概念和原理
Shell是什么？
- Shell 是一個用 C 語言編寫的程序，它是用戶使用 Linux 的橋梁。
- Shell 是指一種應用程序，這個應用程序提供了一個界面，用戶通過這個界面訪問操作系統內核的服務，用戶的大部分工作都是通過Shell完成的
- 在Unix和linux上的內核上執行
- shell是最重要的實用程序，深入了解和熟練掌握shell的特性極其使用方法，是用好Unix/Linux系統的關鍵
Shell腳本
- Shell 腳本（shell script），是一種為 shell 編寫的腳本程序。
- 業界所說的 shell 通常都是指 shell 腳本，但讀者朋友要知道，shell 和 shell script 是兩個不同的概念
- Shell腳本語言既是一種命令語言，又是一種程序設計語言
- Shell腳本和編程語言很相似，也有變量和流程控制語句，但Shell腳本是解釋執行的，不需要編譯
- Shell程序從腳本中一行一行讀取并執行這些命令，相當于一個用戶把腳本中的命令一行一行敲到Shell提示符下執行
Shell有兩種執行命令的方式
- 交互式（Interactive）：解釋執行用戶的命令，用戶輸入一條命令，Shell就解釋執行一條。
- 批處理（Batch）：用戶事先寫一個Shell腳本(Script)，其中有很多條命令，讓Shell一次把這些命令執行完，而不必一條一條地敲命令。
幾種常見Shell（Shell腳本解釋權器）
- Unix/Linux上常見的Shell腳本解釋器有bash、sh、csh、ksh等，習慣上把它們稱作一種Shell。我們常說有多少種Shell，其實說的是Shell腳本解釋器。
- bash：bash是Linux標準默認的shell，bash由Brian Fox和Chet Ramey共同完成，是BourneAgain Shell的縮寫，內部命令一共有40個，Linux使用它作為默認的shell是因為它有諸如以下的特色：
- 可以使用類似DOS下面的doskey的功能，用方向鍵查閱和快速輸入并修改命令
- 自動通過查找匹配的方式給出以某字符串開頭的命令
- 包含了自身的幫助功能，你只要在提示符下面鍵入help就可以得到相關的幫助
- sh：sh 由Steve Bourne開發，是Bourne Shell的縮寫，sh 是Unix 標準默認的shell
- ash：ash shell 是由Kenneth Almquist編寫的，Linux中占用系統資源最少的一個小shell，它只包含24個內部命令，因而使用起來很不方便
- csh：csh 是Linux比較大的內核，它由以William Joy為代表的共計47位作者編成，共有52個內部命令。該shell其實是指向/bin/tcsh這樣的一個shell，也就是說，csh其實就是tcsh
- ksh：ksh 是Korn shell的縮寫，由Eric Gisin編寫，共有42條內部命令。該shell最大的優點是幾乎和商業發行版的ksh完全兼容，這樣就可以在不用花錢購買商業版本的情況下嘗試商業版本的性能了
注意：bash是 Bourne Again Shell 的縮寫，是linux標準的默認shell ，它基于Bourne shell，吸收了C shell和Korn shell的一些特性。bash完全兼容sh，也就是說，用sh寫的腳本可以不加修改的在bash中執行
編譯型語言和解釋型語言的區別
-
編譯型語言
很多傳統的程序設計語言，例如Fortran、Ada、Pascal、C、C++和Java，都是編譯型語言。這類語言需要預先將我們寫好的源代碼(source code)轉換成目標代碼(object code)，這個過程被稱作“編譯”- 優點：由于編譯后的目標代碼(object code)非常接近計算機底層，因此執行效率很高
- 缺點：由于編譯型語言多半運作于底層，所處理的是字節、整數、浮點數或是其他機器層級的對象，往往實現一個簡單的功能需要大量復雜的代碼
-
解釋型語言
解釋型語言也被稱作“腳本語言”。執行這類程序時，解釋器(interpreter)需要讀取我們編寫的源代碼(source code)，并將其轉換成目標代碼(object code)，再由計算機運行- 優點：它們多半運行在比編譯型語言還高的層級，能夠輕易處理文件與目錄之類的對象；缺點是它們的效率通常不如編譯型語言
- 缺點：因為每次執行程序都多了編譯的過程，因此效率有所下降
不過權衡之下，通常使用腳本編程還是值得的：花一個小時寫成的簡單腳本，同樣的功能用C或C++來編寫實現，可能需要兩天，而且一般來說，腳本執行的速度已經夠快了，快到足以讓人忽略它性能上的問題。腳本編程語言的例子有awk、Perl、Python、Ruby與Shell
應用場景
<font color=red>Shell腳本可以提高工作效率</font>
因為Shell似乎是各UNIX系統之間通用的功能，并且經過了POSIX的標準化。因此，Shell腳本只要“用心寫”一次，即可應用到很多系統上。因此，之所以要使用Shell腳本是基于：
- 簡單性：Shell是一個高級語言；通過它，你可以簡潔地表達復雜的操作。
- 可移植性：使用POSIX所定義的功能，可以做到腳本無須修改就可在不同的系統上執行。
- 開發容易：可以在短時間內完成一個功能強大又好用的腳本
但是，考慮到Shell腳本的命令限制和效率問題，下列情況一般不使用Shell：
- 資源密集型的任務，尤其在需要考慮效率時（比如，排序，hash等等）
- 需要處理大任務的數學操作，尤其是浮點運算，精確運算，或者復雜的算術運算（這種情況一般使用C++或FORTRAN 來處理）
- 有跨平臺（操作系統）移植需求（一般使用C 或Java）
- 復雜的應用，在必須使用結構化編程的時候（需要變量的類型檢查，函數原型，等等）
- 對于影響系統全局性的關鍵任務應用
- 私人的、閉源的應用（shell 腳本把代碼就放在文本文件中，全世界都能看到）
- 需要數據結構的支持，比如鏈表或數等數據結構。
- 需要產生或操作圖形化界面 GUI
- 需要直接操作系統硬件
綜上，結合Shell的優缺點和特性，我們使用Shel可以做下面一些事情：
- 將一些復雜的命令簡單化(平時我們提交一次github代碼可能需要很多步驟，但是可以用Shell簡化成一步)
- 可以寫一些腳本實現工程自動化操作,比如自動更換最新的sdk(庫).
- 自動打包、編譯、發布等功能
- 清理磁盤中空文件夾
- 總之一切有規律的活腳本都可以嘗試一下
基本語法
第一個shell腳本
#!/bin/bash
echo "Hello World !"
運行 Shell 腳本有兩種方法
-
作為可執行程序
將上面的代碼保存為 test.sh，并 cd 到相應目錄：chmod +x ./test.sh #使腳本具有執行權限 ./test.sh #執行腳本
注意，一定要寫成 ./test.sh，而不是 test.sh，運行其它二進制的程序也一樣; 如果直接寫 test.sh，linux 系統會去 PATH 里尋找有沒有叫 test.sh 的，而只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里，你的當前目錄通常不在 PATH 里，所以寫成 test.sh 是會找不到命令的，要用 ./test.sh 告訴系統說，就在當前目錄找
-
作為解釋器參數
這種運行方式是，直接運行解釋器，其參數就是 shell 腳本的文件名，如：/bin/sh test.sh /bin/php test.php
這種方式運行的腳本，不需要在第一行指定解釋器信息，寫了也沒用
Shell 變量
1. 定義變量
定義變量時，變量名不加美元符號（$，PHP語言中變量需要），如：
your_name="runoob.com"
注意，變量名和等號之間不能有空格，這可能和你熟悉的所有編程語言都不一樣。同時，變量名的命名須遵循如下規則：和其他語言一樣，比如java
有效的 Shell 變量名示例如下：
RUNOOB
LD_LIBRARY_PATH
_var
var2
無效的變量命名：
?var=123
user*name=runoob
2. 使用變量
使用一個定義過的變量，只要在變量名前面加美元符號即可，如：
your_name="qinjx"
echo $your_name
echo ${your_name}
變量名外面的花括號是可選的，加不加都行，加花括號是為了幫助解釋器識別變量的邊界，比如下面這種情況：
for skill in Ada Coffe Action Java; do
echo "I am good at ${skill}Script"
done
如果不給skill變量加花括號，寫成echo "I am good at $skillScript"，解釋器就會把$skillScript當成一個變量（其值為空），代碼執行結果就不是我們期望的樣子了。
推薦給所有變量加上花括號，這是個好的編程習慣
Shell 字符串
字符串是shell編程中最常用最有用的數據類型（除了數字和字符串，也沒啥其它類型好用了），字符串可以用單引號，也可以用雙引號，也可以不用引號。單雙引號的區別跟PHP類似。
單引號
str='this is a string'
單引號字符串的限制：
- 單引號里的任何字符都會原樣輸出，單引號字符串中的變量是無效的；
- 單引號字串中不能出現單引號（對單引號使用轉義符后也不行）。
雙引號
your_name='qinjx'
str="Hello, I know you are \"$your_name\"! \n"
雙引號的優點：
- 雙引號里可以有變量
- 雙引號里可以出現轉義字符
拼接字符串
your_name="qinjx"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting $greeting_1
獲取字符串長度
string="abcd"
echo ${#string} #輸出 4
提取子字符串
以下實例從字符串第 2 個字符開始截取 4 個字符：
string="runoob is a great site"
echo ${string:1:4} # 輸出 unoo
查找子字符串
查找字符 "i 或 s" 的位置：
string="runoob is a great company"
echo `expr index "$string" is` # 輸出 8
Shell 數組
bash支持一維數組（不支持多維數組），并且沒有限定數組的大小。
類似與 C 語言，數組元素的下標由 0 開始編號。獲取數組中的元素要利用下標，下標可以是整數或算術表達式，其值應大于或等于 0。
定義數組
在 Shell 中，用括號來表示數組，數組元素用"空格"符號分割開。定義數組的一般形式為：
數組名=(值1 值2 ... 值n)
例如：
array_name=(value0 value1 value2 value3)
或者
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)
還可以單獨定義數組的各個分量：
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen
可以不使用連續的下標，而且下標的范圍沒有限制。
讀取數組
讀取數組元素值的一般格式是：
${數組名[下標]}
例如：
valuen=${array_name[n]}
使用 @ 符號可以獲取數組中的所有元素，例如：
echo ${array_name[@]}
獲取數組的長度
獲取數組長度的方法與獲取字符串長度的方法相同，例如：
# 取得數組元素的個數
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得數組單個元素的長度
lengthn=${#array_name[n]}
Shell 傳遞參數
我們可以在執行 Shell 腳本時，向腳本傳遞參數，腳本內獲取參數的格式為：$n。n 代表一個數字，1 為執行腳本的第一個參數，2 為執行腳本的第二個參數，以此類推……
實例
以下實例我們向腳本傳遞三個參數，并分別輸出，其中 $0 為執行的文件名：
#!/bin/bash
# author:菜鳥教程
# url:www.runoob.com
echo "Shell 傳遞參數實例！";
echo "執行的文件名：$0";
echo "第一個參數為：$1";
echo "第二個參數為：$2";
echo "第三個參數為：$3";
為腳本設置可執行權限，并執行腳本，輸出結果如下所示：
$ chmod +x test.sh
$ ./test.sh 1 2 3
Shell 傳遞參數實例！
執行的文件名：./test.sh
第一個參數為：1
第二個參數為：2
第三個參數為：3
#!/bin/bash
# author:菜鳥教程
# url:www.runoob.com
echo "Shell 傳遞參數實例！";
echo "第一個參數為：$1";
echo "參數個數為：$#";
echo "傳遞的參數作為一個字符串顯示：$*";
執行腳本，輸出結果如下所示：
$ chmod +x test.sh
$ ./test.sh 1 2 3
Shell 傳遞參數實例！
第一個參數為：1
參數個數為：3
傳遞的參數作為一個字符串顯示：1 2 3
$* 與 $@ 區別：
相同點：都是引用所有參數。
不同點：只有在雙引號中體現出來。假設在腳本運行時寫了三個參數 1、2、3，，
則 " * " 等價于 "1 2 3"（傳遞了一個參數），而 "@" 等價于 "1" "2" "3"（傳遞了三個參數）。
Shell 基本運算符
Shell 和其他編程語言一樣，支持多種運算符，包括：
- 算數運算符
- 關系運算符
- 布爾運算符
- 字符串運算符
- 文件測試運算符
原生bash不支持簡單的數學運算，但是可以通過其他命令來實現，例如 awk 和 expr，expr 最常用。
expr 是一款表達式計算工具，使用它能完成表達式的求值操作。
例如，兩個數相加(注意使用的是反引號 ` 而不是單引號 ')：
#!/bin/bash
val=`expr 2 + 2`
echo "兩數之和為 : $val"
執行腳本，輸出結果如下所示：
兩數之和為 : 4
兩點注意：
- 表達式和運算符之間要有空格，例如 2+2 是不對的，必須寫成 2 + 2，這與我們熟悉的大多數編程語言不一樣。
- 完整的表達式要被 ` ` 包含，注意這個字符不是常用的單引號，在 Esc 鍵下邊。
- 還有N多其他運算符，請查閱相關網站
Shell echo命令
Shell 的 echo 指令與 PHP 的 echo 指令類似，都是用于字符串的輸出。命令格式：
echo string
您可以使用echo實現更復雜的輸出格式控制。
1.顯示普通字符串:
echo "It is a test"
這里的雙引號完全可以省略，以下命令與上面實例效果一致：
echo It is a test
2.顯示轉義字符
echo ""It is a test""
結果將是:
"It is a test"
同樣，雙引號也可以省略
3.顯示變量
read 命令從標準輸入中讀取一行,并把輸入行的每個字段的值指定給 shell 變量
#!/bin/sh
read name
echo "$name It is a test"
以上代碼保存為 test.sh，name 接收標準輸入的變量，結果將是:
[root@www ~]# sh test.sh
OK #標準輸入
OK It is a test #輸出
4.顯示換行
echo -e "OK! \n" # -e 開啟轉義
echo "It it a test"
輸出結果：
OK!
It it a test
Shell printf 命令
printf 命令模仿 C 程序庫（library）里的 printf() 程序。
printf 由 POSIX 標準所定義，因此使用 printf 的腳本比使用 echo 移植性好。
printf 使用引用文本或空格分隔的參數，外面可以在 printf 中使用格式化字符串，還可以制定字符串的寬度、左右對齊方式等。默認 printf 不會像 echo 自動添加換行符，我們可以手動添加 \n。
printf 命令的語法：
printf format-string [arguments...]
參數說明：
format-string: 為格式控制字符串
arguments: 為參數列表。
實例如下：
$ echo "Hello, Shell"
Hello, Shell
$ printf "Hello, Shell\n"
Hello, Shell
接下來,我來用一個腳本來體現printf的強大功能：
#!/bin/bash
# author:菜鳥教程
# url:www.runoob.com
printf "%-10s %-8s %-4s\n" 姓名 性別 體重kg
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 楊過 男 48.6543
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭芙 女 47.9876
執行腳本，輸出結果如下所示：
姓名 性別 體重kg
郭靖 男 66.12
楊過 男 48.65
郭芙 女 47.99
%s %c %d %f都是格式替代符
%-10s 指一個寬度為10個字符（-表示左對齊，沒有則表示右對齊），任何字符都會被顯示在10個字符寬的字符內，如果不足則自動以空格填充，超過也會將內容全部顯示出來。
%-4.2f 指格式化為小數，其中.2指保留2位小數。
Shell test 命令
Shell中的 test 命令用于檢查某個條件是否成立，它可以進行數值、字符和文件三個方面的測試
實例演示：
num1=100
num2=100
if test $[num1] -eq $[num2]
then
echo '兩個數相等！'
else
echo '兩個數不相等！'
fi
輸出結果：
兩個數相等！
代碼中的 [] 執行基本的算數運算，如：
#!/bin/bash
a=5
b=6
result=$[a+b] # 注意等號兩邊不能有空格
echo "result 為： $result"
結果為:
result 為： 11
Shell 流程控制
if else
if else 語法格式：
if condition
then
command1
command2
...
commandN
else
command
fi
if else-if else
if else-if else 語法格式：
if condition1
then
command1
elif condition2
then
command2
else
commandN
fi
以下實例判斷兩個變量是否相等：
a=10
b=20
if [ $a == $b ]
then
echo "a 等于 b"
elif [ $a -gt $b ]
then
echo "a 大于 b"
elif [ $a -lt $b ]
then
echo "a 小于 b"
else
echo "沒有符合的條件"
fi
輸出結果：
a 小于 b
for 循環
與其他編程語言類似，Shell支持for循環。
for循環一般格式為：
for var in item1 item2 ... itemN
do
command1
command2
...
commandN
done
for loop in 1 2 3 4 5
do
echo "The value is: $loop"
done
輸出結果：
The value is: 1
The value is: 2
The value is: 3
The value is: 4
The value is: 5
while 語句
while循環用于不斷執行一系列命令，也用于從輸入文件中讀取數據；命令通常為測試條件。其格式為：
while condition
do
command
done
以下是一個基本的while循環，測試條件是：如果int小于等于5，那么條件返回真。int從0開始，每次循環處理時，int加1。運行上述腳本，返回數字1到5，然后終止。
#!/bin/bash
int=1
while(( $int<=5 ))
do
echo $int
let "int++"
done
運行腳本，輸出：
1
2
3
4
5
無限循環
無限循環語法格式：
while :
do
command
done
或者
while true
do
command
done
或者
for (( ; ; ))
until 循環
until 循環執行一系列命令直至條件為 true 時停止。
until 循環與 while 循環在處理方式上剛好相反。
一般 while 循環優于 until 循環，但在某些時候—也只是極少數情況下，until 循環更加有用。
until 語法格式:
until condition
do
command
done
case
Shell case語句為多選擇語句。可以用case語句匹配一個值與一個模式，如果匹配成功，執行相匹配的命令。case語句格式如下：
case 值 in
模式1)
command1
command2
...
commandN
;;
模式2）
command1
command2
...
commandN
;;
esac
case工作方式如上所示。取值后面必須為單詞in，每一模式必須以右括號結束。取值可以為變量或常數。匹配發現取值符合某一模式后，其間所有命令開始執行直至 ;;。
取值將檢測匹配的每一個模式。一旦模式匹配，則執行完匹配模式相應命令后不再繼續其他模式。如果無一匹配模式，使用星號 * 捕獲該值，再執行后面的命令。
下面的腳本提示輸入1到4，與每一種模式進行匹配：
echo '輸入 1 到 4 之間的數字:'
echo '你輸入的數字為:'
read aNum
case $aNum in
1) echo '你選擇了 1'
;;
2) echo '你選擇了 2'
;;
3) echo '你選擇了 3'
;;
4) echo '你選擇了 4'
;;
*) echo '你沒有輸入 1 到 4 之間的數字'
;;
esac
輸入不同的內容，會有不同的結果，例如：
輸入 1 到 4 之間的數字:
你輸入的數字為:
3
你選擇了 3
跳出循環
- break命令
- continue
Shell 函數
linux shell 可以用戶定義函數，然后在shell腳本中可以隨便調用。
shell中函數的定義格式如下：
[ function ] funname [()]
{
action;
[return int;]
}
說明：
1、可以帶function fun() 定義，也可以直接fun() 定義,不帶任何參數。
2、參數返回，可以顯示加：return 返回，如果不加，將以最后一條命令運行結果，作為返回值。 return后跟數值n(0-255
下面的例子定義了一個函數并進行調用：
#!/bin/bash
# author:菜鳥教程
# url:www.runoob.com
demoFun(){
echo "這是我的第一個 shell 函數!"
}
echo "-----函數開始執行-----"
demoFun
echo "-----函數執行完畢-----"
輸出結果：
-----函數開始執行-----
這是我的第一個 shell 函數!
-----函數執行完畢-----
下面定義一個帶有return語句的函數：
#!/bin/bash
# author:菜鳥教程
# url:www.runoob.com
funWithReturn(){
echo "這個函數會對輸入的兩個數字進行相加運算..."
echo "輸入第一個數字: "
read aNum
echo "輸入第二個數字: "
read anotherNum
echo "兩個數字分別為 $aNum 和 $anotherNum !"
return $(($aNum+$anotherNum))
}
funWithReturn
echo "輸入的兩個數字之和為 $? !"
輸出類似下面：
這個函數會對輸入的兩個數字進行相加運算...
輸入第一個數字:
1
輸入第二個數字:
2
兩個數字分別為 1 和 2 !
輸入的兩個數字之和為 3 !
函數返回值在調用該函數后通過 $? 來獲得。
注意：所有函數在使用前必須定義。這意味著必須將函數放在腳本開始部分，直至shell解釋器首次發現它時，才可以使用。調用函數僅使用其函數名即可。
函數參數
在Shell中，調用函數時可以向其傳遞參數。在函數體內部，通過 1表示第一個參數，$2表示第二個參數...
帶參數的函數示例：
#!/bin/bash
# author:菜鳥教程
# url:www.runoob.com
funWithParam(){
echo "第一個參數為 $1 !"
echo "第二個參數為 $2 !"
echo "第十個參數為 $10 !"
echo "第十個參數為 ${10} !"
echo "第十一個參數為 ${11} !"
echo "參數總數有 $# 個!"
echo "作為一個字符串輸出所有參數 $* !"
}
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
輸出結果：
第一個參數為 1 !
第二個參數為 2 !
第十個參數為 10 !
第十個參數為 34 !
第十一個參數為 73 !
參數總數有 11 個!
作為一個字符串輸出所有參數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !
