Linux 上 Bash 的基礎特性

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1、指令曆史

shell程序會在其會話中儲存此前使用者送出執行過的指令。

（1）

~]# history

定制history的功能，可通過環境變量實作：

1）HISTSIZE：shell程序可保留的指令曆史的條數；

2）HISTFILE：持久儲存指令曆史的檔案；

3）.bash_history：使用者登出時儲存指令曆史的檔案（使用者家目錄下的隐藏檔案）。每次使用者登入，将.bash_history檔案中的指令加載到記憶體中，之後在shell中執行history，顯示的是記憶體中的指令，包括登入時加載的.bash_history指令和剛剛輸入的指令。cat .bash_history 顯示的是.bash_history中的指令，沒有剛剛輸入的指令，因為隻有在使用者登出時才将剛剛輸入的指令儲存到.bash_history檔案中。

4）HISTFILESIZE：指令曆史檔案的大小。

指令用法：

（2）

history [-c] [-d 偏移量] [n] 操作檔案

或

history -anrw [檔案名]

或

history -ps 參數 [參數...]

-c: 清空指令曆史；

-d offset：删除指定指令曆史；

（3）

history -d offset n

：從指令編号為offset開始删除n條；

-r：從檔案讀取指令曆史至曆史清單中；

-w：把曆史清單中的指令追加至曆史檔案中；

（4）

history #

：顯示最近的#條指令；

（5）調用指令曆史清單中的指令：

!#：再一次執行曆史清單中的第#條指令；

!!：再一次執行上一條指令；

!STRING：再一次執行指令曆史清單中最近一個以STRING開頭的指令；

注意：指令的重複執行有時候需要依賴于幂等性；

（6）調用上一條指令的最後一個參數：

快捷鍵：ESC, . （ESC松開後再按.）

快捷鍵：Alt+. （按住Alt再按.）

字元串：!$ （直接輸入!$）

需要注意的是：連續執行相同的指令，在曆史記錄裡面隻記錄一次。

（7）控制指令曆史記錄的方式：

環境變量：

HISTCONTROL

（在/etc/profile配置檔案中控制）

ignoredups：忽略重複的指令，連續且相同方為“重複”；

ignorespace：忽略以空白字元開頭的指令；

ignoreboth：以上兩者同時生效；

修改變量的值：NAME=‘VALUE’

eg.

HISTCONTROL=ignorespace

，該修改僅對目前shell程序有效。

環境變量修改永久生效：export 變量名=“值”

2、指令操作

（1）指令補全

shell程式在接收到使用者執行指令的請求，分析完成之後，最左側的字元串會被當作指令。

指令查找機制：

1. 查找内部指令；
2. 查找外部指令：根據PATH環境變量中設定的目錄，自左而右逐個搜尋目錄下的檔案名。

給定的打頭字元串如果能惟一辨別某指令程式檔案，則直接補全；不能惟一辨別某指令程式檔案，再擊tab鍵一次，會給出清單。

（2）路徑補全

在給定的起始路徑下，以對應路徑下的打頭字串來逐一比對起始路徑下的每個檔案。

如果能惟一辨別，則直接補全；否則，再一次tab，給出清單。

（3）指令行展開

~：自動展開為使用者的家目錄，或指定的使用者的家目錄；

{}：可承載一個以逗号分隔的路徑清單，并能夠将其展開為多個路徑；

例如：

/tmp/{a,b}

相當于

/tmp/a /tmp/b

。

（4）指令的執行狀态結果

bash通過狀态傳回值來輸出此結果：成功傳回0，失敗傳回1-255之間的值。

指令執行完成之後，其狀态傳回值儲存于bash的特殊變量

$?

中。

指令正常執行時，有的還會有指令傳回值，根據指令及其功能不同，結果各不相同。

引用指令的執行結果：

$(COMMAND)

或

COMMAND

3、引用

強引用：’ '，其中任何内容直接顯示，不做替換。

弱引用：" "，其中變量做變量替換，将出現變量的地方替換成變量的值。

指令引用：``

4、快捷鍵

Ctrl+a

：跳轉至指令行行首；

Ctrl+e

：跳轉至指令行行尾；

Ctrl+u

：删除行首至光标所在處之間的所有字元；

Ctrl+k

：删除光标所在處至行尾的所有字元；

Ctrl+l

：清屏，相當于clear；

Ctrl+c

：取消指令的執行；

5、globbing

globbing用于檔案名通配，是整體檔案名比對，而非部分檔案名比對。

比對模式

（1）* ：比對任意長度的任意字元；

例：pa*, * pa *, * pa, *p * a *

（2）?：比對任意單個字元；

例：pa?, ??pa, p?a, p?a?

（3）[]：比對指定範圍内的任意單個字元；

有幾種特殊格式：

1）[a-z], [A-Z], [0-9], [a-z0-9]；

2）[[:upper:]]：所有大寫字母；

3）[[:lower:]]：所有小寫字母；

4）[[:alpha:]]：所有字母；

5）[[:digit:]]：所有數字；

6）[[:alnum:]]：所有的字母和數字；

7）[[:space:]]：所有空白字元；

8）[[:punct:]]：所有标點符号；

（4）[^]：比對指定範圍外的任意單個字元；

例：[ ^ [:upper:]]，[ ^ 0-9]，[ ^ [:alnum:]]；

例1：顯示/var目錄下所有以l開頭，以一個小寫字母結尾，且中間出現一位任意字元的檔案或目錄：

ls -d /var/l?[[:lower:]]

例2：顯示/etc目錄下，以任意一位數字開頭，且以非數字結尾的檔案或目錄：

ls -d /etc/[0-9]*[^0-9]

例3：顯示/etc目錄下，以非字母開頭，後面跟一個字母及其它任意長度任意字元的檔案或目錄：

ls -d /etc/[^a-z][a-z]*

例4：複制/etc目錄下，所有以m開頭，以非數字結尾的檔案或目錄至/tmp/magedu.com目錄：

cp -r /etc/m*[^0-9] /tmp/magedu.com/

例5：複制/usr/share/man目錄下，所有以man開頭，後跟一個數字結尾的檔案或目錄至/tmp/man/目錄下：

cp -r /usr/share/man/man[0-9] /tmp/man/

例6：複制/etc目錄下，所有以.conf結尾，且以m,n,r,p開頭的檔案或目錄至/tmp/conf.d/目錄下：

cp -r /etc/[mnrp]*.conf /tmp/conf.d/

6、IO重定向

（1）可用于輸入的裝置：鍵盤裝置、檔案系統上的正常檔案、網卡等；

可用于輸出的裝置：顯示器、檔案系統上的正常檔案、網卡等；

（2）程式的資料流有三種：

輸入的資料流 <-- 标準輸入(stdin)（鍵盤）；

輸出的資料流 --> 标準輸出(stdout)（顯示器）；

錯誤輸出流 --> 錯誤輸出(stderr)（顯示器）；

标準輸入用0表示，标準輸出用1表示，錯誤輸出用2表示。

（3）IO重定向

輸出重定向：>

（特性：覆寫輸出）

輸出重定向：>>

（特性：追加輸出）

輸入重定向：<

Here Document：<< 此處建立文檔，把所輸入的内容建立為文檔。

（4）輸出重定向

set指令：

設定或撤銷shell選項的值和位置參數

# set -C

禁止覆寫輸出重定向至已存在的檔案，該指令僅對目前shell程序有效，此時可使用強制覆寫輸出：>|。

# set +C

關閉上述特性。

錯誤輸出流重定向：2>, 2>>

例：

[root@localhost exercise]# cat /etc/issue1 2> issue1.err

合并正常輸出流和錯誤輸出流：

1）&>, &>>

例：

cat /etc/fstab3 &> fstab3.out

2）COMMAND > /path/to/somefile 2>&1 覆寫輸出

COMMAND >> /path/to/somefile 2>>&1 追加輸出

例：

cat /etc/rc.d/init.d/functions2 >> function.out 2>&1

特殊裝置：/dev/null 資料黑洞

[root@localhost exercise]# ls /varr &> /dev/null
[root@localhost exercise]# echo $?
2
[root@localhost exercise]# ls /var &> /dev/null
[root@localhost exercise]# echo $?
0
對輸出結果不關心，關心指令的狀态結果           

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（5）輸入重定向：<

tr指令：

tr [OPTION]... SET1 [SET2]

把輸入的資料當中的字元，凡是在SET1定義範圍内出現的，通通對位轉換為SET2出現的字元。

1）用法1：

tr SET1 SET2 < /PATH/FROM/SOMEFILE

将SOMEFILE中SET1中出現的字元替換成SET2，并輸出至螢幕（SOMEFILE原檔案不改變）。

2）用法2：

tr -d SET1 < /PATH/FROM/SOMEFILE

從SOMEFILE中移除SET1中的字元，并輸出至螢幕（SOMEFILE原檔案不改變）。

注意：不修改原檔案。

[root@localhost exercise]# tr [a-z] [A-Z]
how are you?
HOW ARE YOU?				
[root@localhost exercise]# tr [a-z] [A-Z] < /etc/issue
\S
KERNEL \R ON AN \M				
[root@localhost exercise]# tr -d 'abc' < /etc/issue
\S
Kernel \r on n \m				
[root@localhost exercise]# tr -d '[A-Z]' < /etc/issue
\S
ernel \r on n \m
[root@localhost exercise]# cat /etc/issue
\S
Kernel \r on an \m

把/etc/passwd檔案的前6行的資訊轉換為大寫字元後輸出：
head -n 6 /etc/passwd | tr 'a-z' 'A-Z'
或者：[root@localhost exercise]# cat /etc/passwd | head -6 |tr 'a-z' 'A-Z'           

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（6）Here Document：<< 此處建立文檔，把所輸入的内容建立為文檔

cat << EOF EOF為結束符

cat > /PATH/TO/SOMEFILE << EOF

[root@localhost exercise]# cat << EOF
> how are you?
> what are you doing?
> EOF
how are you?
what are you doing?
[root@localhost exercise]# cat > cat.out <<END
> how are you?
> what are you doing?
> END
[root@localhost exercise]# cat cat.out
how are you?
what are you doing?           

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7、管道

管道：連接配接程式，實作将前一個指令的輸出直接定向後一個程式當作輸入資料流，前一個指令的輸出作為後一個指令的輸入。

COMMAND1 | COMMAND2 | COMMAND3 | ...

[root@localhost exercise]# cat /etc/issue | tr 'a-z' 'A-Z'
\S
KERNEL \R ON AN \M						 
[root@localhost exercise]# who
root     :0           2016-11-16 07:21 (:0)
root     pts/0        2016-11-16 07:21 (:0)
root     tty2         2016-11-16 07:25
[root@localhost exercise]# who | head -2
root     :0           2016-11-16 07:21 (:0)
root     pts/0        2016-11-16 07:21 (:0)
[root@localhost exercise]# who | head -2 | tr 'a-z' 'A-Z'
ROOT     :0           2016-11-16 07:21 (:0)
ROOT     PTS/0        2016-11-16 07:21 (:0)
[root@localhost exercise]# who | head -2 | tr 'a-z' 'A-Z' | tr -d '0-9'
ROOT     :           -- : (:)
ROOT     PTS/        -- : (:)           

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（1）tee指令

從标準輸入讀入，并寫往标準輸出和檔案。

COMMAND | tee /PATH/TO/SOMEFILE

[root@localhost exercise]# cat /etc/issue | tee issue.tee | tr 'a-z' 'A-Z'
\S
KERNEL \R ON AN \M
[root@localhost exercise]# cat issue.tee
\S
Kernel \r on an \m           

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8、指令hash

（1）hash的作用

hash就是記錄或顯示程式的位置（可執行程式的位置）。如果我們執行程式，系統每次都要從目錄裡面查找可執行檔案，如果目錄裡面有很多可執行程式，那每次都需要花費很多時間去找檔案，這就勢必導緻系統響應很慢，當然這也很不現實。實際中是隻有第一次才去完整查找指令執行檔案的，然後将其查詢的結果記錄下來放置到緩存中，如果下次還需要執行同樣的指令，那麼就直接從緩存中找指令的執行檔案，然後直接執行。

這個緩存就是一個key/value的存儲，可以通過hash指令來檢視這個指令的緩存結果，這裡的value就是指令的可執行檔案的路徑，key是一段hash碼。

将一個指令移入到另一個目錄裡面來執行該指令，如：mv /bin/ls /usr/bin/ls，再執行ls指令，會發現系統找不到ls指令了。

（2）hash的使用

hash：列出hash緩存，緩存此前指令的查找結果：key-value，key為搜尋鍵，value為值；

通過内部指令擷取幫助資訊的方式來擷取hash指令的使用方法：

help hash

；

hash -d COMMAND：删除hash中的某一條指令，COMMAND不需要給完整路徑，隻需要給指令名稱即可；

hash -r：清空hash緩存。

[root@localhost ~]# hash
hits	command
1	/usr/bin/grep
1	/usr/bin/ls
[root@localhost ~]# hash -d ls
[root@localhost ~]# hash
hits	command
 1	/usr/bin/grep
[root@localhost ~]# hash -r
[root@localhost ~]# hash
hash: hash table empty           

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9、變量

（1）變量類型定義了資料存儲格式、存儲空間大小、參與的運算種類、表示的資料範圍等。變量有強類型和弱類型。強類型是指定義變量時必須指定類型、參與運算必須符合類型要求，如果調用未聲明變量的，則會産生錯誤。弱類型是指無需指定類型，預設均為字元型，參與運算會自動進行隐式類型轉換，變量無需事先定義可以直接調用。bash就屬于弱類型的程式設計語言。

變量的類型有：字元型、數值型。數值型又分為整型和浮點型。

bash是弱類型語言，把所有變量統統視作字元型，當我們強行指明做數值加減運算時，可以轉換為數值型。bash不支援浮點資料，除非我們借助外在工具。

變量聲明：bash中的變量無需事先聲明，相當于把聲明和指派過程同時實作。

變量替換：把變量名出現的位置替換為其所指向的記憶體空間中資料。

變量引用：${var_name}, $var_name

變量名：變量名隻能包含數字、字母和下劃線，而且不能以數字開頭。

變量名：見名知義，命名機制遵循某種法則，不能夠使用程式的保留字，例如if, else, then, while等等。

shell可以有子shell，子shell又可以有子shell，并且父shell和子shell的shell類型可以不同（如，父shell為bash，子shell為csh），使用exit退出目前shell，回到父shell。

（2）bash變量類型

本地變量：作用域僅為目前shell程序；

環境變量：作用域為目前shell程序及其子程序；

局部變量：作用域僅為某代碼片斷(函數上下文)；

位置參數變量：向執行腳本的shell程序傳遞的參數；

特殊變量：shell内置的有特殊功用的變量；如 $ ?，用于表示指令執行的狀态結果，0表示成功，1-255表示失敗。

（3）本地變量

生效範圍為目前shell程序，對目前shell之外的其他shell程序，包括目前shell的子shell程序均無效。

變量指派：name=‘value’，其中value可以是直接字元串：name=“username”，變量引用：name="$username"，也可以是指令引用：name=COMMAND（反引号），name= $(COMMAND)。

變量引用： $ name，$ {name}

“ ”：弱引用，其中的變量引用會被替換為變量值；

’ '：強引用，其中的變量引用不會被替換為變量值，而保持原字元串。

顯示已定義的所有變量：set，CentOS6和CentOS7執行set不同，CentOS7會顯示shell内置的函數；

撤銷變量：unset name；注意：此處非變量引用；不加 $。

[root@localhost ~]# first_name=jerry
[root@localhost ~]# echo $first_name
jerry
[root@localhost ~]# unset first_name
[root@localhost ~]# echo $first_name

[root@localhost ~]#            

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（4）環境變量：變量作用域可以用于子shell，可以多級繼承

變量指派：

1）export name=value
2）name=value
export name
3）declare -x name=value     declare是bash内嵌指令，可以導出變量；
4）name=value
declare -x name
declare -i name              聲明整型變量（bash數值型變量隻支援整型，不支援浮點型）           

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變量引用：${name}, $name

bash内嵌了許多環境變量（通常為全大寫字元），用于定義bash的工作環境：

PATH, HISTFILE, HISTSIZE, HISTFILESIZE, HISTCONTROL, SHELL, HOME, UID, PWD, OLD, OLDPWD, PS1等。

檢視環境變量：

export, declare -x, printenv, env

撤銷環境變量：

unset name

隻讀變量：

1）declare -r name
2）readonly name           

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隻讀變量無法重新指派，并且不支援撤銷，存活時間為目前shell程序的生命周期，随shell程序終止而終止。

（5）局部變量：生效範圍為目前shell程序中的某代碼片段（通常指函數）。

（6）位置變量：$ 1,…,$ n,$ {10}來表示，用于在腳本代碼中調用通過指令行傳遞給它的參數。

（7）特殊變量

$?：上個指令執行成功與否的結果；

$0：表示指令本身；

$#：傳遞給腳本參數的個數；

$*：傳遞給腳本的所有參數；

$@：引用傳遞給腳本的所有參數。

10、多指令執行

~]# COMMAND1; COMMAND2; COMMAND3; ...

11、邏輯運算

短路法則：

~]# COMMAND1 && COMMAND2

COMMAND1為“假”，則COMMAND2不會再執行，否則，COMMAND1為“真”，則COMMAND2必須執行。

~]# COMMAND1 || COMMAND2

COMMAND1為“真”，則COMMAND2不會再執行，否則，COMMAND1為“假”，則COMMAND2必須執行。

[root@localhost ~]# touch /tmp/test.etc && ls /etc > /tmp/test.etc
[root@localhost ~]# touchabc /tmp/test.etc2 && ls /etc > /tmp/test.etc2
bash: touchabc: command not found...
[root@localhost ~]# cat /tmp/test.etc2
cat: /tmp/test.etc2: No such file or directory

~]# id $username || useradd $username       如果username不存在，則建立他
[root@localhost ~]# id user1
id: user1: no such user
[root@localhost ~]# id user1 || useradd user1
id: user1: no such user
[root@localhost ~]# id user1
uid=1003(user1) gid=1003(user1) groups=1003(user1)
[root@localhost ~]# id user1 || useradd user1
uid=1003(user1) gid=1003(user1) groups=1003(user1)           

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12、bash的配置檔案

（1）bash配置檔案的分類

bash的配置檔案分為兩類：

profile類：為互動式登入的shell程序提供配置；

bashrc類：為非互動式登入的shell程序提供配置。

（2） shell程序的分類

按照登入類型将shell程序分為兩類：互動式登入shell程序和非互動式登入shell程序。

互動式登入shell程序：

1）直接通過某終端輸入賬号和密碼後登入打開的shell程序；

2）使用su指令：su - USERNAME, 或者使用 su -l USERNAME執行的登入切換。

非互動式登入shell程序：

1）su USERNAME執行的登入切換；

2）圖形界面下打開的終端；

3）通過運作腳本，shell腳本的運作是通過運作一個子shell程序實作的。

（3）profile類配置檔案

全局配置檔案（對所有使用者都生效）：

/etc/profile 主配置檔案

/etc/profile.d/* .sh 配置檔案片段

使用者個人配置檔案（僅對目前使用者有效）：

~/.bash_profile

profile類配置檔案功用：

1）用于定義環境變量；

2）運作指令或腳本。

（4）bashrc類配置檔案

全局配置檔案（對所有使用者都生效）：

/etc/bashrc

使用者個人配置檔案（對某一使用者生效）：

~/.bashrc

bashrc配置檔案功用：

1）定義本地變量；

2）定義指令别名。

僅管理者可修改全局配置檔案，普通使用者沒有權限編輯。

（5） 配置檔案的讀取順序

互動式登入shell程序：

直接通過終端輸入賬号和密碼登入，或者使用su -l USERNAME或su - USERNAME切換登入使用者：

/etc/profile --> /etc/profile.d/* .sh --> ~/.bash_profile --> ~/.bashrc --> /etc/bashrc

非互動式登入shell程序：

使用su USERNAME或者圖形界面下打開的終端，執行腳本

~/.bashrc --> /etc/bashrc --> /etc/profile.d/*.sh

（6）配置檔案的生效

指令行中定義的特性，例如變量和别名作用域為目前shell程序的生命周期。

配置檔案定義的特性，隻對随後新啟動的shell程序有效。

讓通過配置檔案定義的特性立即生效：

1）退出并重新登入；

2）讓shell程序重讀配置檔案；

~]# source /PATH/FROM/CONF_FILE
~]# .  /PATH/FROM/CONF_FILE         .的意思就是source指令           

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（7）設定使用者登入歡迎語句

[root@localhost exercise]# nano /etc/profile.d/welcome.sh
welcome.sh檔案内容：
echo "Welcome aboard..."           

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不需要賦予權限，下次登入時即可加載該配置檔案，全部使用者登入時都可看到歡迎語句。