Shell一、Shell入门

布满荆棘的人生 2023-07-04 14:29 6阅读 0赞

# 一、什么是shell #

在使用操作系统时，我们可以使用图形界面或者命令行启动某个程序，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。

然而，**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。

Shell 是一个**应用程序**，它连接了用户和 Linux 内核，让用户能够更加高效、安全、低成本地使用 Linux 内核，这就是 Shell 的本质。

# 二、Shell 是如何连接用户和内核的 #

Shell 能够接收用户输入的命令，并对命令进行处理，处理完毕后再将结果反馈给用户，比如输出到显示器、写入到文件等。

其实，Shell 程序本身的功能是很弱的，比如文件操作、输入输出、进程管理等都得依赖内核。我们运行一个命令，大部分情况下 Shell 都会去调用内核暴露出来的接口，这就是在使用内核，只是这个过程被 Shell 隐藏了起来。

接口其实就是一个一个的函数，使用内核就是调用这些函数。这就是使用内核的全部内容了吗？嗯，是的！**除了函数，你没有别的途径使用内核。**

即**用户通过shell调用内核的接口（函数），从而实现对内核的使用。**

比如，我们都知道在 Shell 中输入`cat log.txt`命令就可以查看 `log.txt` 文件中的内容，然而，`log.txt` 放在磁盘的哪个位置？分成了几个数据块？在哪里开始？在哪里终止？如何操作探头读取它？这些底层细节 Shell 统统不知道的，它只能去调用内核提供的 `open()` 和 `read()` 函数，告诉内核我要读取 `log.txt` 文件，请帮助我，然后内核就乖乖地按照 Shell 的吩咐去读取文件了，并将读取到的文件内容交给 Shell，最后再由 Shell 呈现给用户（其实呈现到显示器上还得依赖内核）。整个过程中 Shell 就是一个“中间商”，它在用户和内核之间“倒卖”数据，只是用户不知道罢了

# 三、Shell 支持编程 #

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++、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，case...in 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。我们平时所说的 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、搭建 Web 运行环境、日志分析等，Shell 都非常合适。

使用 Shell 的熟练程度反映了用户对 Linux 的掌握程度，运维工程师、网络管理员、程序员都应该学习 Shell。

尤其是 Linux 运维工程师，Shell 更是必不可少的，是必须掌握的技能，它使得我们能够自动化地管理服务器集群，否则你就得一个一个地登录所有的服务器，对每一台服务器都进行相同的设置，而这些服务器可能有成百上千之多，会浪费大量的时间在重复性的工作上。

# 四、Shell 是一种脚本语言 #

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。

**1.编译型语言**

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）。

**2.解释型语言**  
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。

**3.两种语言的优点**

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

# 五、Shell 环境 #

Shell 编程跟 JavaScript、php 编程一样，只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。

Linux 的 Shell 种类众多，常见的有：

*  Bourne Shell（`/usr/bin/sh或/bin/sh`）
 *  Bourne Again Shell（`/bin/bash`）
 *  C Shell（`/usr/bin/csh`）
 *  K Shell（`/usr/bin/ksh`）
 *  Shell for Root（`/sbin/sh`）
    
    ……

Bash，也就是 Bourne Again Shell，由于易用和免费，Bash 在日常工作中被广泛使用。同时，Bash 也是大多数Linux 系统默认的 Shell。

在一般情况下，人们并不区分 Bourne Shell 和 Bourne Again Shell，所以，像 `#!/bin/sh`，它同样也可以改为 `#!/bin/bash`。

**`#!` 告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的 Shell 程序。**  
**`echo` 命令用于向窗口输出文本。**