# Shell基础

## Shell 基础

### Shell 与终端

当Shell启动时，操作系统为它提供三个文件来工作：`stdin`、`stdout`和`stderr`。当从终端运行时，`stdin`连接到键盘输入。你写的内容被传递到终端。这通过一个称为电传打字机或`tty`的文件发生。`stdout`和`stderr`也连接到`tty`，这就是为什么你运行的任何命令的输出和错误都会显示在终端中。

![](/files/4fmz2yByGM2uy4QB5WJB)

你打开的每个终端都会通过`tty`分配一个新文件，这样来自一个终端的命令不会破坏另一个终端的命令。你可以通过`tty`命令找出你的终端连接的文件：

```bash
$ tty
/dev/pts/0
```

### 管道（Pipes）

![](https://drawings.jvns.ca/drawings/pipes.png)

管道，`|`，将两个进程连接在一起。它表示对[pipe()](https://man7.org/linux/man-pages/man2/pipe.2.html)的系统调用，它所做的只是为进程重定向`stdin`和`stdout`。

![$ echo ls | bash](/files/P413W1QF8seapm1LNoA3)

上图是一个轻微的简化，用于解释管道重定向：

* 上层的bash分叉另一个连接到`tty`的bash，它产生`ls`的输出
* 由于上层的bash是从下层分叉的，它继承了下层的文件描述符
* 下层的bash没有分叉新进程，因为`echo`是内置命令

![$ ls -ail | sort -nr -k 6 | head -n 1 | cut -f 9 -d ' '](/files/o5S6Wz4dThmMkFNREKxV)

注意`stderr`总是直接路由到`tty`。你可以在管道之前切换流，并将`stderr`而不是`stdout`重定向到管道。

```bash
$ ./script.sh 2>&1 >/dev/null
```

### 变量

**局部变量**是你在shell中创建的变量。它们是局部的，因此不会传递给子进程（记住，每个非内置命令都在一个新的shell中，没有这些局部变量）。

**环境变量**（`env` vars）类似于全局变量。它们被传递给子进程。但是，子进程中环境变量的更改不能传递给父进程（记住，子进程和父进程之间除了退出码外没有通信）。

```bash
$ env
TERM=xterm
TMPDIR=/tmp
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
PWD=/
LANG=en_US.UTF-8
SHLVL=1
HOME=/root
LANGUAGE=en_US:en
LESSOPEN=||/usr/bin/lesspipe.sh %s
_=/bin/env
```

### Shell 类型

#### Bash (Bourne Again Shell)

* 最常用的Linux shell
* 功能丰富，兼容性好

#### Zsh (Z Shell)

* 更现代化的shell
* 强大的自动补全功能

#### Fish (Friendly Interactive Shell)

* 用户友好的shell
* 智能建议和语法高亮

#### Sh (Bourne Shell)

* 最基础的shell
* 所有shell的兼容基础

### Shell 脚本基础

```bash
#!/bin/bash

# 注释
# 变量赋值
NAME="World"

# 使用变量
echo "Hello, $NAME!"

# 条件语句
if [ "$NAME" == "World" ]; then
    echo "Greetings, World!"
else
    echo "Hello, $NAME!"
fi

# 循环
for i in {1..5}; do
    echo "Count: $i"
done

# 函数
greet() {
    echo "Hello, $1!"
}

greet "Alice"
```

### 常用Shell命令

```bash
# 查看当前shell
$ echo $SHELL
$ echo $0

# 切换shell
$ zsh
$ bash

# 查看历史命令
$ history
$ history | grep "pattern"

# 重复上一个命令
$ !!

# 重复包含特定模式的命令
$ !pattern

# 查看当前工作目录
$ pwd

# 改变目录
$ cd /path/to/directory

# 列出文件
$ ls -la

# 创建目录
$ mkdir new_directory

# 删除文件
$ rm file.txt
$ rm -rf directory/  # 递归删除目录
```

### Shell 配置文件

* `~/.bashrc` - Bash的配置文件
* `~/.bash_profile` - 登录时执行的配置
* `~/.profile` - 通用配置文件
* `/etc/bashrc` - 系统级配置文件

## 参考资料

* [How Unix Works: Become a Better Software Engineer](https://neilkakkar.com/unix.html) - 深入了解UNIX工作原理
* [Bash Reference Manual](https://www.gnu.org/software/bash/manual/) - Bash参考手册
* [Advanced Bash-Scripting Guide](https://tldp.org/LDP/abs/html/) - 高级Bash脚本编写指南


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