概念和原理
Shell是什么？
- Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。
- Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务，用户的大部分工作都是通过Shell完成的
- 在Unix和linux上的内核上执行
- shell是最重要的实用程序，深入了解和熟练掌握shell的特性极其使用方法，是用好Unix/Linux系统的关键
Shell脚本
- Shell 脚本（shell script），是一种为 shell 编写的脚本程序。
- 业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本，但读者朋友要知道，shell 和 shell script 是两个不同的概念
- Shell脚本语言既是一种命令语言，又是一种程序设计语言
- 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有两种执行命令的方式
- 交互式（Interactive）：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。
- 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。
几种常见Shell（Shell脚本解释权器）
- Unix/Linux上常见的Shell脚本解释器有bash、sh、csh、ksh等，习惯上把它们称作一种Shell。我们常说有多少种Shell，其实说的是Shell脚本解释器。
- bash：bash是Linux标准默认的shell，bash由Brian Fox和Chet Ramey共同完成，是BourneAgain Shell的缩写，内部命令一共有40个，Linux使用它作为默认的shell是因为它有诸如以下的特色：
- 可以使用类似DOS下面的doskey的功能，用方向键查阅和快速输入并修改命令
- 自动通过查找匹配的方式给出以某字符串开头的命令
- 包含了自身的帮助功能，你只要在提示符下面键入help就可以得到相关的帮助
- sh：sh 由Steve Bourne开发，是Bourne Shell的缩写，sh 是Unix 标准默认的shell
- ash：ash shell 是由Kenneth Almquist编写的，Linux中占用系统资源最少的一个小shell，它只包含24个内部命令，因而使用起来很不方便
- csh：csh 是Linux比较大的内核，它由以William Joy为代表的共计47位作者编成，共有52个内部命令。该shell其实是指向/bin/tcsh这样的一个shell，也就是说，csh其实就是tcsh
- ksh：ksh 是Korn shell的缩写，由Eric Gisin编写，共有42条内部命令。该shell最大的优点是几乎和商业发行版的ksh完全兼容，这样就可以在不用花钱购买商业版本的情况下尝试商业版本的性能了
注意：bash是 Bourne Again Shell 的缩写，是linux标准的默认shell ，它基于Bourne shell，吸收了C shell和Korn shell的一些特性。bash完全兼容sh，也就是说，用sh写的脚本可以不加修改的在bash中执行
编译型语言和解释型语言的区别
-
编译型语言
很多传统的程序设计语言，例如Fortran、Ada、Pascal、C、C++和Java，都是编译型语言。这类语言需要预先将我们写好的源代码(source code)转换成目标代码(object code)，这个过程被称作“编译”- 优点：由于编译后的目标代码(object code)非常接近计算机底层，因此执行效率很高
- 缺点：由于编译型语言多半运作于底层，所处理的是字节、整数、浮点数或是其他机器层级的对象，往往实现一个简单的功能需要大量复杂的代码
-
解释型语言
解释型语言也被称作“脚本语言”。执行这类程序时，解释器(interpreter)需要读取我们编写的源代码(source code)，并将其转换成目标代码(object code)，再由计算机运行- 优点：它们多半运行在比编译型语言还高的层级，能够轻易处理文件与目录之类的对象；缺点是它们的效率通常不如编译型语言
- 缺点：因为每次执行程序都多了编译的过程，因此效率有所下降
不过权衡之下，通常使用脚本编程还是值得的：花一个小时写成的简单脚本，同样的功能用C或C++来编写实现，可能需要两天，而且一般来说，脚本执行的速度已经够快了，快到足以让人忽略它性能上的问题。脚本编程语言的例子有awk、Perl、Python、Ruby与Shell
应用场景
<font color=red>Shell脚本可以提高工作效率</font>
因为Shell似乎是各UNIX系统之间通用的功能，并且经过了POSIX的标准化。因此，Shell脚本只要“用心写”一次，即可应用到很多系统上。因此，之所以要使用Shell脚本是基于：
- 简单性：Shell是一个高级语言；通过它，你可以简洁地表达复杂的操作。
- 可移植性：使用POSIX所定义的功能，可以做到脚本无须修改就可在不同的系统上执行。
- 开发容易：可以在短时间内完成一个功能强大又好用的脚本
但是，考虑到Shell脚本的命令限制和效率问题，下列情况一般不使用Shell：
- 资源密集型的任务，尤其在需要考虑效率时（比如，排序，hash等等）
- 需要处理大任务的数学操作，尤其是浮点运算，精确运算，或者复杂的算术运算（这种情况一般使用C++或FORTRAN 来处理）
- 有跨平台（操作系统）移植需求（一般使用C 或Java）
- 复杂的应用，在必须使用结构化编程的时候（需要变量的类型检查，函数原型，等等）
- 对于影响系统全局性的关键任务应用
- 私人的、闭源的应用（shell 脚本把代码就放在文本文件中，全世界都能看到）
- 需要数据结构的支持，比如链表或数等数据结构。
- 需要产生或操作图形化界面 GUI
- 需要直接操作系统硬件
综上，结合Shell的优缺点和特性，我们使用Shel可以做下面一些事情：
- 将一些复杂的命令简单化(平时我们提交一次github代码可能需要很多步骤，但是可以用Shell简化成一步)
- 可以写一些脚本实现工程自动化操作,比如自动更换最新的sdk(库).
- 自动打包、编译、发布等功能
- 清理磁盘中空文件夹
- 总之一切有规律的活脚本都可以尝试一下
基本语法
第一个shell脚本
#!/bin/bash
echo "Hello World !"
运行 Shell 脚本有两种方法
-
作为可执行程序
将上面的代码保存为 test.sh，并 cd 到相应目录：chmod +x ./test.sh #使脚本具有执行权限 ./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; 如果直接写 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
-
作为解释器参数
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：/bin/sh test.sh /bin/php test.php
这种方式运行的脚本，不需要在第一行指定解释器信息，写了也没用
Shell 变量
1. 定义变量
定义变量时，变量名不加美元符号（$，PHP语言中变量需要），如：
your_name="runoob.com"
注意，变量名和等号之间不能有空格，这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。同时，变量名的命名须遵循如下规则：和其他语言一样，比如java
有效的 Shell 变量名示例如下：
RUNOOB
LD_LIBRARY_PATH
_var
var2
无效的变量命名：
?var=123
user*name=runoob
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：
your_name="qinjx"
echo $your_name
echo ${your_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：
for skill in Ada Coffe Action Java; do
echo "I am good at ${skill}Script"
done
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，这是个好的编程习惯
Shell 字符串
字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型（除了数字和字符串，也没啥其它类型好用了），字符串可以用单引号，也可以用双引号，也可以不用引号。单双引号的区别跟PHP类似。
单引号
str='this is a string'
单引号字符串的限制：
- 单引号里的任何字符都会原样输出，单引号字符串中的变量是无效的；
- 单引号字串中不能出现单引号（对单引号使用转义符后也不行）。
双引号
your_name='qinjx'
str="Hello, I know you are \"$your_name\"! \n"
双引号的优点：
- 双引号里可以有变量
- 双引号里可以出现转义字符
拼接字符串
your_name="qinjx"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"
echo $greeting $greeting_1
获取字符串长度
string="abcd"
echo ${#string} #输出 4
提取子字符串
以下实例从字符串第 2 个字符开始截取 4 个字符：
string="runoob is a great site"
echo ${string:1:4} # 输出 unoo
查找子字符串
查找字符 "i 或 s" 的位置：
string="runoob is a great company"
echo `expr index "$string" is` # 输出 8
Shell 数组
bash支持一维数组（不支持多维数组），并且没有限定数组的大小。
类似与 C 语言，数组元素的下标由 0 开始编号。获取数组中的元素要利用下标，下标可以是整数或算术表达式，其值应大于或等于 0。
定义数组
在 Shell 中，用括号来表示数组，数组元素用"空格"符号分割开。定义数组的一般形式为：
数组名=(值1 值2 ... 值n)
例如：
array_name=(value0 value1 value2 value3)
或者
array_name=(
value0
value1
value2
value3
)
还可以单独定义数组的各个分量：
array_name[0]=value0
array_name[1]=value1
array_name[n]=valuen
可以不使用连续的下标，而且下标的范围没有限制。
读取数组
读取数组元素值的一般格式是：
${数组名[下标]}
例如：
valuen=${array_name[n]}
使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素，例如：
echo ${array_name[@]}
获取数组的长度
获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同，例如：
# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}
Shell 传递参数
我们可以在执行 Shell 脚本时，向脚本传递参数，脚本内获取参数的格式为：$n。n 代表一个数字，1 为执行脚本的第一个参数，2 为执行脚本的第二个参数，以此类推……
实例
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：
#!/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 1 2 3
Shell 传递参数实例！
执行的文件名：./test.sh
第一个参数为：1
第二个参数为：2
第三个参数为：3
#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com
echo "Shell 传递参数实例！";
echo "第一个参数为：$1";
echo "参数个数为：$#";
echo "传递的参数作为一个字符串显示：$*";
执行脚本，输出结果如下所示：
$ chmod +x test.sh
$ ./test.sh 1 2 3
Shell 传递参数实例！
第一个参数为：1
参数个数为：3
传递的参数作为一个字符串显示：1 2 3
$* 与 $@ 区别：
相同点：都是引用所有参数。
不同点：只有在双引号中体现出来。假设在脚本运行时写了三个参数 1、2、3，，
则 " * " 等价于 "1 2 3"（传递了一个参数），而 "@" 等价于 "1" "2" "3"（传递了三个参数）。
Shell 基本运算符
Shell 和其他编程语言一样，支持多种运算符，包括：
- 算数运算符
- 关系运算符
- 布尔运算符
- 字符串运算符
- 文件测试运算符
原生bash不支持简单的数学运算，但是可以通过其他命令来实现，例如 awk 和 expr，expr 最常用。
expr 是一款表达式计算工具，使用它能完成表达式的求值操作。
例如，两个数相加(注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 ')：
#!/bin/bash
val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为 : $val"
执行脚本，输出结果如下所示：
两数之和为 : 4
两点注意：
- 表达式和运算符之间要有空格，例如 2+2 是不对的，必须写成 2 + 2，这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
- 完整的表达式要被 ` ` 包含，注意这个字符不是常用的单引号，在 Esc 键下边。
- 还有N多其他运算符，请查阅相关网站
Shell echo命令
Shell 的 echo 指令与 PHP 的 echo 指令类似，都是用于字符串的输出。命令格式：
echo string
您可以使用echo实现更复杂的输出格式控制。
1.显示普通字符串:
echo "It is a test"
这里的双引号完全可以省略，以下命令与上面实例效果一致：
echo It is a test
2.显示转义字符
echo ""It is a test""
结果将是:
"It is a test"
同样，双引号也可以省略
3.显示变量
read 命令从标准输入中读取一行,并把输入行的每个字段的值指定给 shell 变量
#!/bin/sh
read name
echo "$name It is a test"
以上代码保存为 test.sh，name 接收标准输入的变量，结果将是:
[root@www ~]# sh test.sh
OK #标准输入
OK It is a test #输出
4.显示换行
echo -e "OK! \n" # -e 开启转义
echo "It it a test"
输出结果：
OK!
It it a test
Shell printf 命令
printf 命令模仿 C 程序库（library）里的 printf() 程序。
printf 由 POSIX 标准所定义，因此使用 printf 的脚本比使用 echo 移植性好。
printf 使用引用文本或空格分隔的参数，外面可以在 printf 中使用格式化字符串，还可以制定字符串的宽度、左右对齐方式等。默认 printf 不会像 echo 自动添加换行符，我们可以手动添加 \n。
printf 命令的语法：
printf format-string [arguments...]
参数说明：
format-string: 为格式控制字符串
arguments: 为参数列表。
实例如下：
$ echo "Hello, Shell"
Hello, Shell
$ printf "Hello, Shell\n"
Hello, Shell
接下来,我来用一个脚本来体现printf的强大功能：
#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com
printf "%-10s %-8s %-4s\n" 姓名 性别 体重kg
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 杨过 男 48.6543
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭芙 女 47.9876
执行脚本，输出结果如下所示：
姓名 性别 体重kg
郭靖 男 66.12
杨过 男 48.65
郭芙 女 47.99
%s %c %d %f都是格式替代符
%-10s 指一个宽度为10个字符（-表示左对齐，没有则表示右对齐），任何字符都会被显示在10个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来。
%-4.2f 指格式化为小数，其中.2指保留2位小数。
Shell test 命令
Shell中的 test 命令用于检查某个条件是否成立，它可以进行数值、字符和文件三个方面的测试
实例演示：
num1=100
num2=100
if test $[num1] -eq $[num2]
then
echo '两个数相等！'
else
echo '两个数不相等！'
fi
输出结果：
两个数相等！
代码中的 [] 执行基本的算数运算，如：
#!/bin/bash
a=5
b=6
result=$[a+b] # 注意等号两边不能有空格
echo "result 为： $result"
结果为:
result 为： 11
Shell 流程控制
if else
if else 语法格式：
if condition
then
command1
command2
...
commandN
else
command
fi
if else-if else
if else-if else 语法格式：
if condition1
then
command1
elif condition2
then
command2
else
commandN
fi
以下实例判断两个变量是否相等：
a=10
b=20
if [ $a == $b ]
then
echo "a 等于 b"
elif [ $a -gt $b ]
then
echo "a 大于 b"
elif [ $a -lt $b ]
then
echo "a 小于 b"
else
echo "没有符合的条件"
fi
输出结果：
a 小于 b
for 循环
与其他编程语言类似，Shell支持for循环。
for循环一般格式为：
for var in item1 item2 ... itemN
do
command1
command2
...
commandN
done
for loop in 1 2 3 4 5
do
echo "The value is: $loop"
done
输出结果：
The value is: 1
The value is: 2
The value is: 3
The value is: 4
The value is: 5
while 语句
while循环用于不断执行一系列命令，也用于从输入文件中读取数据；命令通常为测试条件。其格式为：
while condition
do
command
done
以下是一个基本的while循环，测试条件是：如果int小于等于5，那么条件返回真。int从0开始，每次循环处理时，int加1。运行上述脚本，返回数字1到5，然后终止。
#!/bin/bash
int=1
while(( $int<=5 ))
do
echo $int
let "int++"
done
运行脚本，输出：
1
2
3
4
5
无限循环
无限循环语法格式：
while :
do
command
done
或者
while true
do
command
done
或者
for (( ; ; ))
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。
一般 while 循环优于 until 循环，但在某些时候—也只是极少数情况下，until 循环更加有用。
until 语法格式:
until condition
do
command
done
case
Shell case语句为多选择语句。可以用case语句匹配一个值与一个模式，如果匹配成功，执行相匹配的命令。case语句格式如下：
case 值 in
模式1)
command1
command2
...
commandN
;;
模式2）
command1
command2
...
commandN
;;
esac
case工作方式如上所示。取值后面必须为单词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 ;;。
取值将检测匹配的每一个模式。一旦模式匹配，则执行完匹配模式相应命令后不再继续其他模式。如果无一匹配模式，使用星号 * 捕获该值，再执行后面的命令。
下面的脚本提示输入1到4，与每一种模式进行匹配：
echo '输入 1 到 4 之间的数字:'
echo '你输入的数字为:'
read aNum
case $aNum in
1) echo '你选择了 1'
;;
2) echo '你选择了 2'
;;
3) echo '你选择了 3'
;;
4) echo '你选择了 4'
;;
*) echo '你没有输入 1 到 4 之间的数字'
;;
esac
输入不同的内容，会有不同的结果，例如：
输入 1 到 4 之间的数字:
你输入的数字为:
3
你选择了 3
跳出循环
- break命令
- continue
Shell 函数
linux shell 可以用户定义函数，然后在shell脚本中可以随便调用。
shell中函数的定义格式如下：
[ function ] funname [()]
{
action;
[return int;]
}
说明：
1、可以带function fun() 定义，也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
2、参数返回，可以显示加：return 返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。 return后跟数值n(0-255
下面的例子定义了一个函数并进行调用：
#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com
demoFun(){
echo "这是我的第一个 shell 函数!"
}
echo "-----函数开始执行-----"
demoFun
echo "-----函数执行完毕-----"
输出结果：
-----函数开始执行-----
这是我的第一个 shell 函数!
-----函数执行完毕-----
下面定义一个带有return语句的函数：
#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com
funWithReturn(){
echo "这个函数会对输入的两个数字进行相加运算..."
echo "输入第一个数字: "
read aNum
echo "输入第二个数字: "
read anotherNum
echo "两个数字分别为 $aNum 和 $anotherNum !"
return $(($aNum+$anotherNum))
}
funWithReturn
echo "输入的两个数字之和为 $? !"
输出类似下面：
这个函数会对输入的两个数字进行相加运算...
输入第一个数字:
1
输入第二个数字:
2
两个数字分别为 1 和 2 !
输入的两个数字之和为 3 !
函数返回值在调用该函数后通过 $? 来获得。
注意：所有函数在使用前必须定义。这意味着必须将函数放在脚本开始部分，直至shell解释器首次发现它时，才可以使用。调用函数仅使用其函数名即可。
函数参数
在Shell中，调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部，通过 1表示第一个参数，$2表示第二个参数...
带参数的函数示例：
#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com
funWithParam(){
echo "第一个参数为 $1 !"
echo "第二个参数为 $2 !"
echo "第十个参数为 $10 !"
echo "第十个参数为 ${10} !"
echo "第十一个参数为 ${11} !"
echo "参数总数有 $# 个!"
echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"
}
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
输出结果：
第一个参数为 1 !
第二个参数为 2 !
第十个参数为 10 !
第十个参数为 34 !
第十一个参数为 73 !
参数总数有 11 个!
作为一个字符串输出所有参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 !
