out <input.txt # input.txt提供a.out的输入

/dev/null叫做黑洞设备,可以直接丢弃任何进来的信息。

如果我需要像默认情况一样把输出流和错误流重定向到同一个地方,不能使用>file 2>file的形式,这样会使两个程序写同一个文件。可以使用&>file或者1>file 2>&1

bash 的一些特性

指令搜寻顺序

当我们输入一个指令,他会在哪里寻找这个指令呢?首先指定路径的肯定按路径执行了,没有路径的,则是alias > builtin > PATH file。优先寻找alias,然后是shell内置,最后在 PATH 里从前往后寻找

提示符

echo $PS1,可以查看他的值,这就是“命令提示字符”,也就是每次输入命令前面的提示字符。

echo $PS1
\[\e]0;\u@\h: \w\a\]${debian_chroot:+($debian_chroot)}\[\033[01;32m\]\u@\h\[\033[00m\]:\[\033[01;34m\]\w\[\033[00m\]\$

PS1 的内容是一门微语言,里面的内容经过替换后就是成为了每次回车前的命令提示符,比如 \u 代表用户名,\h 代表主机名,\t 代表时间等,\e[]则可以设定字符的粗细颜色等。想要自定义漂亮的提示符,就可以去搜索 PS1 的语法。

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开屏信息

每次打开终端显示的信息在哪里修改?这个文件不在变量而在/etc/issue

cat /etc/issue

这些符号和 PS1 一样可以自订修改。可以打印日期,时间,系统信息等。
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配置加载文件

首先我们要明白,shell 分为 login shell 和 non-login shell。login shell 是每个用户进入系统输入账号密码登陆成功后取得的那个shell,而 non-login shell 则是已经登录后开启的其他shell。对于图形化界面,可以把 GUI 也理解为一个 shell,你开机时已经输入了账号密码,所以打开的 shell 是 non-login shell。

login shell 首先读取的配置文件是/etc/profile,这里是所有用户共有的基本设定,会根据用户配置PATH、umask,配置命令参数补全等,不推荐修改。然后会读取个人配置,首先读取~/.bash_profile,没有的话再选择~/.bash_login,还没有就读取~/.profile三个按优先级,只会读取其中一个。non-login shell 仅读取另一个文件~/.bashrc,不会再读前面的配置文件。

万用字符

bash 指定目录和文件名时支持特殊字符的匹配:
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万用字符和其他特殊字符可以用反斜杠还原成普通字符。