? ?　Shell概述

　　Shell是一種具備特殊功能的程序，它提供了用戶與內(nèi)核進行交互操作的一種接口。它接收用戶輸入的命令，并把它送入內(nèi)核去執(zhí)行。內(nèi)核是Linux系統(tǒng)的心臟，從開機自檢就駐留在計算機的內(nèi)存中，直到計算機關(guān)閉為止，而用戶的應用程序存儲在計算機的硬盤上，僅當需要時才被調(diào)入內(nèi)存。Shell是一種應用程序，當用戶登錄Linux系統(tǒng)時，Shell就會被調(diào)入內(nèi)存去執(zhí)行。Shell獨立于內(nèi)核，它是連接內(nèi)核和應用程序的橋梁，并由輸入設備讀取命令，再將其轉(zhuǎn)為計算機可以理解的機械碼，Linux內(nèi)核才能執(zhí)行該命令。

　　

　　優(yōu)勢

　　Shell腳本語言的好處是簡單、易學、易用，適合處理文件和目錄之類的對象，以簡單的方式快速完成某些復雜的事情通常是創(chuàng)建腳本的重要原則，腳本語言的特性可以總結(jié)為以下幾個方面：

　　語法和結(jié)構(gòu)通常比較簡單。

　　學習和使用通常比較簡單，

　　通常以容易修改程序的“解釋”作為運行方式，而不需要“編譯。

　　程序的開發(fā)產(chǎn)能優(yōu)于運行效能。

　　Shell腳本語言是Linux/Unix系統(tǒng)上一種重要的腳本語言，在Linux/Unix領域應用極為廣泛，熟練掌握Shell腳本語言是一個優(yōu)秀的Linux/Unix開發(fā)者和系統(tǒng)管理員必經(jīng)之路。利用Shell腳本語言可以簡潔地實現(xiàn)復雜的操作，而且Shell腳本程序往往可以在不同版本的Linux/Unix系統(tǒng)上通用。

　　Shell編程

　　基本格式

　　Shell腳本的文件名后綴通常是.sh （當然你也可以使用其他后綴或者沒有后綴，.sh是為了規(guī)范）

　　程序編寫格式：

　　［java］ view plain copy#！/bin/bash

　　# 注釋使用#號

　　代碼示例：

　　［java］ view plain copy//使用vi編輯器編寫shell腳本（a.sh不存在則會新建）

　　vi a.sh

　　進入vi編輯模式后編寫執(zhí)行代碼

　　［java］ view plain copy//固定格式，記住就可以了

　　#！/bin/bash

　　//執(zhí)行的代碼

　　echo Hello World

　　賦予權(quán)限并執(zhí)行：

　　［java］ view plain copy//賦予可執(zhí)行權(quán)限

　　chmod +x a.sh

　　//執(zhí)行（調(diào)用/bin/bash執(zhí)行a.sh腳本）

　　。/a.sh

　　執(zhí)行結(jié)果：

　　

　　下面是幾種運行情況：

　　［java］ view plain copya.sh

　　這樣的話需要保證腳本具有執(zhí)行權(quán)限并且在環(huán)境變量PATH中有（。），這樣在執(zhí)行的時候會先從當前目錄查找。

　　

　　［java］ view plain copy./a.sh

　　只要保證這個腳本具有執(zhí)行權(quán)限即可

　　［java］ view plain copy/usr/local/a.sh

　　只要保證這個腳本具有執(zhí)行權(quán)限即可

　　［java］ view plain copybash a.sh

　　直接可以執(zhí)行，甚至這個腳本文件中的第一行都可以不引入/bin/bash，它是將hello.sh作為參數(shù)傳給bash命令來執(zhí)行的。

　　［java］ view plain copybash -x /path/to/aa.sh

　　bash的單步執(zhí)行

　　［java］ view plain copybash -n /path/to/aa.sh

　　bash語法檢查

　　變量

　　變量不需要聲明，初始化不需要指定類型

　　變量命名

　　1、只能使用數(shù)字，字母和下劃線，且不能以數(shù)字開頭

　　2、變量名區(qū)分大小寫

　　3、建議命令要通俗易懂

　　注意：變量賦值是通過等號（=）進行賦值，在變量、等號和值之間不能出現(xiàn)空格。

　　顯示變量值使用echo命令（類似于java中的system.out） ，加上$變量名，也可以使用${變量名}

　　例如：

　　［java］ view plain copyecho $JAVA_HOME

　　echo ${JAVA_HOME}

　　變量的申明和使用：

　　

　　變量分類：

　　Shell變量有這幾類：本地變量、環(huán)境變量、局部變量、位置變量、特殊變量。

　　本地變量：

　　只對當前shell進程有效的，對當前進程的子進程和其它shell進程無效。

　　定義：VAR_NAME=VALUE

　　變量引用：${VAR_NAME} 或者 $VAR_NAME

　　取消變量：unset VAR_NAME

　　相當于java中的私有變量（private），只能當前類使用，子類和其他類都無法使用。

　　比如在一個bash命令窗口下再使用bash，則變成了子進程，本地變量不會被這個子進程所訪問。

　　

　　環(huán)境變量：

　　自定義的環(huán)境變量對當前shell進程及其子shell進程有效，對其它的shell進程無效

　　定義：export VAR_NAME=VALUE

　　對所有shell進程都有效需要配置到配置文件中

　　［java］ view plain copyvi /etc/profile

　　source /etc/profile

　　相當于java中的protected修飾符，對當前類，子孫類，以及同一個包下面可以共用。

　　和windows中的環(huán)境變量比較類似

　　自定義的環(huán)境變量：

　　

　　局部變量：

　　在函數(shù)中調(diào)用，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，變量就會消失

　　對shell腳本中某代碼片段有效

　　定義：local VAR_NAME=VALUE

　　相當于java代碼中某一個方法中定義的局部變量，只對這個方法有效。

　　位置變量：

　　比如腳本中的參數(shù)：

　　$0：腳本自身

　　$1：腳本的第一個參數(shù)

　　$2：腳本的第二個參數(shù)

　　相當于java中main函數(shù)中的args參數(shù)，可以獲取外部參數(shù)。

　　

　　特殊變量：

　　$？：接收上一條命令的返回狀態(tài)碼

　　返回狀態(tài)碼在0-255之間

　　$#：參數(shù)個數(shù)

　　$*：或者$@：所有的參數(shù)

　　$$：獲取當前shell的進程號（PID）（可以實現(xiàn)腳本自殺）（或者使用exit命令直接退出也可以使用exit ［num］）

　　引號

　　Shell編程中有三類引號：單引號、雙引號、反引號。

　　‘’單引號不解析變量

　　［java］ view plain copyecho ‘$name’

　　“”雙引號會解析變量

　　［java］ view plain copyecho “$name”

　　``反引號是執(zhí)行并引用一個命令的執(zhí)行結(jié)果，類似于$（。。。）

　　［java］ view plain copyecho `$name`

　　示例：

　　

　　循環(huán)

　　for循環(huán)

　　通過使用一個變量去遍歷給定列表中的每個元素，在每次變量賦值時執(zhí)行一次循環(huán)體，直至賦值完成所有元素退出循環(huán)

　　格式1

　　［java］ view plain copyfor （（i=0;i《10;i++））

　　do

　　。。。

　　Done

　　格式2

　　［java］ view plain copyfor i in 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

　　do

　　。。。

　　Done

　　格式3

　　［java］ view plain copyfor i in {0..9}

　　do

　　。。。

　　done

　　注意：for i in {0..9} 等于for i in {0..9..1} ， 第三個參數(shù)為跨步。

　　例如：

　　{0..9..2} 表示 0，2，4，6，8

　　while循環(huán)

　　適用于循環(huán)次數(shù)未知，或不便用for直接生成較大的列表時

　　格式：

　　［java］ view plain copywhile 測試條件

　　do

　　循環(huán)體

　　done

　　如果測試條件為“真”，則進入循環(huán)，測試條件為假，則退出循環(huán)。

　　

　　打印結(jié)果為0~9.

　　循環(huán)控制

　　循環(huán)控制命令——break

　　break命令是在處理過程中跳出循環(huán)的一種簡單方法，可以使用break命令退出任何類型的循環(huán)，包括while循環(huán)和for循環(huán)

　　循環(huán)控制命令——continue

　　continue命令是一種提前停止循環(huán)內(nèi)命令，而不完全終止循環(huán)的方法，這就需要在循環(huán)內(nèi)設置shell不執(zhí)行命令的條件

　　條件

　　bash條件測試

　　格式：

　　［java］ view plain copytest EXPR

　　［ EXPR ］：注意中括號和表達式之間的空格

　　整型測試：

　　-gt：大于：

　　-lt：小于

　　-ge：大于等于

　　-le：小于等于

　　-eq：等于

　　-ne：不等于

　　例如［ $num1 -gt $num2 ］或者test $num1 -gt $num2

　　字符串測試：

　　=：等于，例如判斷變量是否為空 ［ “$str” = “” ］ 或者［ -z $str ］

　　！=：不等于

　　

　　判斷

　　if判斷：

　　單分支

　　［java］ view plain copy if 測試條件;then

　　選擇分支

　　fi

　　雙分支

　　［java］ view plain copyif 測試條件

　　then

　　選擇分支1

　　else

　　選擇分支2

　　fi

　　多分支

　　［java］ view plain copyif 條件1; then

　　分支1

　　elif 條件2; then

　　分支2

　　elif 條件3; then

　　分支3

　　。。。

　　else

　　分支n

　　i

　　雙分支示例：

　　

　　Case判斷

　　有多個測試條件時，case語句會使得語法結(jié)構(gòu)更清晰

　　格式：

　　［java］ view plain copycase 變量引用 in

　　PATTERN1）

　　分支1

　　;;

　　PATTERN2）

　　分支2

　　;;

　　。。。

　　*）

　　分支n

　　;;

　　esac

　　PATTERN ：類同于文件名通配機制，但支持使用|表示或者

　　a|b：a或者b

　　*：匹配任意長度的任意字符

　　？：匹配任意單個字符

　　［a-z］：指定范圍內(nèi)的任意單個字符

　　示例：

　　

　　算術(shù)運算

　　［java］ view plain copylet varName=算術(shù)表達式

　　varName=$［算術(shù)表達式］

　　varName=$（（算術(shù)表達式））

　　varName=`expr $num1 + $num2`

　　使用這種格式要注意兩個數(shù)字和+號中間要有空格。

　　示例：

　　

　　邏輯運算符

　　if ［ 條件A && 條件B ］ 在shell中怎么寫？

　　if ［ 條件A && 條件B ］;then 是不對的

　　解決方法：

　　（1）需要用到shell中的邏輯操作符

　　-a 與

　　-o 或

　　！ 非

　　如if ［ 條件A -a 條件B ］

　　

　　（2）if ［ 條件A ］ && ［條件B ］

　　（3）if（（A&&B））

　　（4）if ［［ A&&B ］］

　　

　　自定義函數(shù)

　　格式：

　　［java］ view plain copyfunction 函數(shù)名（）{

　　。。。

　　}

　　引用自定義函數(shù)文件時，使用source func.sh

　　有利于代碼的重用性

　　函數(shù)傳遞參數(shù)（可以使用類似于Java中的args，args［1］代表Shell中的$1）

　　函數(shù)的返回值，只能是數(shù)字

　　read

　　read命令接收標準輸入（鍵盤）的輸入，或者其他文件描述符的輸入。得到輸入后，read命令將數(shù)據(jù)放入一個標準變量中。

　　格式

　　［java］ view plain copyread VAR_NAME

　　read如果后面不指定變量，那么read命令會將接收到的數(shù)據(jù)放置在環(huán)境變量REPLY中

　　［java］ view plain copy#表示輸入時的提示字符串：

　　read -p “Enter your name：” VAR_NAME

　　

　　［java］ view plain copy# -t表示輸入等待的時間

　　read -t 5 -p “enter your name：” VAR_NAME

　　［java］ view plain copy# -s 表示安全輸入，鍵入密碼時不會顯示

　　read -s -p “Enter your password： ” pass

　　declare

　　用來限定變量的屬性

　　-r 只讀

　　-i 整數(shù)：某些算術(shù)計算允許在被聲明為整數(shù)的變量中完成，而不需要特別使用expr或let來完成。

　　-a 數(shù)組

　　示例：

　　

　　字符串操作

　　獲取長度：

　　［java］ view plain copy${#VAR_NAME}

　　字符串截取

　　［java］ view plain copy${variable:offset:length}或者${variable:offset}

　　取尾部的指定個數(shù)的字符

　　［java］ view plain copy${variable： -length}：注意冒號后面有空格

　　大小寫轉(zhuǎn)換

　　小--》大：

　　［java］ view plain copy${variable^^}

　　大--》小：

　　［java］ view plain copy${variable，，}

　　示例：

　　

　　數(shù)組

　　定義：declare -a：表示定義普通數(shù)組

　　特點

　　支持稀疏格式

　　僅支持一維數(shù)組

　　數(shù)組賦值方式

　　一次對一個元素賦值a［0］=$RANDOM

　　一次對多個元素賦值a=（a b c d）

　　按索引進行賦值a=（［0］=a ［3］=b ［1］=c）

　　使用read命令read -a ARRAY_NAME查看元素

　　［java］ view plain copy${ARRAY［index］}：查看數(shù)組指定角標的元素

　　${ARRAY}：查看數(shù)組的第一個元素

　　${ARRAY［*］}或者${ARRAY［@］}：查看數(shù)組的所有元素

　　獲取數(shù)組的長度

　　［java］ view plain copy${#ARRAY［*］}

　　${#ARRAY［@］}

　　獲取數(shù)組內(nèi)元素的長度

　　［java］ view plain copy${#ARRAY［0］}

　　注意：${#ARRAY［0］}表示獲取數(shù)組中的第一個元素的長度，等于${#ARRAY}

　　從數(shù)組中獲取某一片段之內(nèi)的元素（操作類似于字符串操作）

　　格式：

　　［java］ view plain copy${ARRAY［@］：offset:length}

　　offset：偏移的元素個數(shù)

　　length：取出的元素的個數(shù)

　　${ARRAY［@］：offset:length}：取出偏移量后的指定個數(shù)的元素

　　${ARRAY［@］：offset}：取出數(shù)組中偏移量后的所有元素

　　數(shù)組刪除元素：

　　［java］ view plain copyunset ARRAY［index］

　　示例：

　　

　　其他命令

　　date

　　顯示當前時間

　　格式化輸出 +%Y-%m-%d

　　格式%s表示自1970-01-01 00:00:00以來的秒數(shù)

　　指定時間輸出 --date=‘2009-01-01 11:11:11’

　　指定時間輸出 --date=‘3 days ago’ （3天之前，3天之后可以用-3）

　　示例：

　　

　　后臺運行腳本

　　在腳本后面加一個&

　　［java］ view plain copytest.sh &

　　這樣的話雖然可以在后臺運行，但是當用戶注銷（logout）或者網(wǎng)絡斷開時，終端會收到Linux HUP信號（hangup）信號從而關(guān)閉其所有子進程

　　nohup命令

　　不掛斷的運行命令，忽略所有掛斷（hangup）信號

　　［java］ view plain copynohup test.sh &

　　nohup會忽略進程的hangup掛斷信號，所以關(guān)閉當前會話窗口不會停止這個進程的執(zhí)行。

　　nohup會在當前執(zhí)行的目錄生成一個nohup.out日志文件

　　標準輸入、輸出、錯誤、重定向

　　標準輸入、輸出、錯誤可以使用文件描述符0、1、2引用

　　使用重定向可以把信息重定向到其他位置

　　ls 》file 或者 ls 1》file（ls 》》file）

　　lk 2》file（lk是一個錯誤命令）

　　ls 》file 2》&1

　　ls 》 /dev/null（把輸出信息重定向到無底洞）

　　例子：

　　［java］ view plain copycommand 》/dev/null 2》&1

　　Crontab定時器

　　linux下的定時任務

　　編輯使用crontab -e

　　一共6列，分別是：分 時 日 月 周 命令

　　

　　查看crontab執(zhí)行日志

　　［java］ view plain copytail -f /var/log/cron

　　必須打開rsyslog服務cron文件中才會有執(zhí)行日志（service rsyslog status）

　　［java］ view plain copytail -f /var/spool/mail/root（查看crontab最近的執(zhí)行情況）

　　查看cron服務狀態(tài)

　　［java］ view plain copyservice crond status

　　啟動cron服務

　　［java］ view plain copyservice crond start

　　小結(jié)及示例：

　　基本格式 ：

　　*　　*　　*　　*　　*　　command

　　分　時　日　月　周　命令

　　第1列表示分鐘1～59 每分鐘用*或者 */1表示

　　第2列表示小時1～23（0表示0點）

　　第3列表示日期1～31

　　第4列表示月份1～12

　　第5列標識號星期0～6（0表示星期天）

　　第6列要運行的命令

　　crontab文件的一些例子：

　　30 21 * * * /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　上面的例子表示每晚的21:30重啟apache。

　　45 4 1，10，22 * * /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　上面的例子表示每月1、10、22日的4 ： 45重啟apache。

　　10 1 * * 6，0 /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　上面的例子表示每周六、周日的1 ： 10重啟apache。

　　0，30 18-23 * * * /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　上面的例子表示在每天18 ： 00至23 ： 00之間每隔30分鐘重啟apache。

　　0 23 * * 6 /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　上面的例子表示每星期六的11 ： 00 pm重啟apache。

　　* */1 * * * /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　每一小時重啟apache

　　* 23-7/1 * * * /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　晚上11點到早上7點之間，每隔一小時重啟apache

　　0 11 4 * mon-wed /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　每月的4號與每周一到周三的11點重啟apache

　　0 4 1 jan * /usr/local/etc/rc.d/lighttpd restart

　　一月一號的4點重啟apache

　　ps和jps

　　ps：用來顯示進程的相關(guān)信息

　　ps顯示當前shell啟動的所有進程

　　ps -e顯示系統(tǒng)中所有進程

　　ps -ef|grep java

　　jps：類似linux的ps命令，不同的是ps是用來顯示所有進程，而jps只顯示java進程，準確的說是顯示當前用戶已啟動的部分java進程信息，信息包括進程號和簡短的進程command。

　　問題：某個java進程已經(jīng)啟動，用jps卻顯示不了該進程進程號，使用ps -ef|grep java卻可以看到？

　　java程序啟動后，默認（請注意是默認）會在/tmp/hsperfdata_userName目錄下以該進程的id為文件名新建文件，并在該文件中存儲jvm運行的相關(guān)信息，其中的userName為當前的用戶名，/tmp/hsperfdata_userName目錄會存放該用戶所有已經(jīng)啟動的java進程信息。而jps、jconsole、jvisualvm等工具的數(shù)據(jù)來源就是這個文件（/tmp/hsperfdata_userName/pid）。所以當該文件不存在或是無法讀取時就會出現(xiàn)jps無法查看該進程號。

　　原因：1，磁盤讀寫、目錄權(quán)限問題。2，臨時文件丟失，被刪除或是定期清理。3，java進程信息文件存儲地址被設置，不在/tmp目錄下

　　登錄Shell和交互shell

　　交互式的：顧名思義，這種shell中的命令時由用戶從鍵盤交互式地輸入的，運行的結(jié)果也能夠輸出到終端顯示給用戶看。

　　非交互式的：這種shell可能由某些自動化過程啟動，不能直接從請求用戶的輸入，也不能直接輸出結(jié)果給終端用戶看。輸出最好寫到文件。比如使用Shell腳本。

　　登錄式：意思是這種是在某用戶由/bin/login登陸進系統(tǒng)后啟動的shell，跟這個用戶綁定。這個shell是用戶登陸后啟動的第一個進程。login進程在啟動shell時傳遞第0個參數(shù)指明shell的名字，該參數(shù)第一個字符為“-”，指明這是一個login shell。比如對bash而言，啟動參數(shù)為“-bash”。

　　非登錄式：不需login而由某些程序啟動的shell。傳遞給shell的參數(shù)，是沒有‘-’前綴的。還以Bash為例，當以非login方式啟動時，它會調(diào)用~/.bashrc，隨后~/.bashrc中調(diào)用/etc/bashrc，最后/etc/bashrc調(diào)用所有/etc/profile.d目錄下的腳本。

　　一旦打開一個交互式login shell，或者以--login選項登錄的非交互式shell，都會首先加載并執(zhí)行/etc/profile中的命令，然后再依次加載~/.bash_profile， ~/.bash_login， 和~/.profile中的命令。

　　當bash以login shell啟動時，它會執(zhí)行/etc/profile中的命令，然后/etc/profile調(diào)用/etc/profile.d目錄下的所有腳本；然后執(zhí)行~/.bash_profile，~/.bash_profile調(diào)用~/.bashrc，最后~/.bashrc又調(diào)用/etc/bashrc。要識別一個shell是否為login shell，只需在該shell下執(zhí)行echo $0。

　　注意： /etc/profile中的設置只對Login Shell生效，而crontab運行腳本的shell環(huán)境是non-login的，不會加載/etc/profile的設置。

　　Shell應用示例

　　根據(jù)時間創(chuàng)建文件夾

　　需求：創(chuàng)建10個目錄，目錄名稱以當天時間開頭，后面拼上目錄編碼

　　例如：1970-01-01_1

　　

　　編寫腳本monitor.sh

　　持續(xù)觀察服務器每天的運行狀態(tài)，需要結(jié)合shell腳本程序和計劃任務，定期跟蹤記錄不同時段服務器的cpu負載，內(nèi)存，交換空間，磁盤使用量等信息

　　［java］ view plain copy#！/bin/bash

　　#this is the second script！

　　day_time=`date+“%F %R”`

　　cpu_test=`uptime`

　　mem_test=`free -m | grep “mem” | awk ‘{print $2}’`

　　swap_test=`free -m | grep “mem” | awk ‘{print $4}’`

　　disk_test=`df -hT`

　　user_test=`last -n 10`

　　echo “now is $day_time”

　　echo “%cpu is $cpu_test”

　　echo “Numbet of Mem size（MB） is $mem_test”

　　echo “Number of swap size（MB） is $swap_test”

　　echo “the disk shiyong qingkuang is $disk_test”

　　echo “the users login qingkuang is $user_test”

　　設置cron任務

　　［java］ view plain copy*/15 * * * * bash /monitor.sh

　　55 23 * * * tar cxf /var/log/runrec /var/log/running.today && --remove-files

　　SHELL編程之常用技巧

　　/dev和/proc目錄

　　dev目錄是系統(tǒng)中集中用來存放設備文件的目錄。除了設備文件以外，系統(tǒng)中也有不少特殊的功能通過設備的形式表現(xiàn)出來。設備文件是一種特殊的文件，它們實際上是驅(qū)動程序的接口。在Linux操作系統(tǒng)中，很多設備都是通過設備文件的方式為進程提供了輸入、輸出的調(diào)用標準，這也符合UNIX的“一切皆文件”的設計原則。所以，對于設備文件來說，文件名和路徑其實都不重要，最重要的使其主設備號和輔助設備號，就是用ls -l命令顯示出來的原本應該出現(xiàn)在文件大小位置上的兩個數(shù)字，比如下面命令顯示的8和0：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ ls -l /dev/sda

　　brw-rw---- 1 root disk 8， 0 5月 12 10:47 /dev/sda12

　　設備文件的主設備號對應了這種設備所使用的驅(qū)動是哪個，而輔助設備號則表示使用同一種驅(qū)動的設備編號。我們可以使用mknod命令手動創(chuàng)建一個設備文件：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ sudo mknod harddisk b 8 0

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ ls -l harddisk

　　brw-r--r-- 1 root root 8， 0 5月 18 09:49 harddisk123

　　這樣我們就創(chuàng)建了一個設備文件叫harddisk，實際上它跟/dev/sda是同一個設備，因為它們對應的設備驅(qū)動和編號都一樣。所以這個設備實際上是跟sda相同功能的設備。

　　系統(tǒng)還給我們提供了幾個有特殊功能的設備文件，在bash編程的時候可能會經(jīng)常用到：

　　/dev/null：黑洞文件。可以對它重定向如何輸出。

　　/dev/zero：0發(fā)生器。可以產(chǎn)生二進制的0，產(chǎn)生多少根使用時間長度有關(guān)。我們經(jīng)常用這個文件來產(chǎn)生大文件進行某些測試，如：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ dd if=/dev/zero of=。/bigfile bs=1M count=1024

　　1024+0 records in

　　1024+0 records out

　　1073741824 bytes （1.1 GB， 1.0 GiB） copied， 0.3501 s， 3.1 GB/s1234

　　dd命令也是我們在bash編程中可能會經(jīng)常使用到的命令。

　　/dev/random：Linux下的random文件是一個根據(jù)計算機背景噪聲而產(chǎn)生隨機數(shù)的真隨機數(shù)發(fā)生器。所以，如果容納噪聲數(shù)據(jù)的熵池空了，那么對文件的讀取會出現(xiàn)阻塞。

　　/dev/urandom：是一個偽隨機數(shù)發(fā)生器。實際上在Linux的視線中，urandom產(chǎn)生隨機數(shù)的方法根random一樣，只是它可以重復使用熵池中的數(shù)據(jù)。這兩個文件在不同的類unix系統(tǒng)中可能實現(xiàn)方法不同，請注意它們的區(qū)別。

　　/dev/tcp & /dev/udp：這兩個神奇的目錄為bash編程提供了一種可以進行網(wǎng)絡編程的功能。在bash程序中使用/dev/tcp/ip/port的方式就可以創(chuàng)建一個scoket作為客戶端去連接服務端的ip:port。我們用一個檢查http協(xié)議的80端口是否打開的例子來說明它的使用方法：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat tcp.sh

　　#！/bin/bash

　　ipaddr=127.0.0.1

　　port=80

　　if ！ exec 5《》 /dev/tcp/$ipaddr/$port

　　then

　　exit 1

　　fi

　　echo -e “GET / HTTP/1.0\n” 》&5

　　cat 《&51234567891011121314

　　ipaddr的部分還可以寫一個主機名。大家可以用此腳本分別在本機打開web服務和不打開的情況下分別執(zhí)行觀察是什么效果。

　　/proc是另一個我們經(jīng)常使用的目錄。這個目錄完全是內(nèi)核虛擬的。內(nèi)核將一些系統(tǒng)信息都放在/proc目錄下一文件和文本的方式顯示出來，如：/proc/cpuinfo、/proc/meminfo。我們可以使用man 5 proc來查詢這個目錄下文件的作用。

　　函數(shù)和遞歸

　　我們已經(jīng)接觸過函數(shù)的概念了，在bash編程中，函數(shù)無非是將一串命令起了個名字，后續(xù)想要調(diào)用這一串命令就可以直接寫函數(shù)的名字了。在語法上定義一個函數(shù)的方法是：

　　name （） compound-command ［redirection］

　　function name ［（）］ compound-command ［redirection］12

　　我們可以加function關(guān)鍵字顯式的定義一個函數(shù)，也可以不加。函數(shù)在定義的時候可以直接在后面加上重定向的處理。這里還需要特殊說明的是函數(shù)的參數(shù)處理和局部變量，請看下面腳本：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat function.sh |awk ‘{print “\t”$0}’

　　#！/bin/bash

　　aaa=1000

　　arg_proc （） {

　　echo “Function begin：”

　　local aaa=2000

　　echo $1

　　echo $2

　　echo $3

　　echo $*

　　echo $@

　　echo $aaa

　　echo “Function end！”

　　}

　　echo “Script bugin：”

　　echo $1

　　echo $2

　　echo $3

　　echo $*

　　echo $@

　　echo $aaa

　　arg_proc aaa bbb ccc ddd eee fff

　　echo $1

　　echo $2

　　echo $3

　　echo $*

　　echo $@

　　echo $aaa

　　echo “Script end！”12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334

　　我們帶-x參數(shù)執(zhí)行一下：

　　+ aaa=1000

　　+ echo ‘Script bugin：’

　　Script bugin：

　　+ echo 111

　　111

　　+ echo 222

　　222

　　+ echo 333

　　333

　　+ echo 111 222 333 444 555

　　111 222 333 444 555

　　+ echo 111 222 333 444 555

　　111 222 333 444 555

　　+ echo 1000

　　1000

　　+ arg_proc aaa bbb ccc ddd eee fff

　　+ echo ‘Function begin：’

　　Function begin：

　　+ local aaa=2000

　　+ echo aaa

　　aaa

　　+ echo bbb

　　bbb

　　+ echo ccc

　　ccc

　　+ echo aaa bbb ccc ddd eee fff

　　aaa bbb ccc ddd eee fff

　　+ echo aaa bbb ccc ddd eee fff

　　aaa bbb ccc ddd eee fff

　　+ echo 2000

　　2000

　　+ echo ‘Function end！’

　　Function end！

　　+ echo 111

　　111

　　+ echo 222

　　222

　　+ echo 333

　　333

　　+ echo 111 222 333 444 555

　　111 222 333 444 555

　　+ echo 111 222 333 444 555

　　111 222 333 444 555

　　+ echo 1000

　　1000

　　+ echo ‘Script end！’

　　Script end！1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647

　　觀察整個執(zhí)行過程可以發(fā)現(xiàn)，函數(shù)的參數(shù)適用方法跟腳本一樣，都可以使用n、*、$@這些符號來處理。而且函數(shù)參數(shù)跟函數(shù)內(nèi)部使用local定義的局部變量效果一樣，都是只在函數(shù)內(nèi)部能看到。函數(shù)外部看不到函數(shù)里定義的局部變量，當函數(shù)內(nèi)部的局部變量和外部的全局變量名字相同時，函數(shù)內(nèi)只能取到局部變量的值。當函數(shù)內(nèi)部沒有定義跟外部同名的局部變量的時候，函數(shù)內(nèi)部也可以看到全局變量。

　　bash編程支持遞歸調(diào)用函數(shù)，跟其他編程語言不同的地方是，bash還可以遞歸的調(diào)用自身，這在某些編程場景下非常有用。我們先來看一個遞歸的簡單例子：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat recurse.sh

　　#！/bin/bash

　　read_dir （） {

　　for i in $1/*

　　do

　　if ［ -d $i ］

　　then

　　read_dir $i

　　else

　　echo $i

　　fi

　　done

　　}

　　read_dir $11234567891011121314151617

　　這個腳本可以遍歷一個目錄下所有子目錄中的非目錄文件。關(guān)于遞歸，還有一個經(jīng)典的例子，fork炸彈：

　　。（）{ 。|.& };.1

　　這一堆符號看上去很令人費解，我們來解釋一下每個符號的含義：根據(jù)函數(shù)的定義語法，我們知道。（）{}的意思是，定義一個函數(shù)名子叫“。”。雖然系統(tǒng)中又個內(nèi)建命令也叫。，就是source命令，但是我們也知道，當函數(shù)和內(nèi)建命令名字沖突的時候，bash首先會將名字當成是函數(shù)來解釋。在{}包含的函數(shù)體中，使用了一個管道連接了兩個點，這里的第一個。就是函數(shù)的遞歸調(diào)用，我們也知道了使用管道的時候會打開一個subshell的子進程，所以在這里面就遞歸的打開了子進程。{}后面的分號只表示函數(shù)定義完畢的結(jié)束符，在之后就是調(diào)用函數(shù)名執(zhí)行的。，之后函數(shù)開始遞歸的打開自己，去產(chǎn)生子進程，直到系統(tǒng)崩潰為止。

　　bash并發(fā)編程和flock

　　在shell編程中，需要使用并發(fā)編程的場景并不多。我們倒是經(jīng)常會想要某個腳本不要同時出現(xiàn)多次同時執(zhí)行，比如放在crond中的某個周期任務，如果執(zhí)行時間較長以至于下次再調(diào)度的時間間隔，那么上一個還沒執(zhí)行完就可能又打開一個，這時我們會希望本次不用執(zhí)行。本質(zhì)上講，無論是只保證任何時候系統(tǒng)中只出現(xiàn)一個進程還是多個進程并發(fā)，我們需要對進程進行類似的控制。因為并發(fā)的時候也會有可能產(chǎn)生競爭條件，導致程序出問題。

　　我們先來看如何寫一個并發(fā)的bash程序。在前文講到作業(yè)控制和wait命令使用的時候，我們就已經(jīng)寫了一個簡單的并發(fā)程序了，我們這次讓它變得復雜一點。我們寫一個bash腳本，創(chuàng)建一個計數(shù)文件，并將里面的值寫為0。然后打開100個子進程，每個進程都去讀取這個計數(shù)文件的當前值，并加1寫回去。如果程序執(zhí)行正確，最后里面的值應該是100，因為每個子進程都會累加一個1寫入文件，我們來試試：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat racing.sh

　　#！/bin/bash

　　countfile=/tmp/count

　　if ！ ［ -f $countfile ］

　　then

　　echo 0 》 $countfile

　　fi

　　do_count （） {

　　read count 《 $countfile

　　echo $（（++count）） 》 $countfile

　　}

　　for i in `seq 1 100`

　　do

　　do_count &

　　done

　　wait

　　cat $countfile

　　rm $countfile12345678910111213141516171819202122232425

　　我們再來看看這個程序的執(zhí)行結(jié)果：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/racing.sh

　　26

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/racing.sh

　　13

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/racing.sh

　　34

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/racing.sh

　　25

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/racing.sh

　　45

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/racing.sh

　　5123456789101112

　　多次執(zhí)行之后，每次得到的結(jié)果都不一樣，也沒有一次是正確的結(jié)果。這就是典型的競爭條件引起的問題。當多個進程并發(fā)的時候，如果使用的共享的資源，就有可能會造成這樣的問題。這里的競爭調(diào)教就是：當某一個進程讀出文件值為0，并加1，還沒寫回去的時候，如果有別的進程讀了文件，讀到的還是0。于是多個進程會寫1，以及其它的數(shù)字。解決共享文件的競爭問題的辦法是使用文件鎖。每個子進程在讀取文件之前先給文件加鎖，寫入之后解鎖，這樣臨界區(qū)代碼就可以互斥執(zhí)行了：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat flock.sh

　　#！/bin/bash

　　countfile=/tmp/count

　　if ！ ［ -f $countfile ］

　　then

　　echo 0 》 $countfile

　　fi

　　do_count （） {

　　exec 3《 $countfile

　　#對三號描述符加互斥鎖

　　flock -x 3

　　read -u 3 count

　　echo $（（++count）） 》 $countfile

　　#解鎖

　　flock -u 3

　　#關(guān)閉描述符也會解鎖

　　exec 3》&-

　　}

　　for i in `seq 1 100`

　　do

　　do_count &

　　done

　　wait

　　cat $countfile

　　rm $countfile

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/flock.sh

　　10012345678910111213141516171819202122232425262728293031323334

　　對臨界區(qū)代碼進行加鎖處理之后，程序執(zhí)行結(jié)果正確了。仔細思考一下程序之后就會發(fā)現(xiàn)，這里所謂的臨界區(qū)代碼由加鎖前的并行，變成了加鎖后的串行。flock的默認行為是，如果文件之前沒被加鎖，則加鎖成功返回，如果已經(jīng)有人持有鎖，則加鎖行為會阻塞，直到成功加鎖。所以，我們也可以利用互斥鎖的這個特征，讓bash腳本不會重復執(zhí)行。

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat repeat.sh

　　#！/bin/bash

　　exec 3》 /tmp/.lock

　　if ！ flock -xn 3

　　then

　　echo “already running！”

　　exit 1

　　fi

　　echo “running！”

　　sleep 30

　　echo “ending”

　　flock -u 3

　　exec 3》&-

　　rm /tmp/.lock

　　exit 01234567891011121314151617181920

　　-n參數(shù)可以讓flock命令以非阻塞方式探測一個文件是否已經(jīng)被加鎖，所以可以使用互斥鎖的特點保證腳本運行的唯一性。腳本退出的時候鎖會被釋放，所以這里可以不用顯式的使用flock解鎖。flock除了-u參數(shù)指定文件描述符鎖文件以外，還可以作為執(zhí)行命令的前綴使用。這種方式非常適合直接在crond中方式所要執(zhí)行的腳本重復執(zhí)行。如：

　　*/1 * * * * /usr/bin/flock -xn /tmp/script.lock -c ‘/home/bash/script.sh’1

　　關(guān)于flock的其它參數(shù)，可以man flock找到說明。

　　受限bash

　　以受限模式執(zhí)行bash程序，有時候是很有必要的。這種模式可以保護我們的很多系統(tǒng)環(huán)境不受bash程序的誤操作影響。啟動受限模式的bash的方法是使用-r參數(shù)，或者也可以rbash的進程名方式執(zhí)行bash。受限模式的bash和正常bash時間的差別是：

　　不能使用cd命令改變當前工作目錄。

　　不能改變SHELL、PATH、ENV和BASH_ENV環(huán)境變量。

　　不能調(diào)用含有/的命令路徑。

　　不能使用。執(zhí)行帶有/字符的命令路徑。

　　不能使用hash命令的-p參數(shù)指定一個帶斜杠\的參數(shù)。

　　不能在shell環(huán)境啟動的時候加載函數(shù)的定義。

　　不能檢查SHELLOPTS變量的內(nèi)容。

　　不能使用》， 》|， 《》， 》&， &》和 》》重定向操作符。

　　不能使用exec命令使用一個新程序替換當前執(zhí)行的bash進程。

　　enable內(nèi)建命令不能使用-f、-d參數(shù)。

　　不可以使用enable命令打開或者關(guān)閉內(nèi)建命令。

　　command命令不可以使用-p參數(shù)。

　　不能使用set +r或者set +o restricted命令關(guān)閉受限模式。

　　測試一個簡單的受限模式：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat restricted.sh

　　#！/bin/bash

　　set -r

　　cd /tmp

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/restricted.sh

　　。/restricted.sh： line 5： cd： restricted12345678

　　subshell

　　我們前面接觸過subshell的概念，我們之前說的是，當一個命令放在（）中的時候，bash會打開一個子進程去執(zhí)行相關(guān)命令，這個子進程實際上是另一個bash環(huán)境，叫做subshell。當然包括放在（）中執(zhí)行的命令，bash會在以下情況下打開一個subshell執(zhí)行命令：

　　使用&作為命令結(jié)束提交了作業(yè)控制任務時。

　　使用|連接的命令會在subshell中打開。

　　使用（）封裝的命令。

　　使用coproc（bash 4.0版本之后支持）作為前綴執(zhí)行的命令。

　　要執(zhí)行的文件不存在或者文件存在但不具備可執(zhí)行權(quán)限的時候，這個執(zhí)行過程會打開一個subshell執(zhí)行。

　　在subshell中，有些事情需要注意。subshell中的$$取到的仍然是父進程bash的pid，如果想要取到subshell的pid，可以使用BASHPID變量：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ echo $$ ;echo $BASHPID && （echo $$;echo $BASHPID）

　　5484

　　5484

　　5484

　　2458412345

　　可以使用BASH_SUBSHELL變量的值來檢查當前環(huán)境是不是在subshell中，這個值在非subshell中是0；每進入一層subshell就加1。

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ echo $BASH_SUBSHELL;（echo $BASH_SUBSHELL;（echo $BASH_SUBSHELL））

　　0

　　1

　　21234

　　在subshell中做的任何操作都不會影響父進程的bash執(zhí)行環(huán)境。subshell除了PID和trap相關(guān)設置外，其他的環(huán)境都跟父進程是一樣的。subshell的trap設置跟父進程剛啟動的時候還沒做trap設置之前一樣。

　　協(xié)進程coprocess

　　在bash 4.0版本之后，為我們提供了一個coproc關(guān)鍵字可以支持協(xié)進程。協(xié)進程提供了一種可以上bash移步執(zhí)行另一個進程的工作模式，實際上跟作業(yè)控制類似。嚴格來說，bash的協(xié)進程就是使用作業(yè)控制作為實現(xiàn)手段來做的。它跟作業(yè)控制的區(qū)別僅僅在于，協(xié)進程的標準輸入和標準輸出都在調(diào)用協(xié)進程的bash中可以取到文件描述符，而作業(yè)控制進程的標準輸入和輸出都是直接指向終端的。我們來看看使用協(xié)進程的語法：

　　coproc ［NAME］ command ［redirections］1

　　使用coproc作為前綴，后面加執(zhí)行的命令，可以將命令放到作業(yè)控制里執(zhí)行。并且在bash中可以通過一些方法查看到協(xié)進程的pid和使用它的輸入和輸出。例子：

　　zorro@zorrozou-pc0 bash］$ cat coproc.sh

　　#！/bin/bash

　　#例一：簡單命令使用

　　#簡單命令使用不能通過NAME指定協(xié)進程的名字，此時進程的名字統(tǒng)一為：COPROC。

　　coproc tail -3 /etc/passwd

　　echo $COPROC_PID

　　exec 0《&${COPROC［0］}-

　　cat

　　#例二：復雜命令使用

　　#此時可以使用NAME參數(shù)指定協(xié)進程名稱，并根據(jù)名稱產(chǎn)生的相關(guān)變量獲得協(xié)進程pid和描述符。

　　coproc _cat { tail -3 /etc/passwd; }

　　echo $_cat_PID

　　exec 0《&${_cat［0］}-

　　cat

　　#例三：更復雜的命令以及輸入輸出使用

　　#協(xié)進程的標準輸入描述符為：NAME［1］，標準輸出描述符為：NAME［0］。

　　coproc print_username {

　　while read string

　　do

　　［ “$string” = “END” ］ && break

　　echo $string | awk -F： ‘{print $1}’

　　done

　　}

　　echo “aaa:bbb:ccc” 1》&${print_username［1］}

　　echo ok

　　read -u ${print_username［0］} username

　　echo $username

　　cat /etc/passwd 》&${print_username［1］}

　　echo END 》&${print_username［1］}

　　while read -u ${print_username［0］} username

　　do

　　echo $username

　　done123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142

　　執(zhí)行結(jié)果：

　　［zorro@zorrozou-pc0 bash］$ 。/coproc.sh

　　31953

　　jerry:x：1001:1001：：/home/jerry:/bin/bash

　　systemd-coredump:x：994:994:systemd Core Dumper:/：/sbin/nologin

　　netdata:x：134:134：：/var/cache/netdata:/bin/nologin

　　31955

　　jerry:x：1001:1001：：/home/jerry:/bin/bash

　　systemd-coredump:x：994:994:systemd Core Dumper:/：/sbin/nologin

　　netdata:x：134:134：：/var/cache/netdata:/bin/nologin

　　ok

　　aaa

　　root

　　bin

　　daemon

　　mail

　　ftp

　　http

　　uuidd

　　dbus

　　nobody

　　systemd-journal-gateway

　　systemd-timesync

　　systemd-network

　　systemd-bus-proxy

　　systemd-resolve

　　systemd-journal-remote

　　systemd-journal-upload

　　polkitd

　　avahi

　　colord

　　rtkit

　　gdm

　　usbmux

　　git

　　gnome-initial-setup

　　zorro

　　nvidia-persistenced

　　ntp

　　jerry

　　systemd-coredump

　　netdata1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

　　最后

　　本文主要介紹了一些bash編程的常用技巧，主要包括的知識點為：

　　/dev/和/proc目錄的使用。

　　函數(shù)和遞歸。

　　并發(fā)編程和flock。

　　受限bash。

　　subshell。

　　協(xié)進程。

　　至此，我們的bash編程系列就算結(jié)束了。當然，shell其實到現(xiàn)在才剛剛開始。畢竟我們要真正實現(xiàn)有用的bash程序，還需要積累大量命令的使用。