【系统性学习】Linux Shell易忘重点整理

news2024/9/29 7:33:08

本文主要基于《实用Linux Shell编程》总结，并加入一些网上查询资料和博主自己的推断。
其中命令相关的，已抽取出来在另一篇系统性学习】Linux Shell常用命令中，可以一起使用。

文章目录

    • 一、基础知识
    • 二、命令与环境
    • 三、变量和数组
    • 四、条件流程控制
    • 五、循环
    • 六、函数
    • 七、通配符、正则表达和文本处理
    • 八、进程与作业
    • 九、其他话题
    • 十、Bash调试

一、基础知识

  1. Linux 系统主要目录及简单描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
目录描述
/binbin 是 Binaries (二进制文件) 的缩写, 这个目录存放着最经常使用的命令
/boot内核及其他系统启动时需要的文件，包括一些连接文件以及镜像文件
/devdev 是 Device(设备) 的缩写, 存放的Linux 的外部设备，Linux把所有外设都看做是一个文件，对文件的操作就是对外部设备的操作
/etcetc 是 Etcetera(等等) 的缩写,用来存放所有的系统管理所需要的配置文件，该目录及子目录下有很多.conf文件
/home用户的主目录，系统默认的普通用户主目录为/home/<acount_name>，如上图中的 alice、bob 和 eve，保存用户自己的配置文件、文档、数据等
/liblib 是 Library(库) 的缩写，存放着系统最基本的动态连接共享库文件（由/bin和/sbin使用），其作用类似于 Windows 里的 DLL 文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。/user/lib中包含更多用于用户程序的库文件
/lost+found这个目录一般情况下是空的，当系统非法关机后，这里就存放了一些文件，用于系统修复和恢复
/mnt系文件系统挂载点，一般用于安装移动介质，其他文件系统的分区、网络共享文件系统或者任何可安装的文件系统。比如可以将光驱挂载在 /mnt/ 上，然后进入该目录就可以查看光驱里的内容了。
/optopt 是 optional(可选) 的缩写，主要由第三方开发者用于安装和卸载他们的软件包。比如你安装一个ORACLE数据库或者spark就可以放到这个目录下。默认是空的。
/procproc 是 Processes(进程) 的缩写，是一种伪文件系统（也即虚拟文件系统），存储的是当前内核运行状态的一系列特殊文件，这个目录是一个虚拟的目录，它是系统内存的映射，我们可以通过直接访问这个目录来获取系统信息(如 /proc/version)。这个目录的内容不在硬盘上而是在内存里，我们也可以直接修改里面的某些文件，比如可以通过下面的命令来屏蔽主机的ping命令，使别人无法ping你的机器：echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
/root该目录为系统管理员，也称作超级权限者的默认主目录。
/sbins就是 Super User 的意思，是 Superuser Binaries (超级用户的二进制文件) 的缩写，这里存放的是超级用户管理系统时使用的系统管理程序。普通用户几乎没有权限执行这里面的命令。/user/sbin是超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序
/tmptmp 是 temporary(临时) 的缩写这个目录是用来存放一些临时文件的。当系统重启时，改目录的文件会被自动清空
/usrusr 是 unix shared resources(共享资源) 的缩写，这是一个非常重要的目录，用户的很多应用程序和文件都放在这个目录下，类似于 windows 下的 program files 目录。
/varvar 是 variable(变量) 的缩写，这个目录中存放着在不断扩充着的东西，我们习惯将那些经常被修改的目录放在这个目录下。包括各种日志文件。
  1. ls -l 详情解释：
-rw-------.  1 root root 1.3K Dec 14 01:38 anaconda-ks.cfg
dr-xr-xr-x. 17 root root  224 Dec 14 01:38 bin
  • 第一列共10位，第1位表示文档类型，d表示目录，-表示文件，l表示链接文件，d表示可随机存取的设备，如U盘等，c表示一次性读取设备，如鼠标、键盘等。后9位，依次对应三种身份所拥有的权限，身份顺序为：owner、group、others，权限顺序为：readable、writable、excutable
  • 第二列，对于文件表示硬链接数，表示有多少个文件链接到inode号码。对于目录表示子目录数（包括隐藏文件），所有目录都包含".“和”…"两个隐藏目录，所以目录的第二列>=2。
  • 第三列表示拥有者,user
  • 第四列表示所属群组，group
  • 第五列表示文档容量大小
  • 第六列表示文档最后修改时间，注意不是文档的创建时间
  • 第七列表示文档名称。以点(.)开头的是隐藏文档
  1. 账户权限说明：对于文件，读：可以查看 写：可以修改 执行：可以运行。对于目录，读：可以浏览，用ls 写：可以创建和删除文件 执行：可以进入该目录。
  2. SUID：有的可执行二进制文件的账户权限为rws，s是SUID（即set uid）,表示其他账户在执行时，有文件所有者的权限。如passwd命令会改/etc/shadow文件，这个文件只有root用户可以修改。但其他账户同样可以执行passwd修改该文件。原因就是passwd文件是s权限。chmod u+s file或chmod 4755 file添加该权限。rwS显示S是不正常的，给文件添加x权限才会正常。SUID仅对可执行二进制文件起作用。
  3. SGID：有的可执行二进制文件的所属组权限为rws，，s是SGID（即set gid）表示其他账户在执行时，具有文件所属组的权限。对目录设置SGID，则作用为：任何账户如果可以在该目录内建立新文件或新的子目录，那么新文件和子目录的所属组与该目录的所属组保持一致。SGID属性要保证目录或文件对所属组由x权限，否则为大写S。chmod g+s file或chmod 2755 file添加该权限
  4. SBIT：粘滞位，t是SBIT只有目录可以设置，作用是：在一个大家都有权限的目录下，账户不能删除别人的文件或目录。chmod o+t file或chmod 1755 file添加该权限。SBIT要求其他账户有执行权限，否则为大写T。

二、命令与环境

  1. linux命令分为内置命令和外部命令：help查看所有内置命令和关键字列表， help command查看内置命令详情。外置命令：which command查看外置命令位置，which无法对内置命令生效。command --help显示外置命令详情。
  2. 内置变量PS1，主命令提示参数。重新登陆shell则恢复。永久保持写入~/.bashrc中。
\h 计算机名
\t 当前时间
\u 账户名
\w 当前路径
> PS1="\h@\u@\t$" #输入
host-10-31-17-80@user_client@16:17:03$ #提示符从>改变了
  1. 搜索路径PATH，路径用:隔开，按顺序先后查找，找到就停止。在原路径后面加路径PATH='$PATH:/tmp/bin'。
  2. 要永久改变环境变量，将修改写进~/.bashrc文件中。
  3. 权限掩码umask
  4. source和点命令：souce file和. file等价，如果file不在当前目录下，会在$PATH下找。
  5. 直接执行脚本文件和source都能执行脚本中的命令。差异：a. 脚本在子shell中运行，而source是在父shell b. 直接运行脚本需要脚本有x权限，source不需要
  6. 命令解释顺序及改变。命令类型查看用type command
alias->keywords->function->built-in->$PATH
别名->关键字->函数->内置命令->外部命令
  • command <命令> 禁用别名和函数，先处理内置命令和外部命令
  • builtin <命令> 只查找内置命令
  • enable 禁用(-n)和使能内置命令（尽量少用，要避免自己的编写的命令和内置命令重名）
  1. 命令或程序结束后会返回一个退出状态，取值0-255，0表示成功执行。内置变量$?存了上一条命令的退出状态 。
  2. 内置命令true用于返回成功的状态，false则是失败。
  3. 管道左侧|右侧，理解成左侧命令的输出，会给到右侧命令的输入，所以右侧命令不需要写代表输入的参数。
  4. 执行一个shell命令会自动打开标准输入文件(stdin)和标准输出文件(stdout),他们默认对应终端键盘和终端屏幕，分别对应文件描述符0和1。文件描述符（file descriptor,fd）是进程对其打开文件的索引，形式上是个非负整数。
> ls -l /dev/std*
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Aug 19  2015 /dev/stderr -> /proc/self/fd/2
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Aug 19  2015 /dev/stdin -> /proc/self/fd/0
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Aug 19  2015 /dev/stdout -> /proc/self/fd/1
> ls -l /proc/self/fd/*
lrwx------ 1 user_client users 64 Oct 22 17:00 /proc/self/fd/0 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 user_client users 64 Oct 22 17:00 /proc/self/fd/1 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 user_client users 64 Oct 22 17:00 /proc/self/fd/2 -> /dev/pts/0

Linux下的tty和pts详解
概述Linux TTY/PTS的区别
简单的说，/dev/pts/0 可以当做一个终端，这个终端连接了输入和输出，所以fd/0(标准输入)、fd/1（标准输出）、fd/2（标准错误）都可以连到这个终端上来。

  Input  +--------------------------+  R/W   +------+
----------->|             |<---------->| bash |
      |     pts/1      |      +------+
<-----------|             |<---------->| lsof |
  Output  | Foreground process group |  R/W   +------+
      +--------------------------+
  1. 输入重定向： 命令 输入->命令 < 文件名（不能是带输出的命令）
  2. 输出重定向： 命令（能产生输出）->命令（能产生输出） >文件名，命令（能产生输出） >>文件名追加模式。> 文件名可以创建空文件或者清空文件。输出重定向是不安全的。如果想不覆盖源文件，可开启noclobber选项，set -o noclobber。
  3. 标准错误输出（stderr）,对应fd/2，普通重定向>不起作用。需要 2> 实现重定向。
  4. 同时处理，1>file1 2>file2标准到file1,错误到file2，>file 2>&1同时输出到file（等价 &> file 和>& file）。
  5. “黑洞”，/dev/null一般用作垃圾箱，把不要的输出重定向到这里，如2> /dev/null
  6. 一行多命令，用;隔开。
  7. 后台执行：command &，执行后会输出 [工作号] 进程号。
  8. 续行：命令太长可用\来分行，PS2控制续行提示符。
  9. 特殊文件名处理：空格前面加\,-a.txt这样-开头的，用vi -- -a.txt或vi ./-a.txt。因为-后面会被认为是选项。Bash规定--(空格)后面的东西不是选项，而是文件名或参数。
  10. 小括号，大括号，中括号

三、变量和数组

  1. Bash只有字符串类型。整数型字符串赋值被变量时，变量相当于多了个整数属性，可以进行整数运算。
  2. 变量定义时，等号左右两边不能有空格。引用变量时，前面加$。
  3. 双引号作用，保留空格。a= 和b=" "，a是为空的，b才能保留空格。
  • 单引号：相当于raw字符串：被单引号括起的内容不管是常量还是变量者不会发生替换。
  • 双引号：把双引号内的内容输出出来；如果内容中有命令、变量等，会先把变量、命令解析出结果，发生替换，然后在输出最终内容来。
  • 不加引号：不会将含有空格的字符串视为一个整体输出, 如果内容中有命令、变量等，会先把变量、命令解析出结果，然后在输出最终内容来，如果字符串中带有空格等特殊字符，则不能完整的输出，需要改加双引号，一般连续的字符串，数字，路径等可以用。
  1. 取命令执行结果：`命令`,$(命令)都可以取命令输出的结果。要保留换行符、首尾空格等符号，则用"$(命令)"。可以把()当做子shell，里面的操作不会对父shell产生影响。少用反引号，因为$()便于嵌套。注意对比取变量${变量}和取命令输出结果$(命令)。
# 测试父shell中变量
> x=10
> b=$(echo $x)
> echo b=$b x=$10
b=10 x=0
> b=$(x=5;echo $x)
> echo b=$b x=$x
b=5 x=10 --父shell中的x没被改变

# 测试嵌套
> time=$(echo Today is $(date))
> echo $time
Today is Sun Oct 23 14:06:37 CST 2022

# 取变量和取命令
> aa=${date}
> echo aa
  --空，因为变量date没有定义
  
# 测试定义命令同名变量，不会影响命令执行
> date=3 #同名变量
> t1=$(date)
> t2=$date
> t3=${date}
>  echo -e "t1=$t1\nt2=$t2\nt3=$t3"
t1=Sun Oct 23 14:11:21 CST 2022
t2=3
t3=3

# 反斜杠取消符号原有功能
> echo "`date`"
Sun Oct 23 14:19:05 CST 2022
> echo "\`date\`"
`date`
> echo "$(date)"
Sun Oct 23 14:19:22 CST 2022
> echo "\$(date)"
$(date)
  1. 整型计算：放在双括号间或let后面。$((表达式))可取出表达式计算结果。单独的((表达式))仅仅是计算，而没有输出。i++(先用后加)，++i先加后用，支持+=,-=,*=,/=,%=,^=等运算。支持算木运算((条件?结果1：结果2))。$(())可替换成$[]，注意，有$时才能替换。另外，declare -i var定义了整型变量后，var=表达式不需要括号也可进行整型计算。
# 命令行理解
w=date
> echo $w
date
> $w  #直接被执行
Sun Oct 23 16:03:32 CST 2022

# 表达式结果
> echo $((50/20))
2
> echo $((w=50/20))
2
> echo $w
2
> echo $[a=10+5]
15
> echo $a
15

# 整型变量
>declare -i v
>v=$a+$w
>echo $v
30
>v=a+10 # 甚至不需要引用
>echo $v
25
  1. 浮点运算：用bc或者awk。echo "scale=5;表达式|bc"或者直接bc开客户端运算，quit退出。
  2. 其他进制：bash支持其他进制运算，只要在算数表达式能生效的地方都可以使用。两种书写方法，a. 基数#数值，基数可取2到64。b. 0开头表示8进制，0x开头表示十六进制：
((w=8#16)) #8进制的16赋值给w
((w=016))  #等价
((w=16#25)) #16进制的25赋值给w
((w=0x25))  #等价
  1. 数组：bash只支持一维数组，下标默认从0开始。单独引用数组名时，返回数组第一个元素。打印数组全部详细信息，用 declare -p 数组名。
# 定义
y=(aa bb cc)
y=([1]=aa [3]=bb [5]=cc) # 非连续下标定义
>echo $y
aa
> declare -p y
declare -a y='([0]="aa" [1]="bb" [2]="cc")'

# 引用,${数组名[下标]}
echo $y  # 打印数组第一个元素
echo ${y[1]}
echo ${y[*]} #得到数组所有元素，作为一个整体
echo ${y[@]} #得到数组所有元素，作为一个个个体
echo ${#y[*]} #得到数组个数
echo ${!y[*]} #得到数组所有下标
# 增加或修改元素
y[3]=dd
y[2]=cc2
# 删除元素或数组
unset y[1]
unset y
  1. 关联数组（其他语言里的map）：Bash4以上版本才支持。使用和数组类似，定义如下：
declare -A age=([Mike]=12 [Jack]=24 [Tom]=30)
# 显示详情
declare -p age

# 取建
echo ${!age[@]}
# 取值
echo ${age[@]}
  1. Bash中的特殊变量。P118
变量含义
$0脚本自身的名字，或者shell的名字
$N脚本或函数的位置参数，$1,$2,...${10}，注意大于9要用{}包起来
$#位置参数个数,不包括$0
$*所有位置参数（整体作为一个字符串）,不包括$0
$@所有位置参数（每个作为独立字符串）,不包括$0
$?上一条命令退出状态
$$当前shell进程ID
$!最后一个命令的进程ID
$-当前shell的选项,若echo $- 的输出中包含i，则表示是交互式shell，包含C则表示noclobber开启
$_上条命令的最后一个参数
  1. set --清除所有位置参数,不包括$0。
  2. 父shell与子shell及其进程ID。
  3. 一些常用内置变量（或者说环境变量）P121
变量含义
BASHbash的完整路径，默认为/bin/bash
BASH_ENV非交互式分登陆模式中(比如执行shell脚本时)，先执行一遍该变量下指定的脚本
CDPATH命令cd的搜索路径，多个路径用:隔开，用于减少输入全路径的情况
DISTACK当前目录栈存放的数组，配合poshd,popd,dirs使用
FUNCNAME当某函数被调用时，该变量为函数名；实际上它是数组，记录调用链上所有的函数名
GLOBIGNORE要忽略的通配模式列表，冒号分割，定义了文件名扩展时(通配符模式下)要忽略的文件名集合,本身也支持通配符，例如GLOBIGNORE=a*;b*会使得ls *忽略所有a和b开头的文件
HISTFILE存放命令历史的文件，通常为~/.bash_history
HISTFILESIZE命令历史文件保存的最大行数
HISTIGNORE不需保存的历史命令序列，多个通配符模式列表组成，由冒号分隔。用冒号隔开。如HISTIGNORE=ls:t*:\&，将忽略ls命令，和t开头的命令，并且&表示连续输入的相同命令只被记录一次,赋值时需要用\屏蔽其将命令后台挂起含义
HOME用户主目录，通常为/home/用户名，不要改，会影响cd及cd ~的结果
LINENO脚本中当前行号
OLDPWD前一个工作目录，cd -等价于cd $OLDPWD
OPTARG存放getopts参数的值
OPTIND待处理的下一个getopts参数索引，初始值为1
PATH外部命令搜索路径，多个以冒号隔开
PPID父进程（父shell）的进程ID
PWD当前工作目录
RANDOM0-32767之间一个随机数
REPLYread不加变量时，变量缓存。select 用户选择项缓存
SECONDS当前shell的启动时间
SHELL登陆linux后的默认shell，/bin/bash比较常用
SHELLOPTSshell的选项，冒号隔开，例：braceexpand:emacs:hashall:histexpand:history:interactive-comments:monitor
SHLVL第一次打开一个shell终端，值为1，没进入一层子shell，值增加1
TMOUT如果该值大于0，当前shell在等待TMOUT秒后没有任何输入就会自动退出
BASH_SOURCE更稳健地获取自身脚本路径。BASH_SOURCE是数组，不过它的第一个元素是当前脚本的名称。这在source的时候非常有用，因为在被source的脚本中，$0是父脚本的名称，而不是被source的脚本名称。而BASH_SOURCE就可以派上用场了。还可和FUNAME配合打印哪个脚本调用了哪个函数。
BASH_SUBSHELL检查当前环境是不是在subshell中，这个值在非subshell中是0；每进入一层subshell就加1
  1. 常用变量赋值表达式。下面的Default可以是变量，取$变量。var也可以是0(不能赋值)或者位置变量1，2，3…10(不能赋值)。
表达式含义
${var:-Default}若var未定义或为空值，则表达式的值为Default，var不变
${var:=Default}若var未定义或为空值，则表达式的值为Default，var赋值Default
${var:?Message}若var未定义或为空值，则打印Message且后续代码不再执行,var不变。
${!pre*}匹配之前所有声明的以pre开头的变量
${!pre@}匹配之前所有声明的以pre开头的变量
  1. 常用内置字符串操作(支持通配符)。sed和awk也有字符串处理函数，但内置操作最快。下表中的str可替换成数组名[*]，则表达式对于数组每个元素做处理。expr命令也可处理字符串，支持正则表达式。
表达式含义
${#str}字符串str的长度
${str:pos}从str的pos位置提取子串，到结尾
${str:pos:len}从str的pos位置提取长度为len的子串
${str#glob}从str的开头，删除最短匹配的通配符模式glob
${str##glob}从str的开头，删除最长匹配的通配符模式glob
${str%glob}从str的结尾，删除最短匹配的通配符模式glob
${str%%glob}从str的结尾，删除最长匹配的通配符模式glob
${str/glob/replacement}用replacement代替第一个glob，最长匹配
${str//glob/replacement}用replacement代替所有glob，最长匹配。
${str/#glob/replacement}用replacement代替第一个包含开头的glob，最长匹配
${str/%glob/replacement}用replacement代替第一个包含开头的glob，最长匹配
> a=(one on1 tow)
> echo ${a[*]#o*}
ne n1 tow
> echo ${a[*]##o*}
tow
> b=${a[*]##o.*}
>  declare -p b
declare -- b="one on1 tow"
> echo ${a[@]##o*}
tow
> c=${a[@]##o*}
> declare -p c
declare -- c="tow"

四、条件流程控制

  1. 条件判断命令：test 条件表达式或[ 条件表达式 ],中括号前后一定要有空格。$?取命令退出结果来看条件是否满足。满足则退出结果为0，否则为1。
  2. 整型关系运算：
条件表达式含义
[ int1 -lt int2 ]int1小于int2
[ int1 -le int2 ]int1小于等于int2
[ int1 -gt int2 ]int1大于int2
[ int1 -ge int2 ]int1大于等于int2
[ int1 -eq int2 ]int1等于int2
[ int1 -ne int2] int1不等于int2
  1. 字符串关系运算，注意需要加\转义，且str最好用""保护首尾的空格。
条件表达式含义
[ str1 == str2 ]str1等于str2,也可以用str1=str2
[ str1 != str2 ]str1不等于str2
[ str1 > str2 ]字典序，str1大于str2,str1在str2后面
[ str1 < str2 ]字典序，str1小于str2,str1在str2前面
[ -z str ]str为空串zero，长度为0
[ -n str ]str非空not-zero，长度大于0
[ str ]同上
[[ str =~ regex ]]str匹配正则表达式regex，注意=~只能在中括号中使用，相当于启用正则匹配
  1. 文件属性判断，
条件表达式含义
[ -a file ]file存在
[ -e file ]file存在，同a
[ -s file ]file存在且非空（字节数大于0）
[ -d file ]file存在且是一个目录
[ -f file]file存在且是一个普通文件
[ -h file]file存在且是一个符号链接
[ -L file]file存在且是一个符号链接，同h
[ -p file]file存在且为已命名管道
[ -u file ]file存在且设置了SUID
[ -g file ]file存在且设置了SGID
[ -k file ]file存在且设置了粘滞位
[ -r file ]file存在且当前用户有读权限
[ -w file ]file存在且当前用户有写权限
[ -x file ]file存在且当前用户有执行权限，如果是目录，则有进入该目录权限
[ -N file ]file存在且最后一次读取后有更改
[ -O file ]file存在且当前用户是该文件所有者
[ -N file ]file存在且当前用户所属组是该文件所属组
[ -t FD]文件描述符打开，并指向一个终端
[ f1 -nt f2 ]f1修改时间比f2新newer than，或f1存在且f2不存在
[ f1 -ot f2 ]f1修改时间比f2旧older than，或f2存在且f1不存在
[ f1 -ef f2 ]f1和f2有相同的设备和节点号（互为硬链接）
  1. 逻辑与：[ 条件表达式1 -a 条件表达式2 ],逻辑或：[ 条件表达式1 -o 条件表达式2 ],逻辑非：[ ! 条件表达式 ]。test同样。优先级：非、与、或，多条件可用()，括号最优先。
  2. 双中括号代替test或[].[[]]使得P146：
  • a. (,<等不用加反斜杠；
  • b. 保留字符串首尾有空格时，也不需要加双引号
  • c. 判断字符串相等或者不等时，右侧支持通配模式。*代表0或多个字符，?代表一个字符
  • d. 支持&& 和 || 表达 代替 -a ,-o

  1. 双小括号助力整数条件运算。(())使用场景：
    I. 计算表达式，((表达式))等价于 let 表达式 。表达式结果不是逻辑0或1的时候，该表达式不报错的退出状态永远是0。
    II. 上述表达式可以是整数相关的条件表达式，使得
    a. (,<等不用加反斜杠；
    b. >,<,!=可应用于整数，并且>=,<=,==也可使用
    c. 支持&& 和 || 表达 代替 -a ,-o

  2. 命令的与或非：
    I. 与：命令1 && 命令2 ，命令结果都为0，才为0。若命令1结果为非0，则命令2不再执行。可用来实现命令依赖。
    II. 或：命令1 || 命令2 ，命令结果有一个为0，则为0。若命令1结果为0，则命令2不再执行。可用来按优先级至少执行一个命令。
    III. 非: ! 命令1 ，命令结果有一个为0，则为0。若命令1结果为0，则命令2不再执行。可用来按优先级至少执行一个命令。

# 样例
>[-r a.txt -a -w b.txt ] #判断文件存在和权限
>echo $?
0

# 优先级
> x=5;y=10;z=20
>[ \($x -eq 5 -o $y -gt 5\) -a $z -lt 5 ]
> echo $?
0
# 双中括号
>[[ ($x -eq 5 || $y -gt 5) && $z -lt 5 ]]
> echo $?
0
# 双小括号
>(( ($x == 5 || $y > 5) && $z < 5 ))
> echo $?
0

# 双中括号字符串相等或不相等右侧通配模式
>[[ $s1 == a* && $s2 != b? ]]

# 命令与或非
> [ 1 -eq 2 ] && [ 1 -lt 3 ] 
> echo $?
1
  1. 判断变量是否有定义：[-v 变量名] 或 test -v 变量名。结果为0则表示有定义。或者set，从结果中找，存在则表示有定义，但这种方式太繁琐。
    10.if控制结构，可嵌套使用。
# if命令
if 命令 #该命令的退出结果为0，则执行then后面的语句
then
	命令1
	命令2
	...
if

if 命令;then 命令1;命令2...;fi  # 单行模式

#if-else 命令
if 命令
then 
	命令（命令组）
else #可以没有
	命令（命令组）
fi

if 命令;then 命令（命令组）;else 命令（命令组）;fi

#if-elif 命令
if 命令1
then 
	命令（命令组）
elif 命令2
then 
	命令（命令组）
elif 命令3
then 
	命令（命令组）
else  #可以没有
	命令（命令组）
fi

# 命令中的重定向
if cp a.txt b.txt 2>/dev/null #重定向不影响命令退出状态
then
 	echo “copy done”
fi

# if-else的替换
if cmd1; then cmd2;else cmd3;fi
cmd1 && cmd2 ||cmd3 # 等价
  1. case 控制结构，如下模式可以是1个，或者多个，多个用|分割，或关系。模式支持正则表达式。如[6-7][0-9]表示60~79。
case $变量 in
	模式1)
		命令(命令组);;
	模式2)
		命令(命令组);;
	...
	*) #表示其他情况
		命令(命令组);;
esac
# 样例
case $score in
	100)
		echo "Full Mark";;
	9[0-9])
		echo "Excellent";;
	8[0-5] | 8[6-9])
		echo "Very Good";;
	[6-7][0-9])
		echo "Passing";;\
	*)
		echo "Failed,or Error";;
esac
  1. exit的退出状态默认为前一条命令的退出状态。也可以exit N带整型参数，则退出状态为N，这个特点可以配合if（产生exti不同结果）和case（对不同结果做处理）命令使用。
  2. here文档和case可模拟select命令的功能。详见常用命令here。
# 结合case使用，模拟select命令
cat << INPUT
choose your role
A）student
B) teacher
INPUT

read var
case $var in
	A)
		...;;
	B) 
	 	...;;
	*)
		echo "error";;
esac

五、循环

  1. for控制流程，如下“”列表“”可以是字符串字面量，字符串变量，或位置参数枚举$*,$@，或数组枚举${数组名[*]，${数组名[@]
    I. 为字符串时，元素分割符由IFS指定（Internal Filed Seperator，字段分割符），默认为“空白字符”，linux中的"空白字符"包括:空格、\t、换行\n、回车\r（\n和\r 是不同的:\r是指 在同一行中, 使光标回到该行的行首。\n是指 光标转到下一行）。IFS使用后要记得恢复。
    II. $*,$@的表现受双引号限制，有引号时"$*"仍是一个整体，"$@"则各元素分别作为一个整体；没有引号时，$*,$@表现一样，每个元素都分别作为一个整体。
    III. ${数组名[*]，${数组名[@]同上。
    IV. [in 列表]部分不是必须的，没有的时候相当于 for 变量 in "#@"
for 变量 [in 列表]
do
	命令（命令组）
done
#  单行
for 变量 [in 列表];do 命令（命令组）;done


# IFS注意点
> OLD_IFS="$IFS"
> IFS="$OLD_IFS" #用完后要恢复



# IFS 测试
> for a in 1 2 3;do echo  "${a}T";done
1T
2T
3T  --不带引号的字符串，触发天然分割，但该分割不是由IFS指定。
> for a in "1 2 3";do echo  "${a}T";done
1 2 3T  --不触发天然分割和IFS分割
> str2="1 2 3"
> for a in $str2;do echo  "${a}T";done
1T
2T
3T --变量引用触发IFS分割，当前分割符为默认的空白字符
>IFS=":"
> for a in "1:2:3";do echo "${a}T";done
1:2:3T
> str="1:2:3"
> for a in $str;do echo  "${a}T";done
1T
2T
3T  --变量引用触发IFS分割，当前分割符为:
> for a in 1 2 3;do echo  "${a}T";done
1T
2T
3T  --触发天然分割未受影响
> echo $str
1 2 3 --此时，echo得到的str结果可以看出，IFS分割已触发，分割后的元素用空格连接打印
> for a in $str2;do echo  "${a}T";done
1 2 3T --分割符已变，所以即使触发IFS分割，也分割不了
> a=$str
> declare -p str
declare -- str="1:2:3"
> declare -p a
declare -- a="1:2:3"
> echo "1:2"
1:2



所以，可以猜测，IFS只作用于引用变量的时候，即变量引用触发IFS分割，并将变量以IFS字符分割。
in后面只看有多少被分割元素，不触发分割。

# 引号下不同表现
>cat test.sh
for a in "$@";do echo $a;done

>test.sh A B C
A
B
C
>cat test.sh
for a in "$*";do echo $a;done
>test.sh A B C
A B C
>若不加双引号， 即 for a in $* 或 $@，结果都如下
>test.sh A B C
A
B
C  --可理解成，$*也触发天然分割，被切开了

# for 常用大括号扩展
for i in {1..10} # 或{a..z}, a{b,c}k,{10..1}等
do 
	...
done
  1. 算数for循环，三个表达式不是必须的，但;需要保留。循环条件为空时，表示无限循环。
for ((变量初始化;循环条件;变量值更新))
do
	命令（命令组）
done

# 样例1
for ((i=0;i<10;i++));do echo $i;done
# 样例2
i=0
for ((;i<10;));do echo $i;((i++));done
  1. while循环。先判断while后面命令的退出状态，为0时，do后面的命令再执行。
while 命令
do
	命令（命令组）
done
  1. until循环。先判断while后面命令的退出状态，为0时，do后面的命令再停止。
until 命令 #等价于 while !命令
do
	命令（命令组）
done
  1. break和continue可以跳出循环，包括for、while、until。break N和continue N跳出N层循环。技巧if 命令;then break/continue;fi可写成命令 && break/continue。
  2. 循环的重定向以及和管道的配合。循环结构for、while、until都是以done结尾的，done后面可以接<，>做输入输出重定向，或者接| 命令做管道。因为while和until后面是命令，所以命令就有可能需要有输入，那么也是可以在前面加管道的，即 命令 | while 需要输入的命令。
# 输出管道，脚本：
for i in c b a m p
do
	echo $i
done | sort # 则该脚本可以输出排序后的值

# 输入重定向：
while read line
do
	echo $line
done < test.txt 

# 输入管道：
cat test.txt|while read line
do
	echo $line
done 

# 输入和输出：
cat test.txt|while read line
do
	echo $line
done > out.txt

六、函数

  1. 函数定义有三种形式,可接受位置参数，调用时用法和脚本一样
function 函数名
{
	命令（命令组）
}

函数名()
{
	命令（命令组）
}

function 函数名()
{
	命令（命令组）
}
# 一行形式，右大括号前必须要有一个分号
function 函数名 {命令（命令组）;}

# 使用
函数名 arg1 arg2 arg3 #函数体力如果有echo，就打印echo内容

# 调用
source 函数定义脚本
$(函数名)
$(函数名 arg1 agr2)
  1. 函数内变量，如果和全局变量同名，则为全局变量，否则需要加上 local 或者declare声明成局部变量；如果是非同名变量，则为局部变量，加上declare -g 则可声明成全局变量。
  2. 当前函数名，存在内部变量FUNNAME中。FUNNAME是一个数组，第一个元素为当前函数名，第二个元素为上一层调用函数名，declare - p FUNNAME或 echo ${FUNAME[*]}查看调用链。
  3. 函数的导出与清除。declare -fx fun1, 导出函数，等同 export -f fun1。清除 unset -f 函数名或unset 函数名。declare -f fun1查看函数定义。
  4. 函数返回命令return， 可带参数N。执行return后，函数中后续命令不再执行。return不带参数时，函数的返回状态为return上一条命令的状态。retrun N时，，函数的返回状态为N。可当做默认函数结尾有个隐含的return。
  5. 递归函数，可以实现，但运行效率较低，且占用系统资源较多，不提倡写递归函数。

七、通配符、正则表达和文本处理

  1. 通配符模式，glob（也叫wildcard）。支持以下几种
通配符含义
*表示任意字符
?表示一个字符
[]范围替换[abc]表示a或b或c,[0-9],[a-z]前面的字符不能大于后面的字符。[A-Z0-9]组合在一起也可以。
[!]不在范围内，[!abc]表示不为a或b或c,[!0-9]表示不为0-9
  1. 扩展通配模式，可通过shopt -s extglob打开扩展(-u 表示关闭)，支持：
通配模式含义
*(pattern)匹配所给模式零次或多次，如*(m)，表示0个或多个m
？(pattern)匹配所给模式零次或一次
+(pattern)匹配所给模式一次或多次
@(pattern)匹配所给模式仅一次
!(pattern)不匹配所给模式
  1. 通配符模式使用场景
    I. shell命令行里，加单引号，双引号或反斜杠时，失去通配符能力。如ls "*"找的就是名为*的文件。
    II. find -name file，中file支持通配符，且本身就放在双引号或单引号中，如find -name "a*.txt"，通配符能力不失去，加反斜杠才失去通配能力。
    III. 条件判断双中括号[[]]的等号或不等号右边支持通配符，右边如果带双引号或单引号或反斜杠，通配符失效。
    IV. 第三章15节的常用内置字符串操作(支持通配符)。如果带双引号或单引号或反斜杠，通配符失效。
# 条件判断中
> [[ "ads" == a* ]]
> echo $?
0
> [[ "ads" == "a*" ]]
> > echo $?
1 --双引号，通配符失效
# 内置字符串操作中
> str="abcd"
> echo ${str/a*/K}
K
> echo ${str/"a*"/K}
abcd  --双引号，通配符失效
  1. GLOBIGNORE,被忽略的通配模式，用冒号分割。仅作用于命令行。
> touch a.txt b.txt c.txt d.txt
> find -name "*"
.
./c.txt
./a.txt
./d.txt
./b.txt
> ls *
a.txt  b.txt  c.txt  d.txt
> GLOBIGNORE=a*:b*
> ls *
c.txt  d.txt
> find -name "*"
.
./c.txt
./a.txt
./d.txt
./b.txt
  1. 正则表达式，各语言的正则表达式支持范围略有不同，具体可查阅【中文，英文】。linux中，平常的正则表达式简称BRE(Basic Regular Expressions)，扩展的正则表达式叫ERE(Extended Regular Expressions)。Linux里的正则表达式都是贪婪的（当可匹配多个时，都匹配最长）。常用的正则模式有（其中，"扩展"在egrep命令中可使用）：
字符模式含义
.匹配任何单个字符
*匹配零次或多次
?匹配零次或一次（扩展）
+匹配一次或多次（扩展）
\{N\}匹配N次（扩展用{N}）
\{N,\}匹配N次或更多次（扩展用{N,}）
\{N,M\}匹配至少N次之多M次（扩展用{N,M}）
a|b|c匹配a或b或c（扩展）
( )分组符号，如r(able|dress)匹配rable或rdress（扩展）
[x-y]范围，如[0-9]匹配数字
[ ]匹配一组字符中的一个，如[abc]匹配a或b或c
^匹配行首
$匹配行尾
[^]匹配取反，[^0-9]表示非数字，[^abc]表示非a,b,c
\b单词定界符，包含词首和词尾定界符
\<词首定界符
\>词尾定界符
\w等价 [A-Za-z0-9]
\W\w取反，等价 [^A-Za-z0-9]
  1. POSIX字符类。指定匹配字符范围的另一种方法。grep 中和egrep中使用方法一样。tr命令后也可使用单中括号tr [:punct:] X，但为了保持一致，建议都用双中括号。作用：有些字符类比正则表达简单，有些命令只支持POSIX不支持正则（如tr）。
字符类含义
[[:alnum:]]字符和数字,等同于[A-Za-z0-9]
[[:punct:]]标点符号
[[:cntrl:]]控制字符
[[:space:]]空白字符，空格、制表符、竖向制表符、换行、回车等
[[:alpha:]]字母，等同[A-Za-z]
[[:blank:]]空格户制表符Tab
[[:digit:]]所有数字，等同[0-9]
[[:lower:]]所有小写字母，等同[a-z]
[[:upper:]]所有大写字母，等同[A-Z]
[[:xdigit:]]所有 16 进位制的数字
# 样例
grep [[:punct:]] t.txt #过滤出包含空白字符的所有行

八、进程与作业

  1. 挂起进程<Ctrl+Z>，比如进入vi后，在命令模式下，按<Ctrl+Z>挂起进程。jobs查看作业状态。
> vi test.txt # 按<Ctrl+Z>
[1]+  Stopped                 vi test.txt
> jobs
[1]+  Stopped                 vi test.txt

九、其他话题

  1. 目录栈。通常，目录只保留了OLDPWD和PWD，无法再追踪更早之前的记录。pushd、popd，dirs提供了这方面的能力。使用pushd命令记录的目录栈保存在内置变量DIRSTACK中。
pushd cd到目录，并将目录放入目录栈
+/-N 目录栈的“环滑动”，+N从栈顶的第N个项目滑为栈顶，-N从栈底的第N个目录滑为栈顶

>pwd
/usr
> dirs -c
> pushd /usr/bin 
/usr/bin /usr  --永远把当前目录放在栈底
> pushd /var/lib
/var/lib /usr/bin /usr
> declare -p DIRSTACK 
declare -a DIRSTACK='([0]="/var/lib" [1]="/usr/bin" [2]="/usr")'

dirs
-p 每行显示目录栈内一个目录
-v p的基础上带编号，编号大的在栈底
+/-N 不改变目录栈的内容，+N表示从栈顶数第N个目录，-N表示从栈底数第N个目录
> dirs
/var/lib /usr/bin /usr
> dirs -v
 0  /var/lib
 1  /usr/bin
 2  /usr
> dirs -p
/var/lib
/usr/bin
/usr
> dirs +1
/usr/bin

popd 移除栈顶目录，并cd到新栈顶目录
+/-N 
> popd
/usr/bin /usr
> pwd
/usr/bin
> dirs -v
 0  /usr/bin
 1  /usr

## 环滑动
> dirs -v
 0  /opt
 1  /usr/lib
 2  /usr/bin  --从栈顶第2位
 3  /usr
> pushd +2
/usr/bin /usr /opt /usr/lib
> dirs -v
 0  /usr/bin  --原从栈顶第2位
 1  /usr
 2  /opt   --原栈顶滑下来了
 3  /usr/lib
  1. 波浪号扩展
命令含义
cd ~等价cd $HOME
cd ~username到username的home
~+等价PWD，cd ~+
~-等价OLDPWD，cd ~-
~+N或~N等价dirs +N
~-N等价dirs -N
  1. 交互式shell和非交互式shell、登录shell和非登录shell
  2. expand_aliases别名功能，交互式shell默认打开，非交互式shell默认关闭。
    I. 不要在脚本内使用别名，不然要显示打开expand_aliases。
    II. 别名不能export，要想在其他shell中使用，将别名放到脚本里，再source 脚本名。
    III. 函数内定义的别名，在函数调用前不能使用。
    IV. 综上，不要在脚本和函数内使用别名。
  3. 并行处理。常用名命令grep，wc,awk和sed等都是单线程的，只能使用一个cpu。服务器有多个cpu时，可以利用GNU的parallel命令，把负载分配到各个cpu上。
    I. parrallel命令通常需要下载安装，官网。
    II. 使用说明。
mpstat # 查看cpu信息，该命令不是所有bash都有
> cat /proc/cpuinfo |grep processor | wc -l # 获取cpu数
2

十、Bash调试

  1. 正式运行脚本前，先set -n 或set -o noexce，读命令，解释但不执行，用来检查脚本语法
  2. set -u 或 set -o nounset，有变量未定义时提示错误信息
  3. shopt -s shift_verbose，shift移动数大于参数个数时，提示错误
  4. set -v 或 set -o verbose，为调试打开verbose模式，脚本运行时显示读入的每行命令，并原样打印
  5. set -x 或 set -o xtrace，为调试打开echo模式，脚本运行时显示变量替换后的每行命令和参数。只调试一段代码时，在代码前后添加：
set -xv
待调试代码段
set +xv
  1. set -x的提示符为PS4，默认为+，可修改成PS4=+'$[LINENO]'打印代码行号。
  2. bash -x 脚本 和 set -x是一样的，相当于在脚本前增加了set -x。便于脚本测试。
  3. 利用trap捕获信号来调试
  4. 打印内容调试
  5. 利用BASH_SOURCE，BASH_SUBSHELL，FUNNAME等内置变量。
  6. 输出重定向获取log文件来分析
  7. 在代码中增加“调试块”，if语句开控制变量调试信息是否打印
if [$DEBUG = YES];then
	打印调试信息
fi

# 当前执行脚本的绝对路径，可以采用以下方式：
DIR_T="$( cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)"

# 在tmp文件夹下创建脚本test.sh 和a.sh
> cat test.sh
echo BASH_SOURCE=${BASH_SOURCE[0]}
echo \$0=$0
DIR_T="$( cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)"
echo ${DIR_T}
> cat a.sh
echo "This is a.sh"
source test.sh

# 运行
> ./test.sh
BASH_SOURCE=./test.sh --相对路径
$0=./test.sh --相对路径
/opt/user/tmp --绝对路径
> bash test.sh
BASH_SOURCE=test.sh
$0=test.sh
/opt/user/tmp
> ../tmp/test.sh
BASH_SOURCE=../tmp/test.sh --相对路径
$0=../tmp/test.sh --相对路径
/opt/user/tmp
> bash ../tmp/test.sh
BASH_SOURCE=../tmp/test.sh
$0=../tmp/test.sh
/opt/user/tmp
> ./a.sh
This is a.sh
BASH_SOURCE=test.sh
$0=./a.sh  --父脚本的名字
/opt/user/tmp

# BASH_SUBSHELL
> echo $BASH_SUBSHELL
0
> (echo $BASH_SUBSHELL)
1
> ( ( ( ( (echo $BASH_SUBSHELL) ) ) ) )
5
> bash
> echo $SHLVL
1
> echo $BASH_SUBSHELL
0

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