Linux之認識和學習Bash

硬件、內核與shell

我們必須要通過“shell”將我們輸入的命令與內核通信，好讓內核可以控制硬件來正確無誤地工作。

操作系統其實是一組軟件，由於這組軟件在控制整個硬件與管理系統的活動監測，如果這組軟件隨意被用戶操作，若用戶應用不當，將會使整個系統崩潰。

只要能夠操作應用程序的接口都能夠稱爲shell。狹義的shell指的是命令行方面的軟件。廣義的shell則包括圖形界面的軟件。

shell的好處：

命令行界面的shell，大家都一樣
遠程管理：命令行界面就是比較快
管理系統的關鍵

系統的合法shell與/etc/shells功能

目前的Linux可以使用的shell（/etc/shells文件）：

/bin/bash（Bourne Again SHell，Linux默認的shell）
/bin/ksh（Kornshell由AT&T Bell lab發展出來，兼容於bash）
/bin/tcsh（整合C shell，提供更多的功能）
/bin/zsh（基於ksh發展出來，功能更強大）

用戶何時取得shell工作以及用戶默認的shell記錄在/etc/passwd文件內

bash shell的功能

命令記憶能力（history）
命令與文件補全功能（【Tab】按鍵的好處）
命令別名設置功能（alias）
作業控制、前臺、後臺控制（job control, foreground, background）
程序腳本（shell script）
通配符（Wildcard）

bash shell的內置命令：type

瞭解命令是來自於外部命令（指的是其他非bash所提供的命令）或是內置在bash當中

type [-tpa] name

參數：

type：不加任何參數時，type會顯示出name是外部命令還是bash內置命令

-t：type將name以下面這些字眼顯示出它的意義：

file：表示位外部命令

alias：表示該命令爲命令別名所設置的名稱

builtin：表示內置命令

-p：如果後面接的name爲外部命令時，纔會顯示完整文件名

-a：會有PATH變量定義的路徑中，將所有含name的命令都列出來，包含alias

命令的執行

反斜槓（\）轉移字符

shell的變量功能

變量的可變性與方便性
影響bash環境操作的變量：PATH變量
在進入shell之前，由於系統需要一些變量來提供他數據的訪問（或者是一些環境的設置參數值，例如是否要顯示彩色等的），所以就有一些所謂的“環境變量”需要來讀入系統。爲了區別與自定義變量的不同，環境變量通常以大寫字符來表示
腳本程序設計（shell script）的好幫手

變量的顯示與設置：echo，unset

變量的顯示echo

只需要在變量名稱前面加上$，或者是以${變量}的方式來顯示都可以。

設置或者修改變量的內容：用“等號（=）”連接變量與它的內容

在bash中，當一個變量名稱尚未被設置時，默認的內容是“空”的。

變量的設置規則：

變量與變量以一個等號“=”來連接
等號兩邊不能直接接空格符
變量名稱只能是英文字母與數字但是開頭字符不能是數字
變量內容若有空格符可使用雙引號或單引號將變量內容結合起來，但是雙引號類的特殊字符如$等，可以保留原本特性；單引號類的特殊字符則僅爲一般字符（純文本）
可用轉義字符“\”將特殊符號變成一般字符
在遺傳命令中，還需要通過其他的命令提供的信息，可以使用反單引號“`命令`”或“$（命令）”。
若該變量爲了增加變量內容時，則可使用“$變量名稱”或${變量}累加內容
若該變量需要在其他子進程中執行，則需要以export來使變量變成環境變量
通常大寫字符爲系統默認變量，自行設置變量可以使用小寫字符方便判斷
取消變量的方法爲使用“unset 變量名稱”

子進程：在目前這兒shell的情況下，其打開另一個新的shell，新的shell就是子進程。在一般狀態下，父進程的自定義變量是無法在子進程內是使用的。但通過export將變量編程環境變量以後，就能夠在子進程下面使用了。

環境變量的功能

用env（environment）查看環境變量與常見環境變量說明

HOSTNAME：這臺主機的主機名

TERM=這個終端機使用的環境是什麼類型

SHELL=目前這個環境下使用的shell是哪一個程序

HISTSIZE=記錄命令的條數，在CentOS中默認可記錄1000筆

USER=用戶的名稱

LS_COLORS=一些顏色顯示

MAIL=和這個用戶取用的mailbox位置

PATH：執行文件命令查找路徑

INOUTERC=與鍵盤功能有關，可以設置特殊按鍵

PWD=目前用戶所在的工作目錄

LANG=這個與語系相關

HOME=這個用戶的主文件夾

_=上一次使用的命令的最後一個參數（或命令本身）

RANDOM：“隨機數”變量，內容介於0~32767之間

用set查看所有變量（含環境變量與自定義變量）

HISTFILE=歷史命令記錄的放置文件，隱藏文件

MAILCHECK=每60秒去掃描一次信箱有無新信

PS1=命令提示符的設置值

PS2=使用轉義符號第二行以後的提示符

$目前這個shell所使用的PID

？剛纔執行完命令的回傳碼

一般來說，不論是否爲環境變量，只要跟目前這個shell的接口操作有關的變量，通常都會被設置爲大寫字符，也就是說，基本上，在Linux默認的情況中，使用{大寫字符}來設置的變量一般爲系統內定需要的變量。

PS1（提示符的設置）

$（關於本shell的PID）

？（關於上個執行命令的回傳碼）

一般來說，如果成功執行命令，則會回傳一個0值，如果執行過程中發生錯誤，就會回傳“錯誤代碼”，一般就是以非0的數值來替代

export：自定義變量轉成環境變量

環境變量與自定義變量的差異：該變量是否會被子進程所繼續使用

子進程僅會繼承父進程的環境變量，子進程不會繼承父進程的自定義變量

影響顯示結果的語系變量（locale）

locale

變量的有效範圍

環境變量可以被子進程所引用，但是其他的自定義變量內容就不會存在於子進程中

當啓動一個shell，操作系統會分配一個記憶塊給shell使用，此內存類的變量可讓子進程取用
若在父進程利用一個export功能，可以讓自定義變量的內容寫到上述記憶塊當中（環境變量）
當加載另一個shell時，子shell可以將父shell的環境變量所在的記憶塊導入到自己的環境變量塊當中

變量鍵盤的讀取、數組與聲明：read，array，declare

read：讀取來自鍵盤輸入的變量

參數：

-p：接提示信息

-t：接等待的“秒數”

declare/typeset：聲明變量類型

參數：

-a：數組類型

-i：整型

-x：環境變量

-r：readonly類型，該變量不可被更改內容，也不能重設

在默認的情況下，bash對於變量有幾個基本的定義：

變量類型默認爲“字符串”
bash環境中的數值運算，默認最多僅能達到整數類型

與文件系統及程序的限制關係：ulimit

ulimit [-SHacdfltu] [配額]

參數：

-H：hard limit，嚴格的設置，必定不能超過這個設置的數值

-S：soft limit，警告的設置，可以超過這個數值，但是若超過則有警告信息

-a：列出所有的限制額度

-c：當某些進程發生錯誤時，系統會將該進程在內存中的信息寫成文件（排錯用），這種文件就被稱爲內核文件（core file），此爲限制每個內核文件的最大容量

-f：此shell可以創建的最大文件容量（一般爲2GB）單位爲KB

-d：進程可使用的最大斷裂內存（segment）容量

-l：用於鎖定（lock）的內存量

-t：可使用的最大CPU時間

-u：單一用戶可以使用的最大進程（process）數量

變量內容的刪除、替代與替換

命令別名設置：alias，unalias

歷史命令：history 【n】

history 【-c】

history 【-raw】 histfiles

參數：

n：數字，是要列出最近的n條命令行

-c：將目前的shell所有的history內容全部消除

-a：將目前新增的history命令新增入histfiles中，若沒有加histfiles，則默認寫入~/.bash_history

-r：將histfiles的內容讀到目前這個shell的history記憶中

-w：將目前的history記憶內容寫入histfiles中（默認爲~/.bash_history）

歷史命令在註銷時，會將最近的HISTSIZE條記錄到記錄文件當中

！number：執行第幾條命令

！command：有最近的命令向前搜尋命令串開頭爲command的那個命令，並執行

！！：執行上一個命令

Bash Shell的操作環境

路徑與命令查找的順序：

以相對/絕對路徑執行命令
由alias找到該命令執行
由bash內置的（builtin）命令來執行
通過$PATH這個變量的順序找到的第一個命令來執行

bash的登陸與歡迎信息：/etc/issue,/etc/motd

bash的環境配置文件

login與no-login shell

no-login shell：取得bash接口的方法不需要重複登錄的舉動，讀取~/.bashrc

source讀入環境配置文件

其他相關配置文件

/etc/man.config：規定了使用man的時候man page的路徑到那裏去尋找

~/.bash_history：歷史命令記錄

~/.bash_logout：記錄註銷bash後系統完成的操作

終端機環境設置：stty，set

通配符與特殊符號

數據流重定向

執行一個命令的時候，這個命令可能會由文件讀入數據，再將數據輸出到屏幕上。

standard output：標準輸出，命令執行所回傳的正確信息

standard error output：標準錯誤輸出，命令執行失敗後，所回傳的錯誤信息

數據流重定向可以將standard output（簡稱stdout）與standard error output（簡稱stderr）分別傳送到其他的文件或設備去，分別傳送所用的特殊字符如下：

標準輸入（stdin）：代碼爲0，使用<或<<；
標準輸出（stdout）：代碼爲1，使用>或>>;
標準錯誤輸出（stderr）：代碼爲2，使用2>或2>>;

1>：以覆蓋的方法將正確的數據輸出到指定的文件或設備上

1>>：以累加的方法將正確的數據輸出到制定的文件或設備上

/dev/null垃圾桶黑洞設備與特殊寫法

如果知道錯誤將要發生，將錯誤信息忽略掉而不顯示或存儲

將錯誤和正確的數據通通寫入一個文件：2>&1也可以是&>

standard input：<與<<

將原本需要由鍵盤輸入的數據改由文件內容替代

<<代表結束輸入的意思

使用命令輸出重定向的原因：

屏幕輸出的信息很重要，而且需要將它存下來
後臺執行中的程序，並不希望它干擾屏幕正常的輸出結果
一些系統的例行命令的執行結果，希望它可以存下來時
一些執行命令的可能已知錯誤信息時，想以“2>/dev/null”將它丟掉時
錯誤信息與正確信息需要分別輸出時

命令執行的判斷依據：

cmd；cmd（不考慮命令相關性的連續命令執行）

$? （命令回傳碼）與&&或||

cmd1 && cmd2：若cmd1執行完畢且正確執行（$?=0），則開始執行cmd2

cmd1 || cmd2：若cmd1執行完畢且正確執行（$?=0），則cmd2不執行

一般來書，假設判斷式有三個：cmd1 && cmd2 || cmd3，cmd2和cmd3會放置肯定可以執行成功的命令

管道命令（pipe）

管道命令“|”僅能處理經由前面一個命令傳來的正確信息，也就是standard output的信息，對於standard error output並沒有直接的處理能力。

在每個管道後面接的第一個數據必定是“命令”，而且這個命令必須要能接受standard input的數據才行

選取命令：

cut：將一段信息的某一段“切”出來，處理的信息是以“行”爲單位

cut –d ‘分隔字符’ –f fields（取出第幾段）

cut –c 字符範圍（以字符的單位去除固定字符區間）

grep：分析一行信息，若當中有需要的信息，就將該行拿出來

grep [-acinv] [—color=auto] ‘查找字符串’filename

參數：

-a：將binary文件以text文件的方式查找數據

-c：計算找到‘查找字符串’的次數

-i：忽略大小寫

-n：輸出行號

-v：反向選擇，即顯示沒有‘查找字符串’內容的哪一行

--color=auto：將找到的關鍵字部分加上顏色顯示

排序命令：

sort：排序命令，依據不同的數據類型排序

uniq：將重複的數據僅列出一個顯示

wc：文件裏面的字數，行數和字符數

雙重定向：tee

同時將數據流送與文件與屏幕（screen）；而輸出到標準屏幕的，其實就是stdout，可以讓下個命令繼續處理

tee –a file：以累加的方式，將數據加入file中

字符轉換命令：

tr：刪除一段信息當中的文字，或者是進行文字信息的轉換

tr [-ds] set1

參數;

-d：刪除信息當中的set1這個字符串

-s：替換掉重複的字符

col [-xb]

參數：

-x：將tab鍵換成對等的空格鍵

-b：在文字內有反斜槓（/）

col經常被利用於將man page轉存爲純文本文件以方便查閱的功能

join，將兩個文件當中有相同數據的那一行加在一起

join [-ti12] file1 file2

參數：

-t：join默認以空格符分隔數據，並且對比“第一個字段”的數據

-i：忽略大小寫

-1：代表第一個文件要用哪個字段來分析

-2：代表第二個文件要用哪個字段來分析