Linux 上 Bash 的基础特性

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1、命令历史

shell进程会在其会话中保存此前用户提交执行过的命令。

（1）

~]# history

定制history的功能，可通过环境变量实现：

1）HISTSIZE：shell进程可保留的命令历史的条数；

2）HISTFILE：持久保存命令历史的文件；

3）.bash_history：用户登出时保存命令历史的文件（用户家目录下的隐藏文件）。每次用户登录，将.bash_history文件中的命令加载到内存中，之后在shell中执行history，显示的是内存中的命令，包括登录时加载的.bash_history命令和刚刚输入的命令。cat .bash_history 显示的是.bash_history中的命令，没有刚刚输入的命令，因为只有在用户登出时才将刚刚输入的命令保存到.bash_history文件中。

4）HISTFILESIZE：命令历史文件的大小。

命令用法：

（2）

history [-c] [-d 偏移量] [n] 操作文件

或

history -anrw [文件名]

或

history -ps 参数 [参数...]

-c: 清空命令历史；

-d offset：删除指定命令历史；

（3）

history -d offset n

：从命令编号为offset开始删除n条；

-r：从文件读取命令历史至历史列表中；

-w：把历史列表中的命令追加至历史文件中；

（4）

history #

：显示最近的#条命令；

（5）调用命令历史列表中的命令：

!#：再一次执行历史列表中的第#条命令；

!!：再一次执行上一条命令；

!STRING：再一次执行命令历史列表中最近一个以STRING开头的命令；

注意：命令的重复执行有时候需要依赖于幂等性；

（6）调用上一条命令的最后一个参数：

快捷键：ESC, . （ESC松开后再按.）

快捷键：Alt+. （按住Alt再按.）

字符串：!$ （直接输入!$）

需要注意的是：连续执行相同的命令，在历史记录里面只记录一次。

（7）控制命令历史记录的方式：

环境变量：

HISTCONTROL

（在/etc/profile配置文件中控制）

ignoredups：忽略重复的命令，连续且相同方为“重复”；

ignorespace：忽略以空白字符开头的命令；

ignoreboth：以上两者同时生效；

修改变量的值：NAME=‘VALUE’

eg.

HISTCONTROL=ignorespace

，该修改仅对当前shell进程有效。

环境变量修改永久生效：export 变量名=“值”

2、命令操作

（1）命令补全

shell程序在接收到用户执行命令的请求，分析完成之后，最左侧的字符串会被当作命令。

命令查找机制：

1. 查找内部命令；
2. 查找外部命令：根据PATH环境变量中设定的目录，自左而右逐个搜索目录下的文件名。

给定的打头字符串如果能惟一标识某命令程序文件，则直接补全；不能惟一标识某命令程序文件，再击tab键一次，会给出列表。

（2）路径补全

在给定的起始路径下，以对应路径下的打头字串来逐一匹配起始路径下的每个文件。

如果能惟一标识，则直接补全；否则，再一次tab，给出列表。

（3）命令行展开

~：自动展开为用户的家目录，或指定的用户的家目录；

{}：可承载一个以逗号分隔的路径列表，并能够将其展开为多个路径；

例如：

/tmp/{a,b}

相当于

/tmp/a /tmp/b

。

（4）命令的执行状态结果

bash通过状态返回值来输出此结果：成功返回0，失败返回1-255之间的值。

命令执行完成之后，其状态返回值保存于bash的特殊变量

$?

中。

命令正常执行时，有的还会有命令返回值，根据命令及其功能不同，结果各不相同。

引用命令的执行结果：

$(COMMAND)

或

COMMAND

3、引用

强引用：’ '，其中任何内容直接显示，不做替换。

弱引用：" "，其中变量做变量替换，将出现变量的地方替换成变量的值。

命令引用：``

4、快捷键

Ctrl+a

：跳转至命令行行首；

Ctrl+e

：跳转至命令行行尾；

Ctrl+u

：删除行首至光标所在处之间的所有字符；

Ctrl+k

：删除光标所在处至行尾的所有字符；

Ctrl+l

：清屏，相当于clear；

Ctrl+c

：取消命令的执行；

5、globbing

globbing用于文件名通配，是整体文件名匹配，而非部分文件名匹配。

匹配模式

（1）* ：匹配任意长度的任意字符；

例：pa*, * pa *, * pa, *p * a *

（2）?：匹配任意单个字符；

例：pa?, ??pa, p?a, p?a?

（3）[]：匹配指定范围内的任意单个字符；

有几种特殊格式：

1）[a-z], [A-Z], [0-9], [a-z0-9]；

2）[[:upper:]]：所有大写字母；

3）[[:lower:]]：所有小写字母；

4）[[:alpha:]]：所有字母；

5）[[:digit:]]：所有数字；

6）[[:alnum:]]：所有的字母和数字；

7）[[:space:]]：所有空白字符；

8）[[:punct:]]：所有标点符号；

（4）[^]：匹配指定范围外的任意单个字符；

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

例1：显示/var目录下所有以l开头，以一个小写字母结尾，且中间出现一位任意字符的文件或目录：

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

例2：显示/etc目录下，以任意一位数字开头，且以非数字结尾的文件或目录：

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

例3：显示/etc目录下，以非字母开头，后面跟一个字母及其它任意长度任意字符的文件或目录：

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

例4：复制/etc目录下，所有以m开头，以非数字结尾的文件或目录至/tmp/magedu.com目录：

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

例5：复制/usr/share/man目录下，所有以man开头，后跟一个数字结尾的文件或目录至/tmp/man/目录下：

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

例6：复制/etc目录下，所有以.conf结尾，且以m,n,r,p开头的文件或目录至/tmp/conf.d/目录下：

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

6、IO重定向

（1）可用于输入的设备：键盘设备、文件系统上的常规文件、网卡等；

可用于输出的设备：显示器、文件系统上的常规文件、网卡等；

（2）程序的数据流有三种：

输入的数据流 <-- 标准输入(stdin)（键盘）；

输出的数据流 --> 标准输出(stdout)（显示器）；

错误输出流 --> 错误输出(stderr)（显示器）；

标准输入用0表示，标准输出用1表示，错误输出用2表示。

（3）IO重定向

输出重定向：>

（特性：覆盖输出）

输出重定向：>>

（特性：追加输出）

输入重定向：<

Here Document：<< 此处创建文档，把所输入的内容创建为文档。

（4）输出重定向

set命令：

设置或撤销shell选项的值和位置参数

# set -C

禁止覆盖输出重定向至已存在的文件，该命令仅对当前shell进程有效，此时可使用强制覆盖输出：>|。

# set +C

关闭上述特性。

错误输出流重定向：2>, 2>>

例：

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

合并正常输出流和错误输出流：

1）&>, &>>

例：

cat /etc/fstab3 &> fstab3.out

2）COMMAND > /path/to/somefile 2>&1 覆盖输出

COMMAND >> /path/to/somefile 2>>&1 追加输出

例：

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

特殊设备：/dev/null 数据黑洞

[root@localhost exercise]# ls /varr &> /dev/null
[root@localhost exercise]# echo $?
2
[root@localhost exercise]# ls /var &> /dev/null
[root@localhost exercise]# echo $?
0
对输出结果不关心，关心命令的状态结果           

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（5）输入重定向：<

tr命令：

tr [OPTION]... SET1 [SET2]

把输入的数据当中的字符，凡是在SET1定义范围内出现的，通通对位转换为SET2出现的字符。

1）用法1：

tr SET1 SET2 < /PATH/FROM/SOMEFILE

将SOMEFILE中SET1中出现的字符替换成SET2，并输出至屏幕（SOMEFILE原文件不改变）。

2）用法2：

tr -d SET1 < /PATH/FROM/SOMEFILE

从SOMEFILE中移除SET1中的字符，并输出至屏幕（SOMEFILE原文件不改变）。

注意：不修改原文件。

[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文件的前6行的信息转换为大写字符后输出：
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：<< 此处创建文档，把所输入的内容创建为文档

cat << EOF EOF为结束符

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：连接程序，实现将前一个命令的输出直接定向后一个程序当作输入数据流，前一个命令的输出作为后一个命令的输入。

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命令

从标准输入读入，并写往标准输出和文件。

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、命令hash

（1）hash的作用

hash就是记录或显示程序的位置（可执行程序的位置）。如果我们执行程序，系统每次都要从目录里面查找可执行文件，如果目录里面有很多可执行程序，那每次都需要花费很多时间去找文件，这就势必导致系统响应很慢，当然这也很不现实。实际中是只有第一次才去完整查找命令执行文件的，然后将其查询的结果记录下来放置到缓存中，如果下次还需要执行同样的命令，那么就直接从缓存中找命令的执行文件，然后直接执行。

这个缓存就是一个key/value的存储，可以通过hash命令来查看这个命令的缓存结果，这里的value就是命令的可执行文件的路径，key是一段hash码。

将一个命令移入到另一个目录里面来执行该命令，如：mv /bin/ls /usr/bin/ls，再执行ls命令，会发现系统找不到ls命令了。

（2）hash的使用

hash：列出hash缓存，缓存此前命令的查找结果：key-value，key为搜索键，value为值；

通过内部命令获取帮助信息的方式来获取hash命令的使用方法：

help hash

；

hash -d COMMAND：删除hash中的某一条命令，COMMAND不需要给完整路径，只需要给命令名称即可；

hash -r：清空hash缓存。

[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、变量

（1）变量类型定义了数据存储格式、存储空间大小、参与的运算种类、表示的数据范围等。变量有强类型和弱类型。强类型是指定义变量时必须指定类型、参与运算必须符合类型要求，如果调用未声明变量的，则会产生错误。弱类型是指无需指定类型，默认均为字符型，参与运算会自动进行隐式类型转换，变量无需事先定义可以直接调用。bash就属于弱类型的编程语言。

变量的类型有：字符型、数值型。数值型又分为整型和浮点型。

bash是弱类型语言，把所有变量统统视作字符型，当我们强行指明做数值加减运算时，可以转换为数值型。bash不支持浮点数据，除非我们借助外在工具。

变量声明：bash中的变量无需事先声明，相当于把声明和赋值过程同时实现。

变量替换：把变量名出现的位置替换为其所指向的内存空间中数据。

变量引用：${var_name}, $var_name

变量名：变量名只能包含数字、字母和下划线，而且不能以数字开头。

变量名：见名知义，命名机制遵循某种法则，不能够使用程序的保留字，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类型可以不同（如，父shell为bash，子shell为csh），使用exit退出当前shell，回到父shell。

（2）bash变量类型

本地变量：作用域仅为当前shell进程；

环境变量：作用域为当前shell进程及其子进程；

局部变量：作用域仅为某代码片断(函数上下文)；

位置参数变量：向执行脚本的shell进程传递的参数；

特殊变量：shell内置的有特殊功用的变量；如 $ ?，用于表示命令执行的状态结果，0表示成功，1-255表示失败。

（3）本地变量

生效范围为当前shell进程，对当前shell之外的其他shell进程，包括当前shell的子shell进程均无效。

变量赋值：name=‘value’，其中value可以是直接字符串：name=“username”，变量引用：name="$username"，也可以是命令引用：name=COMMAND（反引号），name= $(COMMAND)。

变量引用： $ name，$ {name}

“ ”：弱引用，其中的变量引用会被替换为变量值；

’ '：强引用，其中的变量引用不会被替换为变量值，而保持原字符串。

显示已定义的所有变量：set，CentOS6和CentOS7执行set不同，CentOS7会显示shell内置的函数；

撤销变量：unset name；注意：此处非变量引用；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）环境变量：变量作用域可以用于子shell，可以多级继承

变量赋值：

1）export name=value
2）name=value
export name
3）declare -x name=value     declare是bash内嵌命令，可以导出变量；
4）name=value
declare -x name
declare -i name              声明整型变量（bash数值型变量只支持整型，不支持浮点型）           

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变量引用：${name}, $name

bash内嵌了许多环境变量（通常为全大写字符），用于定义bash的工作环境：

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

查看环境变量：

export, declare -x, printenv, env

撤销环境变量：

unset name

只读变量：

1）declare -r name
2）readonly name           

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只读变量无法重新赋值，并且不支持撤销，存活时间为当前shell进程的生命周期，随shell进程终止而终止。

（5）局部变量：生效范围为当前shell进程中的某代码片段（通常指函数）。

（6）位置变量：$ 1,…,$ n,$ {10}来表示，用于在脚本代码中调用通过命令行传递给它的参数。

（7）特殊变量

$?：上个命令执行成功与否的结果；

$0：表示命令本身；

$#：传递给脚本参数的个数；

$*：传递给脚本的所有参数；

$@：引用传递给脚本的所有参数。

10、多命令执行

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

11、逻辑运算

短路法则：

~]# COMMAND1 && COMMAND2

COMMAND1为“假”，则COMMAND2不会再执行，否则，COMMAND1为“真”，则COMMAND2必须执行。

~]# COMMAND1 || COMMAND2

COMMAND1为“真”，则COMMAND2不会再执行，否则，COMMAND1为“假”，则COMMAND2必须执行。

[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，则创建他
[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的配置文件

（1）bash配置文件的分类

bash的配置文件分为两类：

profile类：为交互式登录的shell进程提供配置；

bashrc类：为非交互式登录的shell进程提供配置。

（2） shell进程的分类

按照登录类型将shell进程分为两类：交互式登录shell进程和非交互式登录shell进程。

交互式登录shell进程：

1）直接通过某终端输入账号和密码后登录打开的shell进程；

2）使用su命令：su - USERNAME, 或者使用 su -l USERNAME执行的登录切换。

非交互式登录shell进程：

1）su USERNAME执行的登录切换；

2）图形界面下打开的终端；

3）通过运行脚本，shell脚本的运行是通过运行一个子shell进程实现的。

（3）profile类配置文件

全局配置文件（对所有用户都生效）：

/etc/profile 主配置文件

/etc/profile.d/* .sh 配置文件片段

用户个人配置文件（仅对当前用户有效）：

~/.bash_profile

profile类配置文件功用：

1）用于定义环境变量；

2）运行命令或脚本。

（4）bashrc类配置文件

全局配置文件（对所有用户都生效）：

/etc/bashrc

用户个人配置文件（对某一用户生效）：

~/.bashrc

bashrc配置文件功用：

1）定义本地变量；

2）定义命令别名。

仅管理员可修改全局配置文件，普通用户没有权限编辑。

（5） 配置文件的读取顺序

交互式登录shell进程：

直接通过终端输入账号和密码登录，或者使用su -l USERNAME或su - USERNAME切换登录用户：

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

非交互式登录shell进程：

使用su USERNAME或者图形界面下打开的终端，执行脚本

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

（6）配置文件的生效

命令行中定义的特性，例如变量和别名作用域为当前shell进程的生命周期。

配置文件定义的特性，只对随后新启动的shell进程有效。

让通过配置文件定义的特性立即生效：

1）退出并重新登录；

2）让shell进程重读配置文件；

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

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（7）设置用户登录欢迎语句

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

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不需要赋予权限，下次登录时即可加载该配置文件，全部用户登录时都可看到欢迎语句。