完全掌握Linux系統的Shell編程

這篇文章為大家帶來了linux系統中shell程式設計的相關知識，在學習Shell程式設計之前，我們應該要先知道什麼是Shell，還有什麼是shell腳本，希望對大家有幫助。

一. 什麼是Shell

        1. 在學習Shell程式設計之前，我們應該先知道什麼是Shell

#        使用者、Shell、Linux核心、硬體的關係如下圖：

        Shell是應用程式，也可以說是一個命令解譯器，它是使用者解釋器，它是使用者和Linux內核之間的橋樑，可以將使用者在圖形介面上的操作或在終端輸入的命令傳遞給Linux內核，然後Linux內核再調度各個硬體及其他資源來完成使用者的操作。

        什麼是Linux的核心？在Linux作業系統中，真正能夠操作電腦硬體完成某個使用者功能的那一部分被稱為Linux系統的核心。使用者在使用Linux系統時，是不可以直接操作核心的，而是透過Shell來間接的操作核心的。 Shell不屬於內核的一部分，而是在Linux內核之外開發的應用程序，它將接收到的用戶滑鼠點擊操作或輸入的命令傳遞給內核，而內核再去調度硬體去完成指定的操作。這樣使用者就不需要直接操作內核，而是透過Shell間接地操作內核，內核也不會被直接的暴露於外部，保障了內核的安全性，也簡化了使用者的操作。

        Shell這個應用程式是開機即啟動的，我們在操作Linux系統時，無時不刻都在直接或間接地透過Shell去操作Linux核心。其實，在沒有圖形化介面之前，使用者是透過終端機或是控制台直接去呼叫Shell這個應用程序，然後透過輸入指令來操作Linux系統的。使用者在控制台或終端機上看到的 $ 和 # 其實就是Shell的命令提示符，這表示使用者已經進入了Shell這個程序，只需要輸入指令，即可透過Shell來操作Linux核心。只不過root用戶登入顯示$，而普通用戶登入顯示#。

        另外，Shell在將使用者的操作傳遞給核心的過程，就是在呼叫核心所提供的API介面的過程。例如，使用者在圖形介面或終端命令列做了一個開啟檔案的操作，而這個使用者的操作Shell接收到後，就會去呼叫核心提供的對應的函數，然後核心再去調度硬體資源來完成使用者的操作。

        2. 常見的Shell

        我們知道，Linux 是一個開源的作業系統，它是由世界各地的多個組織機構或個人共同開發的，每個組織機構或個人負責一部分功能，最後組合在一起，就構成了現在我們使用的Linux。也正是這個原因，這些不同的組織機構或個人都會開發出可以在Linux系統中使用的應用程序，而這些應用程式的功能可能是類似的，各有優缺點，至於使用哪一個由用戶選擇。而Shell就是這樣的一個應用程序，所以Shell有很多個版本，目前Linux的大多數發行版預設使用的Shell是 bash shell。其他常見的Shell版本如下:

        (1) sh：sh 的全名是 Bourne shell，是 UNIX 上的標準 shell，許多 UNIX 版本都配有 sh。 sh 是第一個流行的 Shell。

        (2) csh：這個 shell 的語法有點類似C語言，所以才得名為 C shell ，簡稱為 csh。

        (3) tcsh：tcsh 是 csh 的增強版，加入了指令補全功能，提供了更強大的語法支援。

        (4) ash：一個輕量佔用資源少的 Shell，適合運行於低記憶體環境，與 bash shell 完全相容。

        (5) bash：bash shell 由 GNU 組織開發，維持了對 sh shell 的相容性，是各種 Linux 發行版預設設定的 shell。

        3. 查看Linux系統的Shell

       在Linux系統中，一般預設使用的Shell是使用的Shell為一般。 Shell是一個應用程序，一般都是放在/bin或/user/bin目錄下，而當前Linux 系統可用的Shell 都記錄在/etc/shells 檔案中。

(1) 檢視系統目前可用的Shell，執行指令【cat -n /etc/shells】：

(2) 檢視系統目前默認使用的shell，執行指令【echo $SHELL】：

 

(3) 查看個別使用者使用的Shell，執行指令【cat -n /etc/passwd】:

二. 什麼是Shell程式設計

        1. 什麼是Shell程式語言

        我們已經知道，Shell是一個應用程序，而這個應用程式不單單只是可以將用戶的操作命令傳遞給Linux內核，它也支援程式設計。 Shell都會對應一套程式語言的語法，而這套語言就被稱為Shell程式語言或Shell腳本語言。 Shell程式語言和JavaScript語言一樣是一種腳本語言，它不需要編譯，而它的解釋器就是Shell應用程式本身。

        我們平常工作所說的Shell，大多數情況指的是Shell腳本語言，而不是Shell應用程式。

        2. 什麼是Shell腳本 

        我們在使用Shell腳本語言時，可以和Linux系統的其他操作指令結合使用(如ls、grep等等)，而我們使用Shell腳本語言和其他指令結合編寫能夠完成某個特定功能的副檔名為.sh的文本，就叫做Shell腳本程式。

        3. 第一個Shell腳本

        我們已經知道，Shell有許多版本，而每個版本所支援的Shell腳本語言語法可能是有差異的，而下面的關於Shell腳本的所有例子都是針對於Bash Shell這個版本而言。

（1）在根​​目錄下新建一個Hello.sh腳本：【vim Hello.sh】

（2）然後輸入以下內容：

#!/bin/bash     
echo "Hello World "

        第一行：#! 是一個約定標記，它可以告訴系統這個腳本要使用哪個Shell版本作為解釋器，後面緊接的/bin/bash則是Shell的所在路徑，所以【#!/bin/bash 】表示聲明使用bin目錄下的bash shell 作為這個腳本的解釋器；

        第二行：【echo "Hello World "】表示輸出文字Hello World ！ ;

（3）然後儲存退出：【!wq】;

（4）這樣，一個能夠輸出 Hello World ！的腳本就編寫完成。

補充說明：

       上面我們已經說過，Shell程式就是Shell腳本語言的解釋器，而我們在使用終端機時（例如透過Xshell連接Linux伺服器的終端），其實就是已經進入了Shell這個程序，所以其實我們是可以在終端直接輸入Shell程式語言的程式碼來運行的，而不需要寫在腳本裡再去運行。例如，宣告一個變數並列印這個變數的值：

        （1）輸入程式碼：【name=張三】，表示定義了一個變數name，它的值為張三；

        （2）輸入代碼：【echo $name】，表示列印變數name的值。

        當然，這種方式只適合執行邏輯簡單只有一兩句程式碼的情況，大多數情況下我們還是將Shell程式碼寫在.sh腳本中再去執行。

         4. 執行Shell腳本的方式

        上面我們已經寫了一個能夠輸出 Hello World ！的Shell腳本運行，而現在我們就要執行 Hello.sh 這個腳本。而Shell腳本的執行方式有兩種：

         第一種：給予.sh文字執行權限，然後執行文字：

        （1）先給予Shell腳本可執行權限：【chmod x Hello.sh】;

        （2）直接執行：絕對路徑：【/Hello.sh】 或   相對路徑： 【./Hello.sh】

                注意，而這裡執行時如果使用的是相對路徑，必須以./開頭，表示目前目錄，否則系統會找不到不到腳本，從而導致執行失敗。

         第二種：將Shell 腳本作為參數傳遞給Bash Shell 解釋器：

        （1）這裡使用Bash Shell來作為解釋器，那麼我們直接調用Bash Shell 這個程序，然後把Hello.sh這個腳本當作參數傳給Shell即可：【/bin/bash Hello.sh】或【bash Hello.sh】

        （2）這裡需要注意，使用這種方式執行Shell腳本時，在Shell腳本的第一行中就不需要聲明使用哪個版本的Shell來作為解釋器，也就是不需要這行程式碼【#!/ bin/bash】，因為我們在執行腳本的指令中【/bin/bash Hello.sh】，就已經指明了使用哪個版本的Shell作為解釋器。

                注意，這種方式執行腳本檔案時，如果使用的是相對路徑，那麼【/bin/bash ./Hello.sh】和【/bin/bash Hello.sh】是一樣的，並且無使用第一種執行方式中的差異。

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