一、需求背景

在程序猿的日常工作中，经常会遇到一些需要人工手动去操作或者需要重复去做的工作，而这基本上都会占用我们大量的时间，怎么办呢？那我们就可以使用脚本去替代我们去做这些事情，把更多的精力和时间花在更有价值的事情上。

我们常见的脚本语言有很多种，比如Perl、Python、Ruby、shell等等，这次要介绍的脚本就是以Bash为例的shell，让大家可以对shell有一个初步的认识。

二、认识shell

1、Hello,World

首先我们看一段代码

#!/bin/bash
echo "Hello World!";echo "time:" $(date)
echo "work directory: $(pwd)"

将以下代码加入到 test.sh 文件 ,并赋予权限 『chmod 777 test.sh』，最后执行 『./test.sh』 或 『sh test.sh』

显示如下：

Hello World!
time: 2021年 6月1日 星期二 15时00分56秒 CST
work directory: /Users/tuya/Desktop/sh

从上面的例子中，我们可以学到以下几个知识点：

● # 可以用来添加对代码的注释

● #! 用来说明shell的类型以及执行的路径，如果没有声明，则使用默认的shell类型

● echo 用来打印输出，默认添加换行符（也可以使用printf打印，不过需要自己加换行符）

● pwd 可以获取当前文件夹的路径

● $() 可以在内部执行指令

● 指令之间可以用分号或者换行符隔开

2、什么是shell

我们首先看一个图，了解一下计算机的运行状态：

image.png

可以发现，应用程序是在最外层，就跟鸡蛋的外壳一样，因为也被称呼为壳程序

shell是一种特殊的交互式工具，本质上是解释器，核心是命令提示符，允许输入文本命令，解释命令，并在内核中执行命令，返回结果

3、shell的版本历史

shell的版本有很多，早年的Unix时代，根据发展者的不同就有很多的版本，例如熟知的就有Bourne Shell （sh）、在 Sun 里头默认的 C Shell、 商业上常用的 K Shell, 还有 TCSH 等等，每一种 Shell 都各有其特点。

image.png

想知道当前系统有几种shell，我们可以通过 /etc/shells 文件可以查看：

$ cat /etc/shells
/bin/bash
/bin/csh
/bin/dash
/bin/ksh
/bin/sh
/bin/tcsh
/bin/zsh

那如何查看当前使用的 shell 类型呢？使用 $SHELL 变量就可以知道当前默认使用的 shell

$ echo $SHELL
/bin/zsh

我们发现在 Mac 上执行这个命令会发现多了一个 zsh ，也就是说 OS X 系统预装了 zsh，其实从 macOS Catalina 版开始，其默认 shell 从 bash 改为 zsh，目前github上有一个开源的框架『oh my zsh』，专门用于管理 zsh 配置，可以帮助我们提高开发效率。

三、Bash shell的优点

既然 /bin/bash 是 Linux 默认的 shell，那我们肯定首先是要了解它的功能，才能知道我们可以用它来做什么以及怎么用，这样对于了解其他类型的shell也是有帮助的，Bash shell主要有以下几个优点：

1、命令编修能力 - history

按上下键就可以找到前/后输入过的指令，默认的指令记忆功能可达1000个，可在终端通过输入history查询最近使用过的指令

2、命令与文件补全功能

●[Tab]接在第一串指令的第一个字的后面，则为命令补全

●[Tab]接在第一串指令的第二字的后面，则为文件补全

●X[Tab]，可查询所有以X开头的指令

●若安装 bash-completion 软件，则使用[Tab]键后可进行选项参数的补齐功能

3、命令别名设置 - alias

可使用alias查询目前的命令别名有哪些，也可以直接输入 alias 命令来设置别名，例如：

alias lm='ls -al'

使用的时候我们直接使用 lm 就可以代替 ls -al 实现其具备的功能。

4、程序化脚本 - shell scripts

在Dos年代需将一堆命令写在一起的所谓的批处理文件，如今在Linux下使用shell scripts就可以实现

5、通配符 - wildcard

除了完整的字符串以外，bash还支持许多的通配符来帮助用户查询与命令下达。主要的通配符包含有, ?, [ ] 等等，例如想要知道 /usr/bin 底下有多少以 X 为开头的文件，就使用：『 ls -l /usr/bin/X 』查询

四、Shell的变量功能

简单来说，变量就是以一组文字或符号等，来取代一些配置或者是一串保留的数据！

变量在设置时，需要符合一定的规则：

● 变量与变量内容以『 = 』来连结，『 = 』两边不能有空格

正确：name=tuya
错误：name = tuya

●变量名称只能是英文字母与数字，开头不能是数字

正确：name=tuya
错误：2name=tuya

●变量内容若有空格可使用双引号或者单引号将变量内容结合起来

○双引号的特殊字符 $ 等，可以保有原有本性

○单引号的特殊字符 $ 等，则为一般字符

name=tuya
双引号：var="my name is $name" <== 输出:my name is tuya
单引号：var='my name is $name' <== 输出:my name is $name

●可用跳脱字符 『 \ 』将特殊字符（如$、'、\）等变成一般字符

var=my\ name\ is\ tuya <== 输出:my name is tuya

●在一串命令中，还需要借由其他的命令提供的信息，可以使用反单引号『 命令 』或者『 $(命令) 』

files=$(ls -al) <== 输出当前目录的所有文件夹及文件

●若该变量为扩增变量内容时，则可用"{变量}累加内容

path=Desktop
var=${path}:/home/bin <== 输出：Desktop:/home/bin

●若该变量需要在其他子程序运行，则需要 export 来使变量变成环境变量，使用方式『export var』

name=tuya
bash <== 进入到所谓的子程序
echo $name <== 子程序：输出一下
输出： <== 并没有内容
exit <== 退出子程序
export name <== 使变量变成环境变量
bash <== 进入到所谓的子程序
echo $name <== 子程序：再次输出一下
输出：tuya <== 出现结果
exit <== 退出子程序

●通常大写字符为系统默认变量，自行配置变量可以使用小写字符，方便判断

●取消变量的方法为使用 unset，例如『unset name』

●如果需要查看环境变量，可以使用命令 env 查看环境变量，set 还可以查看自定义变量

子程序的概念：简单来说，就是在当前的这个shell下去激活另外一个shell，新的那个shell就是子程序，一般情况下，父程序的自定义变量是无法在子程序里面使用的，但是通过 export 将变量变成环境变量之后，就能够在子程序里面使用父程序的自定义变量了。

五、数据流重导向

我们在运行命令的时候，可能会从文件读取数据，经过处理之后，再将结果输出到屏幕上。但是输出的内容不管是正确的还是错误的，都一股脑儿的都显示在屏幕上，就会很难区分，这就需要用到数据流重导向的功能，这里就涉及到三个概念，分别是标准输入（stdin）、标准输出（stdout）以及标准错误输出（stderr）。

●standard input

符号 < 的作用是读取文件内容，符号 << 代表的是结束的输入字符，表示当输入指定的字符串后，就停止输入，例如：

$ cat > catfile < ~/.bash_profile <== 将bash_profile的内容读取到catfile文件
$ cat catfile <== catfile的内容和bash_profile的一模一样
$ cat > catfile << 'end' <== 表示当输入 end 的时候就退出输入模式
one
two
end <== 这里将直接退出输入模式，不需要再使用 ctrl + d 退出了

●standard output 和 standard error output

符号 > 和 >> 的主要区别在于 > 会覆盖之前的内容，而 >> 会在之前的基础上进行累加

ls -al >list_right <==list_right文件未创建会自动创建,并会覆盖之前的内容
ls -al >>list_right <==list_right文件内容累加
find / -name .bashrc >list_right 2>list_error <==指定不同的输出结果至不同的文件，屏幕无任何信息展示

我们也可以同时将正确和错误的输出信息写入到同一个文件，但是需要用到特殊写法：

find / -name .bashrc >list 2>list <==错误
find / -name .bashrc >list 2>&1 <==正确
find / -name .bashrc &>list <==正确

●/dev/null 垃圾桶黑洞装置

如果需要将错误的输出结果忽略掉，既不想输出到屏幕上也不想要输出到文件上，这时候黑洞装置就派上用场了，它可以吃掉任何导向这个装置的信息，例如：

find / -name test.sh >list_right 2>/dev/null

综上所述，数据流重导向的优点还是有很多，最重要的是可以方便我们筛选信息，可以很快的找到需要的内容，这对于程序开发提供了极大的便利性。

六、管线命令（pipe）

管线命令就像是流水线上的工作，由一道道工序组成，下一道工序的来源产自上一道工序，而每一道工序只需完成其中的一部分工作内容，最终完成一个看起来很复杂的任务。

先来一张图来直观感受下管线命令是如何运行的

image.png

可以看到，管线命令（符号是『 | 』）仅能处理由前面一个命令传来的正确信息，也就是 standard output 的信息，但是对于 stdandard error output 没有直接处理的能力。

管道命令有很多，有撷取命令(cut，grep)、排序命令（sort, wc, uniq）、双向重导向（tee）、字符切换命令（ tr, col, join, paste, expand）、分割命令（split）、参数代换（xargs）等等，具体使用可自行查阅相关资料，下面简单举一个例子如何使用撷取命令。

简单来说，撷取命令（cut, grep）就是将一段信息进行处理后得到我们想要的数据。

顾名思义，cut 的作用主要是通过裁剪信息来获取指定数据。

$ echo $PATH
/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin:/opt/homebrew/bin:/opt/homebrew/sbin:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/Library/Apple/usr/bin:/Users/linbo/.rvm/bin
$echo $PATH | cut -d ':' -f 1 <== $PATH作为数据源，然后使用『 : 』作为分隔符，获取第一个值
/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/bin

再来看看 grep 命令，它的作用区别于 cut，cut 只是截取一部分信息内容，而 grep 是获取含有指定内容的那一条信息。

$ last | grep 'root' <== 在显示的登录信息列表中，只要含有 root 就输出
$ last | grep -v 'root' <== 相反，没有 root 就输出
$ last | grep 'root' | cut -d ' ' -f1 <== 只要有 root 就输出，并且只取第一列

七、shell在项目中的应用

1、xcodebuild

我们可以通过xcodebuild写一个自动打包的脚本，其中主要的流程包括打包和导出ipa，关于xcodebuild的相关命令，可以通过 man xcodebuild 的方式查看详细用法。

1.1、构建APP

●构建Xcode项目，在项目目录下运行 xcodebuild 以下相关命令

xcodebuild [-project name.xcodeproj]
[[-target targetname] ... | -alltargets]
[-configuration configurationname]
[-sdk [sdkfullpath | sdkname]] [action ...]
[buildsetting=value ...] [-userdefault=value ...]

如果是单个的target和单个的schema，就可以不指定任何参数，直接运行 xcodebuild 即可，默认生成relaase版本真机模式的app

●如果要构建workspace，必须要指定 -workspace 和 -scheme 参数

xcodebuild -workspace name.xcworkspace -scheme schemename
[[-destination destinationspecifier] ...]
[-destination-timeout value]
[-configuration configurationname]
[-sdk [sdkfullpath | sdkname]] [action ...]
[buildsetting=value ...] [-userdefault=value ...]

1.2、导出ipa文件

archive完需要导出ipa文件，使用的命令是 -exportArchive ，需要指定打包的路径，即刚才打包出来的 *.xcarchive 文件，则命令行可以这么写：

xcodebuild -exportArchive -archivePath EXPORT_ARCHIVE_PATH
-exportPath EXPORT_IPA_PATH -exportOptionsPlist ExportOptionsPlistPath
-allowProvisioningUpdates

了解完xcodebuild相关命令之后，我们就可以用shell去创建一个自动打包上传的脚本，从而可以节省大量的时间和重复的工作。

2、Check Pods Manifest.lock

我们在使用cocopods的时候，可能会遇到这么一个问题：

error: The sandbox is not in sync with the Podfile.lock. Run 'pod install' or update your CocoaPods installation.

这个是由于我们的 Manifest.lock 与 Podfile.lock 产生了差异造成的。我们可以打开xcode项目，找到 Target -> Build Phase -> Check Pods Manifest.lock，发现这里其实就是一个 shell script，它自动帮我们做了文件差异的比较。

diff "${PODS_PODFILE_DIR_PATH}/Podfile.lock" "${PODS_ROOT}/Manifest.lock" > /dev/null
if [ $? != 0 ] ; then
# print error to STDERR
echo "error: The sandbox is not in sync with the Podfile.lock. Run 'pod install' or update your CocoaPods installation." >&2
exit 1
fi

如果我们学习了上面的一些基础知识，就很容易看懂这段脚本内容，如果需要在后面添加一些自定义的需求，比如我可以不输出错误信息，自动执行 pod install 的操作等等都是可以的。

除了上面介绍的几种应用shell的场景外，我们还可以用 shell 做 oclint、codesign以及项目中硬编码和资源检测等等，让我们的项目更加规范、更加稳定。

八、小结

shell 在我们的日常工作中其实是很常见的，如果能借助 shell 去做一些节省工作流程或者化繁为简的任务，是很有意义的一件事。对于每个程序员来说，基本都或多或少接触过 shell，可能目前只是简单的满足日常工作，如果能够深入的去了解 shell 这门语言，其实是可以帮助我们发掘更多值得去做的事情。另外关于此篇本章只是简单的介绍一些概念及基本操作，关于 shell 后面还有更多的功能值得探索和学习，用尽量少的代码，做尽量多的事情。

参考资料

鸟哥的linux私房菜

https://github.com/ohmyzsh/ohmyzsh