shell编程规范与变量（一）

一、shell概念

1.1 什么是Shell

• 就是与内核沟通的界面、应用程序等等。

• 比如你要播放音乐，你的计算机通过你在Shell输入的打开音乐的命令，Shell在告诉操作系统的内核用户希望打开音乐，内核在通过cpu调度、内存管理、磁盘输入输出等工作，将硬件调动，这时硬件声卡才会工作，硬件才是实际的工作者。

• Shell（壳程序）是一个特殊的应用程序，它介于操作系统内核与用户之间，充当了一个“命令解释器”的角色，负责接收用户输入的操作指令（命令）并进行解释，将需要执行的操作传递给内核执行，并输出执行结果。

1.2 Linux中有哪些Shell

检查一下/etc/shells这个文件，里面就是Linux所包含的Shell。

最常用的就是bash、tcsh、csh、sh、nologin这些shell。这些shell都是依据Linux发展者的不同所创造出的不同版本。
sh：UNIX最初使用的 shell，已经被bash所替换。
bash：基准于GNU的框架下发展出的Shell，是 sh 的扩展。
csh：语法有点类似于c语言的Shell。
tcsh：整合了csh，提供更多的功能。
nologin：奇怪的shell，这个shell可以让用户无法登录主机。

注：bash（/bin/bash）是目前大多数 Linux 版本采用的默认 Shell。

为什么系统上合法的Shell要写入/etc/shells这个文件

这是因为系统某些服务运行过程中，会去检查用户能够使用的Shell，而这些shell的查询就是借由/etc/shells这个文件。

用户什么时候可以取得shell来工作
用户默认会取得哪一个shell

• 当用户登录的时候，系统就会给我一个shell让我来用，而这个登录取得的Shell就记录在/etc/passwd这个文件内。
• 脚本语言又被称为扩建的语言，或者动态语言，是一种编程语言，此处shell是弱语言（数据类型不必须预先定义），用来控制软件应用程序，脚本通常以文本（如ASCII）保存，只在被调用时进行解释或编译。

二、Shell脚本

2.1 Shell脚本的作用

• 自动化运维
• 批量化重复操作可以编写脚本结合计划任务自动周期运行
• 减轻管理员工作量
• 提高处理文本文件的速度
• 避免配置出错

2.2 Shell脚本的构成

1.脚本申明（解释器）：若第一行为“#!/bin/bash”，表示此行以下的代码语句是通过/bin/bash程序来解释执行，
#!/bin/bash为默认解释器。还有其它类型的解释器，比如#!/usr/bin/python、#!/usr/bin/expect。

#!/bin/bash

#！ shebang  ——》申明，此脚本使用哪个解释器环境/解释器类型
/bin/bash 解释器类型

2.注释信息：以“#”开头的语句表示为注释信息，被注释的语句在运行脚本时不会被执行。

3.可执行语句：比如echo命令，用于输出" "之间的字符串

vim /root/first.sh
#!/bin/bash
#This is my first Shell-Script.

cd /boot
echo "当前的目录位于:"
pwd
echo "其中以 vml 开头的文件包括:"
ls -lh vml*

2.3 Shell脚本的执行

方法一：指定路径的命令，要求文件必须有 x 权限。
chmod +x /root/first.sh
指定绝对路径：/root/first.sh 
指定相对路径：./first.sh

方法二：指定Shell来解释脚本，不要求文件必须有 x 权限。
sh 脚本路径：sh first.sh
source 脚本路径：. first.sh 或者 source first.sh

source是什么

• source命令也称为“点命令”，也就是一个点符号（.），是bash的内部命令
• source功能（能干什么）
• source命令通常用于重新执行刚修改的初始化文件，使之立即生效，而不必注销并重新登录。
• 因为linux所有的操作都会变成文件的格式存在。

“source filename”与“sh filename”、“./filename”这三个命令都可以用于执行一个脚本文件，那么它们之间的区别又如何呢：

• 当shell脚本具有可执行权限时，用sh filename与./filename是没有区别的。
• ./filename是因为当前目录没有在PATH中，所以"."是用来表示当前目录的。
• sh会重新建立一个子shell，在子shell中执行脚本里面的语句，该子shell继承父shell的环境变量，但子shell是新建的，其改变的变量不会被带回父shell，除非使用export。

ps -ef --forest 查看一个进程的父子进程关系

bash 会产生一个子shell，如进程关系，如shell脚本的/bin/bash，会产生一个子shell进程

2.4 子shell的概念（shell列表的理念）

目的：多进程并行处理任务

小括号（）表示开启子shell列表，小括号中引用的命令表示嵌套子shell，（echo $BASH_SUBSHELL->查看当前子shell个数）
示例：
（ls;echo $BASH_SUBSHELL）
也可以嵌套执行：
（ls(echo $BASH_SUBSHELL)）
(ls(pwd(echo $BASH_SUBSHELL)))

以上操作为并行多进程处理任务

三、实例操作

3.1 source操作

source读取脚本里面的语句依次在当前shell里面执行，没有建立新的子shell。
那么脚本里面所有新建、改变变量的语句都会保存在当前shell里面。
echo '#!/bin/bash
a=1' >> 1.sh

echo '#!/bin/bash
a=2' >> 2.sh

控制台：echo $a
./1.sh
./2.sh

修改脚本
echo 'source 2.sh
echo $a' >> 1.sh 

./1.sh 

观察结果

3.2 管道操作 |

将管道符号“|”左侧的命令输出的结果，作为右侧命令的输入（处理对象），同一行命令中可以使用多个管道。
ps aux | wc -l
echo "abc123" | passwd --stdin zhangsan

3.3 重定向

交互式硬件设备
类型				设备文件		文件描述编号		默认设备
标准输入		  /dev/stdin		 0			   键盘
标准输出		  /dev/stdout		 1			  显示器
标准错误输出		 /dev/stderr	 2			  显示器

标准输入（STDIN）：默认的设备是键盘，文件编号为 0，命令将从标准输入文件中读取在执行过程中需要的输入数据。

标准输出（STDOUT）：默认的设备是显示器，文件编号为 1，命令将执行后的输出结果发送到标准输出文件。

标准错误（STDERR）：默认的设备是显示器，文件编号为 2，命令将执行期间的各种错误信息发送到标准错误文件。

3.4 重定向操作

类型			操作符		       用途
重定向输入		<		 从指定的文件读取数据
重定向输出		>		 将标准输出结果 保存 到指定的文件，并且覆盖原有内容
			   >>		将标准输出结果 追加 到指定的文件的尾部，不覆盖原有内容
重定向错误输出	   2>		将错误信息 保存 到指定的文件，并且覆盖原有内容
			   2>>		将错误信息 追加 到指定的文件的尾部，不覆盖原有内容
混合输出		 &>		  将标准输出、标准错误保存到同一文件中
			   2>&1		将标准错误输出重定向到标准输出

echo "123456" > pass.txt
passwd --stdin zhangsan < pass.txt
#从 pass.txt 文件中取密码，需要注意 SELinux 会影响此命令执行，若执行失败可尝试关闭 SELinux setenforce 0

ls -lh > log.txt 2>&1 	等同于		ls -lh &> log.txt
本来1-->屏幕 （1指向屏幕）
执行>log后， 1-->log.txt （1指向log.txt）
执行2>&1后， 2-->1 （2指向1，而1指向log.txt,因此2也指向了log.txt）

3.5 debug调试

• bash -n 脚本名称 （不在当前目录下加绝对路径） 检查语法错误
• bash -x 脚本名称 （不在当前目录下加绝对路径） 逻辑错误

3.6 变量的作用

• 用来存放系统和用户需要使用的特定参数（值）
• 变量是用来存储数据或字符串的占位符。

3.6.1 变量在其中具有以下作用

存储数据和字符串：Shell变量可以存储数字、文本字符串、文件名等各种类型的数据。这些数据可以是用户输入的信息、命令的输出结果，或者是脚本内部需要的临时数据。

传递参数：在Shell脚本中，可以通过特殊的变量来获取传递给脚本的参数。比如，$1、$2、$@等变量分别表示第一个参数、第二个参数和所有参数的列表。

控制程序流程：变量在控制程序流程中也起着重要作用。通过设置变量的值，可以控制脚本的分支和循环，实现条件判断和循环操作。

提高可读性和可维护性：使用变量可以使脚本更具可读性和可维护性。通过给数据和字符串起一个有意义的名字，可以使脚本更易于理解和修改。

避免重复输入：使用变量可以避免在脚本中重复输入相同的值或字符串，提高了代码的复用性和效率。

变量名：使用固定的名称，由系统预设或用户定义
1、不要使用系统的命令作为变量名
2、不要使用中文
3、不能特殊符号开头 可以用_来开头
4、在指定变量名的时候有一个默认的规则：计算机：computer 学生：student a= b=
5、要有注释，还要注意前后一致
6、只能包含字母、数字、下划线
7、严格区分大小写

四、特殊变量有哪些

4.1 环境变量

环境变量是在操作系统中定义的，用于指定操作系统运行环境的一些参数。它们对系统中运行的每个进程都可见。常见的环境变量包括：

• PATH：定义了系统搜索可执行文件的目录列表。
• HOME：当前用户的主目录。
• SHELL：当前用户登录时使用的Shell类型。
• USER 或 USERNAME：当前用户的用户名。
• LANG 或 LC_ALL：定义程序的语言环境

4.2 只读变量

只读变量是使用readonly命令创建的，一旦设置，其值就不能被修改。这可以用于保护重要数据不被意外更改

4.3 位置变量

位置变量是传递给脚本的参数。它们在脚本内部通过$1、$2、…、$N的形式访问，其中$1是第一个参数，$2是第二个参数，依此类推。$0通常包含脚本的名称或路径。

4.4 预定义变量

预定义变量（也称为特殊变量）是Shell自动定义的一些变量，它们具有特殊的含义和用途。常见的预定义变量包括：

• $#：传递给脚本的参数个数。
• $* 和 $@：都代表所有传递给脚本的参数，但在双引号中使用时行为不同。"$*"将所有参数视为一个整体（单个字符串），而"$@"将每个参数视为独立的字符串。
• $$：当前Shell进程的PID（进程ID）。
• $?：上一条命令的退出状态。0通常表示成功，非0值表示出现了某种错误。
• $-：显示Shell使用的当前选项，如是否启用了扩展功能等。
• $_：之前命令的最后一个参数。

五、小结

本章初步认识了shell脚本的概念已经基础参数的运用，以及shell脚本当中注意的事项，重定向和子shell所表达的含义和作用，理解重定向和特殊变量的实例运用以及生产环境可能发生的情况