一.Shell和Shell脚本

1.什么是Shell程序

对于图形界面例如(Windows,Ios,Android)，用户点击某个图标就能启动某个程序；对于命令行，用户输入某个程序的名字（可以看做一个命令）就能启动某个程序。这两者的基本过程都是类似的，都需要查找程序在硬盘上的安装位置，然后将它们加载到内存运行。
也就是说图形界面和命令行要达到的目的是一样的，都是让用户控制计算机。真正能够控制计算机硬件（CPU、内存、显示器等）的只有操作系统内核（Kernel），图形界面和命令行只是架设在用户和内核之间的一座桥梁。由于安全、复杂、繁琐等原因，
用户不能直接接触内核（也没有必要），需要另外再开发一个程序，让用户直接使用这个程序；该程序的作用就是接收用户的操作（点击图标、输入命令），并进行简单的处理，然后再传递给内核。如此一来，用户和内核之间就多了一层“代理”，这层“代理”既简化了用户的操作，也保护了内核。
用户界面和命令行就是这个另外开发的程序，就是这层“代理”。在Linux下，这个命令行程序叫做 Shell。

Shell 除了能解释用户输入的命令，将它传递给内核，还可以：

调用其他程序，给其他程序传递数据或参数，并获取程序的处理结果；
在多个程序之间传递数据，把一个程序的输出作为另一个程序的输入；
Shell 本身也可以被其他程序调用。

由此可见，Shell 是将内核、程序和用户连接了起来。

Shell 本身支持的命令并不多，但是它可以调用其他的程序，每个程序就是一个命令，这使得 Shell 命令的数量可以无限扩展，其结果就是 Shell 的功能非常强大，完全能够胜任 Linux 的日常管理工作，如文本或字符串检索、文件的查找或创建、大规模软件的自动部署、更改系统设置、监控服务器性能、发送报警邮件、抓取网页内容、压缩文件等。

Shell 并不是简单的堆砌命令，我们还可以在 Shell 中编程，这和使用 C/C++、Java、Python 等常见的编程语言并没有什么两样。

Shell 虽然没有 C/C++、Java、Python 等强大，但也支持了基本的编程元素，例如：

if…else 选择结构，switch…case 开关语句，for、while、until 循环；
变量、数组、字符串、注释、加减乘除、逻辑运算等概念；
函数，包括用户自定义的函数和内置函数（例如 printf、export、eval 等）。

站在这个角度讲，Shell 也是一种编程语言，它的编译器（解释器）是 Shell 这个程序。平时所说的 Shell，有时候是指连接用户和内核的这个程序，有时候又是指 Shell 编程。

Shell 主要用来开发一些实用的、自动化的小工具，而不是用来开发具有复杂业务逻辑的中大型软件，例如检测计算机的硬件参数、一键搭建Web开发环境、日志分析等，Shell 都非常合适。

2.Shell程序的种类

常见的 Shell 有 sh、bash、csh、tcsh、ash 等。

(1.)sh程序

sh 的全称是 Bourne shell，由 AT&T 公司的 Steve Bourne开发，为了纪念他，就用他的名字命名了。 sh 是 UNIX 上的标准 shell，很多 UNIX 版本都配有 sh。sh 是第一个流行的 Shell。

(2.)bash程序

bash shell 是 Linux 的默认 shell，本教程也基于 bash 编写。 bash 由 GNU 组织开发，保持了对 sh shell 的兼容性，是各种 Linux 发行版默认配置的 shell。 bash 兼容 sh 意味着，针对 sh 编写的 Shell 代码可以不加修改地在 bash 中运行。
尽管如此，bash 和 sh 还是有一些不同之处：

一方面，bash 扩展了一些命令和参数；
另一方面，bash 并不完全和 sh 兼容，它们有些行为并不一致，但在大多数企业运维的情况下区别不大，特殊场景可以使用 bash 代替 sh。

Shell 是一个程序，一般都是放在/bin或者/user/bin目录下，当前 Linux 系统可用的 Shell 都记录在/etc/shells文件中。/etc/shells是一个纯文本文件，你可以在图形界面下打开它，也可以使用 cat 命令查看它。

通过 cat 命令来查看当前 Linux 系统的可用 Shell：

$ cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

在现代的 Linux 上，sh 已经被 bash 代替，/bin/sh往往是指向/bin/bash的符号链接。

查看当前 Linux 的默认 Shell，那么可以输出 SHELL 环境变量：

1 2	$ echo $SHELL /bin/bash

输出结果表明默认的 Shell 是 bash。通常用户登录成功后执行的shell程序为：/bin/bash

3.Shell脚本

任何代码最终都要被“翻译”成二进制的形式才能在计算机中执行。有的编程语言，如 C/C++、Pascal、Go语言、汇编等，必须在程序运行之前将所有代码都翻译成二进制形式，也就是生成可执行文件，
用户拿到的是最终生成的可执行文件，看不到源码。这个过程叫做编译（Compile），这样的编程语言叫做编译型语言，完成编译过程的软件叫做编译器（Compiler）。而有的编程语言，如 Shell、
JavaScript、Python、PHP等，需要一边执行一边翻译，不会生成任何可执行文件，用户必须拿到源码才能运行程序。程序运行后会即时翻译，翻译完一部分执行一部分，不用等到所有代码都翻译完。
这个过程叫做解释，这样的编程语言叫做解释型语言或者脚本语言（Script），完成解释过程的软件叫做解释器。编译型语言的优点是执行速度快、对硬件要求低、保密性好，适合开发操作系统、大型应用程序、
数据库等。脚本语言的优点是使用灵活、部署容易、跨平台性好，非常适合Web开发以及小工具的制作。 Shell 就是一种脚本语言，我们编写完源码后不用编译，直接运行源码即可。

Shell的作用是解释执行用户的命令，用户输入一条命令，Shell就解释执行一条，这种方式称为交互式（Interactive），Shell还有一种执行命令的方式称为批处理（Batch），
用户事先写一个Shell脚本（Script），其中有很多条命令，让Shell一次把这些命令执行完，而不必一条一条地敲命令。Shell脚本和编程语言很相似，也有变量和流程控制语句，
但Shell脚本是解释执行的，不需要编译，Shell程序从脚本中一行一行读取并执行这些命令，相当于一个用户把脚本中的命令一行一行敲到Shell提示符下执行。

shell程序例如bash的本质就是一个解释器，shell本身就是一门解释型、弱类型、动态语言，与python相对应，Python属于解释型、动态语言，
平时登录成功一个用户后进入的就是bash解释器的交互式环境，我们敲的命令其实都属于shell这门语言的语法

4.进入Shell程序

(1.)进入 Linux 控制台

一种进入Shell 的方法是让 Linux 系统退出图形界面模式，进入控制台模式，这样一来，显示器上只有一个简单的带着白色文字的“黑屏”，就像图形界面出现之前的样子。这种模式称为 Linux 控制台（Console）。

(2.)使用终端进入Shell程序

进入 Shell 的另外一种方法是使用 Linux 桌面环境中的终端模拟包（Terminal emulation package），也就是我们常说的终端（Terminal），这样在图形桌面中就可以使用 Shell。

(3.)Shell程序提示符（$和#的区别）

启动终端模拟包或者从 Linux 控制台登录后，便可以看到 Shell 提示符。提示符是通往 Shell 的大门，是输入 Shell 命令的地方。
对于普通用户，Base shell 默认的提示符是美元符号$；对于超级用户（root 用户），Bash Shell 默认的提示符是井号#。该符号表示 Shell 等待输入命令。
不同的 Linux 发行版使用的提示符格式不同。例如在 CentOS 中，默认的提示符格式为：

1	[zhangsan@localhost ~]$

这种格式包含了以下三个方面的信息：

启动 Shell 的用户名，也即 zhangsan；
本地主机名称，也即 localhost；
当前目录，波浪号~是主目录的简写表示法。

5.第一个Shell脚本

新建一个文件，扩展名为sh（sh代表shell）.Shell脚本通常都是以.sh 为后缀名的，这个并不是说不带.sh这个脚本就不能执行，只是大家的一个习惯而已。所以，以后你发现了.sh为后缀的文件那么它一定会是一个shell脚本了。

1 2	#!/bin/bash echo "Hello World !"

“#!” 是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种Shell。echo命令用于向窗口输出文本。

6.执行Shell脚本

(1.)作为可执行程序执行Shell脚本

将上面的代码保存为test.sh，并 cd 到相应目录：

1 2	chmod +x test.sh #使脚本具有执行权限,执行之前首先要为脚本文件添加可执行权限，不然就得用root权限才能执行！ ./test.sh #执行脚本

注意，一定要写成./test.sh，而不是test.sh。运行其它二进制的程序也一样，直接写test.sh，linux系统会去PATH里寻找有没有叫test.sh的，而只有/bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin等在PATH里，你的当前目录通常不在PATH里，所以写成test.sh是会找不到命令的，要用./test.sh告诉系统说，就在当前目录找。
通过这种方式运行bash脚本，第一行一定要写对，好让系统查找到正确的解释器。
这里的”系统”，其实就是shell这个应用程序（想象一下Windows Explorer），是方便理解，既然这个系统就是指shell，那么一个使用/bin/sh作为解释器的脚本可以可以省去第一行。

(2.)作为解释器参数执行Shell脚本

这种运行方式是，直接运行解释器，其参数就是shell脚本的文件名，如：

1	/bin/sh test.sh

它默认使用/bin/sh所指向的shell解释器来执行脚本文件，前提是脚本文件中未指定解释器。但如果在脚本文件中指定了使用哪种脚本解释器，那么它就不管/bin/sh指向哪个脚本解释器，而是使用脚本文件中所制定的那个脚本解释器。

(3.)脚本绝对路径执行执行Shell脚本

指定脚本文件的绝对路径，即可执行

1	/home/xxx/shellStudy/test.sh

7.传递参数给Shell脚本

运行脚本时传递给脚本的参数称为命令行参数。命令行参数用 $n 表示，例如，$1 表示第一个参数，$2 表示第二个参数，依次类推。
以下实例我们向脚本传递三个参数，并分别输出，其中 $0 为执行的文件名（包含文件路径）：

实例

#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com

echo "Shell 传递参数实例！";
echo "执行的文件名：$0";
echo "第一个参数为：$1";
echo "第二个参数为：$2";
echo "第三个参数为：$3";

为脚本设置可执行权限，并执行脚本，输出结果如下所示：

$ chmod +x test.sh 
$ ./test.sh zhangsan lisi wangwu
Shell 传递参数实例！
执行的文件名：./test.sh
第一个参数为：zhangsan
第二个参数为：lisi
第三个参数为：wangwu
另外，还有几个特殊字符用来处理参数：

运行脚本时传递给脚本的参数称为命令行参数。命令行参数用 $n 表示，例如，$1 表示第一个参数，$2 表示第二个参数，依次类推。

二.Shelle脚本的变量

在 Bash shell 中，每一个变量的值都是字符串，无论你给变量赋值时有没有使用引号，值都会以字符串的形式存储。这意味着，Bash shell 在默认情况下不会区分变量类型，即使你将整数和小数赋值给变量，它们也会被视为字符串，这一点和大部分的编程语言不同。
如果你写了一个长达1000行的shell脚本，并且脚本中出现了某一个命令或者路径几百次。突然你觉得路径不对想换一下，那岂不是要更改几百次？你固然可以使用批量替换的命令，但是也是很麻烦，并且脚本显得臃肿了很多。变量的作用就是用来解决这个问题的。

1.定义变量

Shell 支持以下三种定义变量的方式：

1
2
3

variable=value
variable='value'
variable="value"

variable 是变量名，value 是赋给变量的值。如果 value 不包含任何空白符（例如空格、Tab缩进等），那么可以不使用引号；如果 value 包含了空白符，那么就必须使用引号包围起来。

注意，赋值号的周围不能有空格

hell 变量的命名规范和大部分编程语言都一样：

变量名由数字、字母、下划线组成；
必须以字母或者下划线开头；
不能使用 Shell 里的关键字（通过 help 命令可以查看保留关键字）。

2.使用变量

使用一个定义过的变量，只要在变量名前面加美元符号$即可，如：

1
2
3

name="zhangsan"
echo $name
echo ${name}

变量名外面的花括号{ }是可选的，加不加都行，加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界，比如下面这种情况：

1 2	skill="Java" echo "I am good at ${skill}Script"

如果不给 skill 变量加花括号，写成echo “I am good at $skillScript”，解释器就会把 $skillScript 当成一个变量（其值为空），代码执行结果就不是我们期望的样子了。

推荐给所有变量加上花括号{ }，这是个良好的编程习惯。

3.修改变量的值

已定义的变量，可以被重新赋值，如：

name="zhangsna"
echo ${name}
name="lisi"
echo ${lisi}

第二次对变量赋值时不能在变量名前加$，只有在使用变量时才能加$。

4.将命令的结果赋值给变量

Shell 也支持将命令的执行结果赋值给变量
例如，我在 code 目录中创建了一个名为 log.txt 的文本文件，用来记录我的日常工作。下面的代码中，使用 cat 命令将 log.txt 的内容读取出来，并赋值给一个变量，然后使用 echo 命令输出。

1 2	log=$(cat log.txt) echo $log

5.只读变量

使用 readonly 命令可以将变量定义为只读变量，只读变量的值不能被改变。
下面的例子尝试更改只读变量，结果报错：

#!/bin/bash
name="zhangsan"
readonly name
name="lisi"

运行脚本，结果如下：

1	/bin/sh: NAME: This variable is read only.

6.删除变量

使用 unset 命令可以删除变量。语法：

1	unset variable_name

变量被删除后不能再次使用；unset 命令不能删除只读变量。
举个例子：

#!/bin/sh
name="zhangsan"
unset name
echo name
上面的脚本没有任何输出。

7.变量作用域

运行shell时，会同时存在三种变量：

(1.)局部变量

局部变量在脚本或命令中定义，仅在当前shell实例中有效，其他shell启动的程序不能访问局部变量。

(2.)环境变量

所有的程序，包括shell启动的程序，都能访问环境变量，有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。

(3.)shell变量

shell变量是由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量，有一部分是局部变量，这些变量保证了shell的正常运行。

三.Shell脚本的数组

bash支持一维数组, 不支持多维数组, 它的下标从0开始编号. 用下标[n] 获取数组元素；

1.定义数组

在shell中用括号表示数组，元素用空格分开。如：

1	array_name=(value0 value1 value2 value3)

也可以单独定义数组的各个分量，可以不使用连续的下标，而且下标的范围没有限制。如：

1
2
3

array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[2]=value2

2.读取数组

读取某个下标的元素一般格式为:

1	${array_name[index]}

读取数组的全部元素，用@或*

1 2	${array_name[*]} ${array_name[@]}

3.获取数组的信息

取得数组元素的个数：

1
2
3

length=${#array_name[@]}
#或
length=${#array_name[*]}

获取数组的下标：

1
2
3

length=${!array_name[@]}
#或
length=${!array_name[*]}

取得数组单个元素的长度:

1	arr_length=${#array_name[n]}

四.Shell脚本的流程控制

1.Shell if else语句

if [ 表达式 ] then  语句  fi

if [ 表达式 ] then 语句 else 语句 fi

if [ 表达式] then 语句  elif[ 表达式 ] then 语句 elif[ 表达式 ] then 语句   …… fi

例子：

a=10
b=20
if [ $a == $b ]
then
echo "a is equal to b"
else
echo "a is not equal to b"
fi

另外：if … else 语句也可以写成一行，以命令的方式来运行，像这样：

1	if test $[2*3] -eq $[1+5]; then echo 'The two numbers are equal!'; fi;

其中，test 命令用于检查某个条件是否成立，与方括号([ ])类似。

2.Shell case esac语句

case … esac 与其他语言中的 switch … case 语句类似，是一种多分枝选择结构。case语句格式如下：

case 值 in
模式1)
command1
command2
command3
;;
模式2）
command1
command2
command3
;;
*)
command1
command2
command3
;;
esac

取值后面必须为关键字 in，每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至 ;;。;; 与其他语言中的 break 类似，意思是跳到整个 case 语句的最后。
如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。

五.Shell脚本的循环语句

1.Shell脚本for循环

一般格式为：

for 变量 in 列表
do
command1
command2
...
commandN
done

注意：列表是一组值（数字、字符串等）组成的序列，每个值通过空格分隔。每循环一次，就将列表中的下一个值赋给变量。
顺序输出当前列表的数字：

for loop in 1 2 3 4 5
do
echo "The value is: $loop"
done

显示主目录下以 .bash 开头的文件：

#!/bin/bash
for FILE in $HOME/.bash*
do
echo $FILE
done

2.Shell脚本while循环

一般格式为：

while command
do
Statement(s) to be executed if command is true
done

例如：

COUNTER=0
while [ $COUNTER -lt 5 ]
do
COUNTER='expr $COUNTER+1'
echo $COUNTER
done

3.Shell脚本until循环

until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反。

until command
do
Statement(s) to be executed until command is true
done

command 一般为条件表达式，如果返回值为 false，则继续执行循环体内的语句，否则跳出循环。类似地，在循环中使用 break 与continue 跳出循环。另外，break 命令后面还可以跟一个整数，表示跳出第几层循环。

六.Shell脚本的函数

格式：

[function] funcName()
{undefined
语句
[return 返回值]
}

返回值是可选的，如果没有显示return 则默认返回最后一条语句执行的结果。 Shell 函数返回值只能是整数，一般用来表示函数执行成功与否，0表示成功，其他值表示失败。如果 return 其他数据，比如一个字符串，往往会得到错误提示：“numeric argument required”。
如果一定要让函数返回字符串，那么可以先定义一个变量，用来接收函数的计算结果，脚本在需要的时候访问这个变量来获得函数返回值。函数参数从$1到$n，$0 是文件名。
例子：

#!/bin/bash

#打印数字
printNum()
{
echo $1
}

for i in `seq 2 8` #seq是一个命令，顺序生成一串数字或者字符
do
printNum $i
done

七.Shell脚本的文件包含

Shell 中包含脚本可以使用：

1	. filename

或

1	source filename

两种方式的效果相同，简单起见，一般使用点号(.)，但是注意点号(.)和文件名中间有一空格。

例如，创建两个脚本，一个是被调用脚本 subscript.sh，内容如下：

1	url="hello word"

一个是主文件 main.sh，内容如下：

1
2
3

#!/bin/bash
. ./subscript.sh
echo $url

执行脚本：

$chomd +x main.sh
./main.sh
hello word
$

注意：被包含脚本不需要有执行权限。

参考资料:
Shell教程