shell学习

Shell 指令

• 什么是shell：shell本质是用户与操作系统之间的交互界面。它既是一个命令行解释器，也是一个脚本语言。
• 作用：Shell 是用户与操作系统内核（Kernel）之间的桥梁。它允许用户通过命令行或脚本与操作系统进行交互，执行各种任务，如文件管理、程序运行、系统配置等。

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一、基础操作指令

1.1 文件操作

• 文件类型标识：bcd-lsp（普通文件、块设备、字符设备、目录、符号链接、套接字、管道）
• 常用命令：

  `ls`：查看目录内容（`-l`显示详情，`-h`友好单位，`-a`显示隐藏文件）
  `chmod`：修改权限（`rwx`对应421）
  `touch`：创建文件
  `mkdir`：创建目录
  `rm`：删除（`-r`递归删除目录）
  `cat`：打印文件内容
  

1.2 重定向与管道

• 操作符：

  >   # 覆盖重定向（例：echo "hello" > file.txt）
  >>  # 追加重定向（例：echo "world" >> file.txt）
  |   # 管道符（例：cat file.txt | grep "error"）
  

1.3 文件操作

• 复制与移动：

  `cp -r dir1 dir2`  # 递归复制目录
  `mv old.txt new.txt`  # 重命名文件
  `mv file.txt /target`  # 移动文件
  

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二、虚拟机网络配置

2.1 网络连接检查

  ```bash
  `ping www.baidu.com` #测试网络连通性
  `ifconfig` #（Ubuntu）查看IP地址
  `ipconfig` #（Windows）查看IP地址
  ```

2.2 网络模式

• 桥接模式：Ubuntu与主机独立IP（适用于网络编程）
• NAT模式：共享主机IP（默认推荐）
• 主机模式：仅主机与虚拟机通信，无外网

2.3 IP地址查看

• Ubuntu：ifconfig中inet字段
• Windows：ipconfig中IPv4地址

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三、在线下载（APT）

1. 软件源配置
   • 替换为国内源（清华、阿里等）
   • 备份并编辑/etc/apt/sources.list
   • 替换后更新：sudo apt-get update
2. 软件管理
   • 安装：sudo apt-get install 软件名
   • 卸载：sudo apt-get remove 软件名（保留配置）
   • 彻底卸载：sudo apt-get purge 软件名
   • 下载安装包：sudo apt-get download 软件名
   • 清理缓存：sudo apt-get clean

四、离线安装（DPKG）

1. 安装包格式

   • .deb（Ubuntu）与.rpm（Red Hat）

2. 命令操作

   • 安装：sudo dpkg -i 安装包.deb
   • 卸载：sudo dpkg -P 软件名（删除配置）
   • sudo dpkg -r 软件名（不删除配置）

3. 依赖问题

   • 离线安装需手动解决依赖（在线自动处理）

五、文件处理指令

1. 内容查看
   • head -n 文件名：显示前n行,(默认10行)
   • tail -n 文件名：显示后n行,(默认10行)
2. 搜索与过滤
   • find 路径 -name "模式"（支持通配符*，?和[]）
   • grep "模式" 文件：查找字符串在文件中的位置（支持正则表达式）
3. 文本处理
   • cut -d分隔符 -f字段（剪切字符串）
   • wc统计行/词/字符数（-l行，-w词）
4. 权限与属性
   • chgrp修改文件所属组
   • chown修改文件所有者

六、链接文件ln

1. 硬链接文件
   • ln 源文件名 链接文件名
   • 硬链接文件是普通文件（-）
   • 硬链接文件的inode值相同
   • 修改任意硬链接文件内容，其余文件内容也改变
   • 目录文件无法创建硬链接
2. 软连接
   • ln -s 源文件绝对路径 链接文件绝对路径
   • 软连接文件的文件类型是链接文件l
   • 软链接文件的inode值不同
   • 修改任意硬链接文件内容，其余文件内容也改变
   • 删除源文件后相同路径创建同名文件，链接关系重新生效
   • 允许目录文件创建软链接

七、压缩/解压/归档/拆包

1. 压缩
   • xz 文件名：生成一个*.xz压缩包
   • bzip2 文件名：生成一个*.bz2压缩包
   • gzip 文件名：生成一个*.gz压缩包
2. 解压
   • unxz 文件名
   • bunzip2 文件名
   • gunzip 文件名
3. PS:
   • 压缩效率：xz > bzip2 > gzip
   • 压缩时间：xz > bzip2 > gzip
   • 压缩后原文件会被删除
4. 归档/拆包
   • tar -cvf *.tar 目标文件/目录：归档不会删除原文件
   • tar -xvf *.tar 目标文件/目录：解包
   • • -c：归档
   • • -x：解包
   • • -C：解包到目标目录
   • • -v：显示过程
   • • -f：操作文件
   • • -J/-j/-z：归档并压缩xz/bz2/gz(解包时可以不加)

八、用户管理

1. 信息查看
   • whoami：查看用户
   • id：查看用户id
2. 用户切换
   • sudo su 用户名：切换用户
   • exit：退出当前用户
   • sudo passwd 用户名：修改用户密码
3. 创建用户
   • sudo useradd 用户名：把用户添加到/etc/passwrod文件
   • sudo adduser：使用模板创建一个新用户
4. 删除用户
   • sudo userdel 用户名：只从/etc/passwrod删除用户，不删除家目录
   • sudo deluser 用户名：从系统删除用户和模板，不删除家目录
   • sudo userdel 用户名 -r / sudo deluser 用户名 --remove-home：删除用户并删除家目录
5. 权限及信息修改
   • sudo vim etc/sudoers：添加用户sudo权限(用户名 ALL=(ALL) ALL)
   • usermod -l 新用户名 用户名 ：修改用户名
   • usermod -c 描述信息 用户名 ：修改用户描述信息
   • usermod -m -d 新目录 原名字 ：修改用户家目录
6. 组操作
   • groupadd 组名：创建一个新的组，组文件/etc/group
   • addgroup 用户名 组名：将用户添加到组
   • groupdel 组名：删除一个组
   • delgroup 用户名 组名：将用户从组中删除

九、电源指令

1. shutdown
   • shutdown 10：10分钟后关机
   • shutdown 10:00：10点关机
   • shutdown now：立刻关机
   • • --show：显示关机动作和时间
   • • -r：重启
   • • -c：取消关机

十、磁盘指令

1. 磁盘信息查看
   • df /dev/**：查看/dev/**的使用情况
   • • -lh：查看磁盘的情况，单位KMG
   • • -a：查看磁盘的情况，显示大小为0的
2. 挂载
   • mount 磁盘分区 挂载点：将磁盘挂载到挂载点
   • umount 挂载点：取消挂载
3. 磁盘操作
   • fdisk 物理磁盘路径：对磁盘进行分区等操作
   • mkfd.格式 分区路径： 用目标格式格式化磁盘

十一、shell script脚本

11.1 解释器

• 常见的解释器：bash/sh/dash/csh/ksh
• • echo &SHELL/cat /etc/shells：查看解释器

2. shell脚本
   • vim *.sh：创建shell脚本
   • shell脚本通常是以一个#!起始的文本文件如下

      #!/bin/bash 
     

   -这被称为shebang特殊行，在这行中字符#!被置于解释器路径之前，/bin/bash是解释器Bash的路径
   • 使用bash *.sh或source *.sh或./*.sh运行脚本文件(运行前需要修改文件权限,赋予可执行权限)
3. 快速执行环境配置
   • 可以使用env命令查看环境变量
   • 打开~/.bashrc文件配置环境变量

       export PATH=$PATH:/……
       #让目标路径下的shell脚本可以在终端使用文件名快速执行,修改仅对当前用户有效
     

   • 打开/etc/bash.bashrc文件配置环境变量

       export PATH=$PATH:/……
       #让目标路径下的shell脚本可以在终端使用文件名快速执行,修改仅对所有用户有效
     

   • 打开/etc/environment文件配置环境变量

       #在目标文件的PATH变量后添加指定路径，用':'分割
       #让目标路径下的shell脚本可以在终端使用文件名快速执行,修改仅对所有用户有效
     

11.3 debug 方法

• 使用解释器的选项来确认语法错误,这里以bash为例子

• 使用解释器内置的选项来调试

  bash [-nvx] scripts.sh
  

• 选项

  • -n 不要执行,仅仅输出语法问题
  • -v 先输出脚本内容
  • -x 将使用到的script先输出到屏幕上

• 在脚本中指定调试段落

  #!/bin/bash
  set -x
  echo "开始调试"
  # 调试代码
  set +x
  echo "结束调试"
  

• 使用调试器(类似gdb)

  apt-get install bashdb
  bashdb script.sh
  

11.4 内置命令type

• type [-tpa] name
  

  • 选项:
    • 不加任何选项与参数时，type 会显示出 name 是外部指令还是 bash 内置指令
    • -t 当加入 -t 参数时，type 会将 name 以下面这些字眼显示出他的意义：
      • file ：表示为外部指令；
      • alias ：表示该指令为命令别名所设置的名称；
      • builtin ：表示该指令为 bash 内置的指令功能；
    • -p 如果后面接的 name 为外部指令时，才会显示完整文件名；
    • -a 会由 PATH 变量定义的路径中，将所有含 name 的指令都列出来，包含 alias

11.5 shell变量

• shell变量是没有数据类型的，默认为字符串类型，且默认为全局变量

• shell变量对操作环境会造成影响，如上文中的PATH变量，其决定了你能不能在任何目录下执行某个指令。例如使用ls时系统就是通过PATH变量中的路径来搜索指令的。

• 变量定义及初始化：

   variabl=hello #variabl指定义的变量名
   variabl=      #注意书写赋值语句`=`两边不能有空格
   variabl="hello world" #当赋值中存在空格时需要使用双引号或者单引号
   variabl='hello world' #单引号中的字符仅为一般字符串
                         #双引号中的特殊字符可以保留其原本特性
  
   variabl_1=$variabl #使用变量进行赋值时需要用'$'符号
  
  

• • 在Linux环境中，使用{大写字母}设定的变量一般是系统内定需要的变量

• 位置变量：

    $n   #类似于c语言mian函数的argv,其$0中会存储文件名
    $@   #表示所有位置参数，每个参数保持独立(即使包含空格)
    $*   #表示所有位置参数，所有参数整合为一个字符串，用空格分隔
    $#   #表示参数个数
    $$   #获取当前shell的PID
    $?   #获取上一个指令的执行结果，成功返回0，失败返回非0错误值
  

• 输入/输出变量内容：

   #输出
   echo ${变量} 
   echo $变量
   echo hello world 
   echo -n #不输出换行符
   echo -e #允许用转义字符
  
   #输入
   #使用read进行输入时可以用空格或tab对输入值进行分隔，若输入换行则结束输入
   read a b c #可以一次性对多个变量进行定义并赋值
   read -p #显示提示信息
   read -n #输入变量字符数
   read -t #定时输入
   read -a #输入类型为阵列(数组)
   read -s #加密输入
  

• 特殊符号

    unset variabl #取消变量
    readonly variabl #设置变量为只读，无法修改值且无法取消
    local variabl #局部变量
    export variabl #将变量转变为环境变量，使其可以在子程序中使用
  

• 指令输出转换

    #在想使用指令的输出值进行赋值等操作时可以使用反单引号或$(指令)
    a=`指令`
    a=$(指令)
  

• 字符操作：

    ${#string} #计算字符长度
    string=$str1$str2 #将str1和str2两个字符拼接赋值给string
  
    #字符串截取
    ${string:m} #从左往右，截取第m个后的所有字符
    ${string:m:n} #从左往右，截取第m个后的n个字符
  
    ${string:0-m} #从右往左，截取第m个后的所有字符
    ${string:0-m:n} #从右往左，截取第m个后的n个字符
  
    ${string#*/} #从左往右，截取第一个'/'后的所有内容
    ${string##*/} #从左往右，截取最后一个'/'后的所有内容
  
    ${string%*/} #从右往左，截取第一个'/'后的所有内容
    ${string##*/} #从右往左，截取最后一个'/'后的所有内容
  

• shell数组：

    #数组定义
    arr={1 2 3 hello world} 
  
    #稀疏数组
    arr[0]=1
    arr[4]=2 #sehll支持稀疏数组，该数组就含2个元素
  
    #数组拼接
    c=(${a[@]}${b[@]})
    c=(${a[*]}${b[*]}) #使用${arr[@]}或${arr[*]}可以输出/获取全部数组元素
  
    #数组长度
    ${#arr[@]}
    ${#arr[*]}
  

11.6 sehll运算

• -shell中数据默认为字符串类型，擅长字符串，文件等操作

    ((c=a+b)) c=$((a+b))
    c=$[a+b]
    let c=a+b #以上三种运算方式都支持任意整数运算
  

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expr指令

• 在 Bash 中，expr 是一个非常有用的命令，用于进行算术运算、字符串操作和逻辑判断。以下是 expr 的主要用法和一些示例：

算术运算：expr 可以执行基本的算术运算，包括加法、减法、乘法、除法和取模。

算术运算符

• 运算符	说明	示例	输出
  +	加法	expr 5 + 3	8
  -	减法	expr 5 - 3	2
  *	乘法	expr 5 \* 3	15
  /	除法	expr 5 / 3	1
  %	取模（余数）	expr 5 % 3	2

• 注意：乘法运算符 * 需要用反斜杠 \ 转义，否则会被 Shell 误认为是通配符。

字符串操作

• expr 可以对字符串进行操作，包括匹配、截取和比较。

字符串操作符

• 运算符	说明	示例	输出
  match	匹配字符串	expr "abc123" : 'abc\([0-9]*\)'	123
  index	查找字符在字符串中的位置	expr index "abc123" '1'	4
  substr	截取字符串	expr substr "abc123" 4 3	123
  length	获取字符串长度	expr length "abc123"	6

• 注意 match 时尽量加括号,否则返回的是则会返回匹配的字符的个数，若没有匹配则返回 0

逻辑判断

expr 可以进行逻辑判断，返回值为 0（假）或 1（真）。

逻辑运算符

• 运算符	说明	示例	输出
  =	判断是否相等	expr 5 = 3	0
  !=	判断是否不相等	expr 5 != 3	1
  <	判断是否小于	expr 5 < 3	0
  <=	判断是否小于等于	expr 5 <= 3	0
  >	判断是否大于	expr 5 > 3	1
  >=	判断是否大于等于	expr 5 >= 3	1

关系运算

expr 还支持布尔运算，包括逻辑与（&）、逻辑或（|）和逻辑非（!）。

关系运算符

• 运算符	说明	示例	输出
  &	逻辑与	expr 1 = 1 & 2 = 2	1
  `	`	逻辑或	`expr 1 = 1
  !	逻辑非	expr ! 1 = 1	0

注意事项

1. 空格：expr 的参数之间必须有空格，否则会报错。
2. 转义：某些特殊字符（如 * 和 &）需要用反斜杠 \ 转义。
3. 整数运算：expr 只支持整数运算，不支持浮点数。
4. 输出格式：expr 的输出是字符串，而不是数字。

test指令

• test 命令用于检查文件属性、字符串、数字等条件，通常在shell脚本中使用。它有两种写法：

  `test expression`
  `[ expression ]` 
  

• test 命令可以检查文件的存在性、类型和权限等。

  #两种写法等价
  #检查文件是否存在
  test -e /path/to/file
  [ -e /path/to/file ]
  
  #检查是否为普通文件
  test -f /path/to/file
  
  #检查是否为目录
  test -d /path/to/directory
  
  #检查文件权限
  test -r /path/to/file
  test -w /path/to/file
  test -x /path/to/file
  

• test 命令可以检查字符串的长度和内容。

  #检查字符串是否为空
  test -z "string"
  
  #检查字符串是否非空
  test -n "string"
  
  #检查两个字符串是否相等
  test "str1" = "str2"
  

• test 命令可以对整形数字进行关系运算

  test $a -gt $b  # 大于
  test $a -lt $b  # 小于
  test $a -eq $b  # 等于
  

11.7 控制语句

判断

if判断

if [ 判断条件 ] 
then
   语句
   if [ 判断条件 ] ; then
   语句
   elif [判断条件] ; then
   语句
   else
   语句
   fi
   语句 
fi
#注意在判断符号之后需要有分号`;`,否则then需要换行
#判断条件里不能写`$(())`,只能写`(())`和`()`

case in判断

   case ${变量} in
   "字符串1")
      语句;;
   "字符串2"|"字符串3")
      语句;;
   *) #default
      语句;;
   esac
#使用 `|` 来连接多个匹配项
#使用 `;;` 来跳过后续的匹配
#可以使用通配符来匹配值

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循环

while [condition] #条件成立时进循环
do
   程序
done

until [condition] #条件不成立时进循环
do
   程序
done

select var in 迭代器 #请注意这里会把var的值赋值成迭代器里的某个值,交互式cli用的
do                   #运行后需要使用`ctrl+c`或`ctrl+d`退出循环
   程序
done

# for循环的两种写法
for var in 迭代器
do
   程序
done

for ((i=1;i<=$1>;i++))
do
   程序
done

循环跳转

break n  #跳出n层循环
         #n为1时可以省略

continue n #结束n次循环，进入n+1次循环
           #n为1时可以省略

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11.8 函数

函数定义

#shell函数格式
funtion aa()
{
   函数体
}

funtion aa
{
   函数体
}

aa()
{
   函数体
}


#调用
   aa


#sehll函数定义时 funtion 和 () 可以省略其一
#()仅代表函数，不允许添加参数
#函数调用后无需加()

函数传参

#sehll函数传参需要借助位置变量和预定义变量 `$n $* $@ $#`

funtion 函数名()
{
   $0  #文件名
   $1  #参数1
   $2  #参数2

   $@  #所有参数
   $*  #所有参数
   $#  #参数个数

}

函数名 参数1 参数2 参数3 ……

函数返回

• Bash 函数的返回值本质是一个 退出状态码（范围 0-255），通过 return 或函数最后一条命令的退出状态决定：

return返回

   function check_file() {
    if [ -f "$1" ]; then
        return 0  # 文件存在，返回成功
    else
        return 1  # 文件不存在，返回失败
    fi
   }

   check_file "/etc/passwd"
   echo "Status: $?"  # 输出上一个命令的退出状态码（0 或 1）


   #隐式返回最后一条命令的状态
   function is_user_root() {
      [ "$(id -u)" -eq 0 ]  # 检查是否为 root 用户，最后一条命令的退出状态决定返回值
   }

   is_user_root
   echo "Is root? $?"  # 0=是root，1=不是

通过标准输出返回

• 若需返回字符串、数字等复杂数据（而非状态码），需通过 echo 或 printf 输出结果，调用者用 $(…) 或反引号捕获

#返回字符串
   function get_date() {
      echo "Today is $(date)"
   }

   result=$(get_date)  # 捕获函数的输出
   echo "$result"      # 输出：Today is Fri Apr 12 10:00:00 UTC 2024


#返回多个值
   function parse_url() {
      local url="$1"
      echo "${url%%/*}"  # 返回协议（如 http:）
      echo "${url##*/}"  # 返回路径最后一部分
   }

   read -r protocol path <<< "$(parse_url "http://example.com/path")"
   echo "Protocol: $protocol, Path: $path"

结合返回

• 若需同时返回状态码和数据，可通过以下方式：

   function process_data() {
      local input="$1"
      if [ -z "$input" ]; then
         echo "Error: Input is empty" >&2  # 错误信息输出到 stderr
         return 1
      else
         echo "${input^^}"  # 转换为大写并输出到 stdout
         return 0
      fi
   }

   output=$(process_data "hello")
   if [ $? -eq 0 ]; then
      echo "Processed: $output"  # 输出：Processed: HELLO
   else
      echo "Failed to process."
   fi

注意事项

• 1. 作用域限制：函数内定义的局部变量需用 local 声明，否则会污染全局作用域。返回值无法直接返回数组或复杂对象，需通过字符串拼接或全局变量传递。
• 2. 捕获输出的陷阱：若函数内有其他 echo 语句（如日志），会被一并捕获，建议错误信息输出到 stderr（>&2）。
• 3. 状态码范围：return 的值必须在 0-255 之间，超出会取模（如 return 256 实际返回 0）。