新手学堂：Unix Shell程序编写的方法详解

Shell是什么? 任何发明都具有供用户使用的界面。UNIX供用户使用的界面就是Shell(DOS的command熟悉吧，但UNIX的要强大的多)。 Shell为用户提供了输入命令和参数并可得到命令执行结果的环境。 为了不同的需要，UNIX提供了不同的Shell。现在的UNIX大部分都支持BourneShell，以下教程就以BourneShell(Bsh)为例，一步步的领略UNIXShell的强大功能，占先其强大魅力，达到更方便灵活的管理、应用UNIX的目的。 1.UNIX内核和Shell的交互方法 启动UNIX时，程序UNIX(内核)将被调入计算机内存，并一直保留在内存中直到机器关闭。在引导过程中，程序init将进入后台运行一直到机器关闭。该程序查询文件/etc/inittab，该文件列出了连接终端的各个端口及其特征。当发现一个活动的终端时，init程序调用getty程序在终端上显示login等登陆信息。(username和passwd)，在输入密码后，getty调用login进程，该进程根据文件/etc/passwd的内容来验证用户的身份。若用户通过身份验证，login进程把用户的home目录设置成当前目录并把控制交给一系列setup程序。setup程序可以是指定的应用程序，通常setup程序为一个Shell程序，如:/bin/sh即BourneShell（command出来了，呵呵）。 得到控制后，Shell程序读取并执行文件/etc/.profile以及.profile。这两个文件分别建立了系统范围内的和该用户自己的工作环境。最后Shell显示命令提示符，如$。(这是以bsh为例，若是csh,为.cshrc,ksh为.kshrc,bash为.bashrc等等)注不妨把/etc/.profile和.profile看成DOS的autoexec.bat或config.sys文件) 当shell退出时，内核把控制交给init程序,该程序重新启动自动登陆过程。有两种方法使shell退出，一是用户执行exit命令，二是内核(例如root用kill命令)发出一个kill命令结束shell进程。shell退出后，内核回收用户及程序使用的资源。 用户登陆后，用户命令同计算机交互的关系为:命令进程-Shell程序-UNIX内核-计算机硬件。当用户输入一个命令，如$ls, Shell将定位其可执行文件/bin/ls并把其传递给内核执行。内核产生一个新的子进程调用并执行/bin/ls。当程序执行完毕后，内核取消 该子进程并把控制交给其父进程，即Shell程序。例如执行: $ps 该命令将会列出用户正在执行的进程，即Shell程序(下来详细说说，别急现在)和ps程序。若执行: $sleep10&$ps 其中第一条命令将产生一个在后台执行的sleep子进程。ps命令执行时会显示出该子进程。 每当用户执行一条命令时，就会产生一个子进程。该子进程的执行与其父进程或Shell完全无关，这样可以使Shell去做其他工作。(Shell只是把用户的意图告诉内核，然后该干嘛干嘛)现在windows有个计划任务(在固定的时间，日期自动执行某任务),其实UNIX很早就有这个功能了，也就是所谓的Shell的自动执行。一些UNIX资源，如cron可以自动执行Shell程序而无需用户的参与，(这个功能好象在/var/spool/crotab目录里)。 Crontab程序对于系统管理员来说是非常有用的。Cron服务用于计划程序在特定时间（月、日、周、时、分）运行。我们以root的crontab为例。根用户的crontab文件放在/var/spool/crontab/root中，其格式如下： 　　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6) 　　0　　0　　*　　*　　3　　/usr/bin/updatedb 　　　　　　1.分钟(0-60) 　　　　　　2.小时(0-23) 　　　　　　3.日(1-31) 　　　　　　4.月(1-12) 　　　　　　5.星期(1-7) 　　　　　　6.所要运行的程序 2.Shell的功能和特点 　　1>命令行解释 　　2>使用保留字 　　3>使用Shell元字符(通配符) 　　4>可处理程序命令 　　5>使用输入输出重定向和管道 　　6>维护一些变量 　　7>运行环境控制 　　8>支持Shell编程 对于"命令行解释"就不多说了，就是在shell提示符(例如:"$","%","#"等)后输入一行unix命令，Shell将接收用户的输入。 "使用保留字":Shell有一些具有特殊意义的字，例如在Shell脚本中，do,done,for等字用来控制循环操作，if,then等控制条件操作。保留字随Shell环境的不同而不同。 "通配符"：*匹配任何位置 ?匹配单个字符 []匹配的字符范围或列表例如: 　　　　　　　　　$ls[a-c]* 将列出以a-c范围内字符开头的所有文件 　　　　　　　　　$ls[a,m,t]* 将列出以e,m或t开头的所有文件 "程序命令"：当用户输入命令后，Shell读取环境变量$path(一般在用户自己的.profile中设置)，该变量包含了命令可执行文件可能存在的目录列表。 shell从这些目录中寻找命令所对应的可执行文件，然后将该文件送给内核执行。 "输入输出重定向及管道"：重定向的功能同DOS的重定向功能： ">"重定向输出 "<"重定向输入 而管道符号，是unix功能强大的一个地方,符号是一条竖线:"|"，用法: command1|command2他的功能是把第一个命令command1执行的结果作为command2的输入传给command2，例如: $ls-s|sort-nr|pg 该命令列出当前目录中的所有文件，并把输出送给sort命令作为输入，sort命令按数字递减的顺序把ls的输出排序。然后把排序后的 内容传送给pg命令，pg命令在显示器上显示sort命令排序后的内容。 "维护变量"：Shell可以维护一些变量。变量中存放一些数据供以后使用。用户可以用"="给变量赋值，如:$lookup=/usr/mydir 该命令建立一个名为lookup的变量并给其赋值/usr/mydir,以后用户可以在命令行中使用lookup来代替/usr/mydir，例如: 　　　　　　　　　$echo$lookup 　　　　　　　　　结果显示:/usr/mydir 　　　　　　　　　为了使变量能被子进程使用,可用exprot命令，例如: 　　　　　　　　　$lookup=/usr/mydir 　　　　　　　　　$exportlookup "运行环境控制"：当用户登陆启动shell后，shell要为用户创建一个工作的环境，如下: 1>当login程序激活用户shell后，将为用户建立环境变量。从/etc/profile和.profile文件中读出，在这些文件中一般都用$TERM 变量设置终端类型，用$PATH变量设置Shell寻找可执行文件的路径。 2>从/etc/passwd文件或命令行启动shell时，用户可以给shell程序指定一些参数，例如"-x"，可以在命令执行前显示该命令及其参数。后面详细介绍这些参数。 "shell编程"：本文主要介绍的内容。 shell本身也是一种语言(*可以先理解为unix命令的组合，加上类C的条件，循环等程序控制语句,类似dos批处理，但要强大的多),用户可以 通过shell编程(脚本,文本文件)，完成特定的工作。 SHELL变量 下面我们详细的介绍BourneShell的编程: 自从贝尔实验室设计了Bourne Shell。从那时起许多厂商根据不同的硬件平台设计了许多版本得unix。但在众多版本的unix中，BourneShell 一直保持一致。 1>Bsh的启动：用户在登陆后，系统根据文件/etc/passwd中有关该用户的信息项启动Shell。例如某用户在passwd中 的信息项为: ice_walk:!:411:103:Imsnow,ice_walk:/home/ice_walk:/bin/bsh 则表明，用户名是ice_walk等信息，在最后一项"/bin/bsh"表明用户的sh环境类型是bsh,于是系统启动之。在启动或执行(包括下面我们要讲 的shell程序--脚本）过程中可以使用以下一些参数，我们一一说明: 　　-a将所有变量输出 　　-c"string"从string中读取命令 　　-e使用非交互式模式 　　-f禁止shell文件名产生 　　-h定义 　　-i交互式模式 　　-k为命令的执行设置选项 　　-n读取命令但不执行 　　-r受限模式 　　-s命令从标准输入读取 　　-t执行一命令，然后退出shell 　　-u在替换时，使用未设置的变量将会出错 　　-v显示shell的输入行 　　-x跟踪模式，显示执行的命令 许多模式可以组合起来用,您可以试试了，但-ei好象不行，你说why呢？ 使用set可以设置或取消shell的选项来改变shell环境。打开选项用"-",关闭选项用" ",多数unix允许打开或关闭a、f、e、h、k、n、u v和x选项。若显示Shell中已经设置的选项，执行: $echo$-Bsh中每个用户的home目录下都有一个.profile文件，可以修改该文件来修改shell环境。为了增加一个可执行文件的路径(例如/ice_walk/bin)，可以把下面代码加入.profile中PATH=$PATH:/ice_walk/bin;exprotPATH.profile中shell的环境变量意思如下: 　　　　CDPATH执行cd命令时使用的搜索路径 　　　　HOME用户的home目录 　　　　IFS内部的域分割符，一般为空格符、制表符、或换行符 　　　　MAIL指定特定文件(信箱)的路径，有UNIX邮件系统使用 　　　　PATH寻找命令的搜索路径(同dos的config.sys的path) 　　　　PS1主命令提示符，默认是"$" 　　　　PS2从命令提示符，默认是">" 　　　　TERM使用终端类型 2>Bsh里特殊字符及其含义 在Bsh中有一组非字母字符。这些字符的用途分为四类:作为特殊变量名、产生文件名、数据或程序控制以及引用和逃逸字符控制。他们 可以让用户在Shell中使用最少的代码完成复杂的任务。 *>Shell变量名使用的特殊字符 　　　　　　　　$#传送给命令Shell的参数序号 　　　　　　　　$-在Shell启动或使用set命令时提供选项 　　　　　　　　$?上一条命令执行后返回的值 　　　　　　　　$$当前shell的进程号 　　　　　　　　$!上一个子进程的进程号 　　　　　　　　$@所有的参数，每个都用双括号括起 　　　　　　　　$*所有参数，用双括号括起 　　　　　　　　$n位置参数值，n表示位置 　　　　　　　　$0当前shell名 *>产生文件名的特殊字符包括"*","?","[]"，上面讲过，不再多说。 *>数据或程序控制使用的特殊字符 >(file)输出重定向到文件中(没有文件则创建，有则覆盖) >>(file)输出重定向到文件中(没有则创建，有则追加到文件尾部) <(file)输入重定向到文件;命令分割符|管道符&后台运行(例如:sleep10&)``命令替换，重定向一条命令的输出作为另一命令的参数。 *>对于引用或逃逸的特殊字符 Bsh用单引号''''和双引号""将特殊字符或由空白分隔的字引用起来组成一个? （责任编辑：凌云通）

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