Linux運維實戰之2-2：bash的工作特性

這次博文我們主要來談談bash的工作特性哈。

主要內容：

1. bash是一種shell解釋程序    

2. bash工作特性之命令狀態返回值

3. bash工作特性之命令行展開

4. bash工作特性之命令補全

5. bash工作特性之路徑補齊

6. bash工作特性之命令引用

7. bash工作特性之命令別名

8. bash工作特性之文件名通配

9. bash工作特性之命令hash

問題引入：Linux中，命令是如何被執行的呢？

Linux命令的執行必須依賴于Shell命令解釋器。Shell實際上是在Linux系統中運行的一種特殊程序，它位于操作系統內核與用戶之間，負責接受用戶輸入的命令并進行解釋，將需要執行的操作傳遞給系統內核執行，Shell在用戶和內核之間充當了一個“翻譯官”的角色。當用戶登陸到Linux系統時，會自動加載一個Shell程序，以便給用戶提供可以輸入命令的操作環境，如下圖所示：

一、bash一種shell解釋程序：

Bash是Linux系統中默認使用的Shell程序，文件位于/bin/bash。Linux系統中的shell程序有多種，可以通過/etc/shells文本文件查看：

如何得知當前Linux系統默認使用的shell是哪一個呢？，可以查看環境變量SHELL的值哈。

根據Linux命令與Shell程序的關系，一般分為以下兩種類型： 

• 內部命令：指的是集成于Shell解釋器程序（如Bash）內部的一些特殊指令，也成為內建（Built-IN)指令。內部命令屬于Shell的一部分，所以并沒有單獨對應的系統文件，只要Shell解釋器被運行，內部指令也就自動載入內存了，用戶可以直接使用。內部命令無需從硬盤中重新讀取文件，因此執行效率更高。 

• 外部命令：指的是Linux系統中能夠完成特定功能的腳本文件或二進制程序，每個外部命令對應了系統中的一個文件，是屬于Shell解釋器程序之外的命令，所以稱為外部命令。Linux系統必須知道外部命令對應的文件位置，才能夠由Shell加載并執行。 

Linux系統默認會將存放外部命令、程序的目錄（如/bin、/usr/bin、/usr/local/bin等）添加到用戶的“搜索路徑（PATH環境變量）”中，當使用位于這些目錄中的外部命令時，用戶不需要指定具體的位置，如下圖所示：

說明：多個路徑以：分割，放在左邊的路徑最先被搜索。 

bash作為一個解釋程序，有許多工作特性，歸納起來最主要的特性如下圖所示：

二、bash的工作特性之1：命令狀態返回值

問題引入：在Linux中，如何得知命令執行成功或失敗了呢？

也許大家會說是看輸出結果，在Linux中沒有返回信息就是最好的信息，意思就是命令執行成功后在屏幕上不會顯示任何反饋信息。例如：

如果命令執行錯誤一般會在屏幕上顯示相應的報錯信息，例如：

問題拓展：但像ls、cat這樣的命令執行結果到底是成功還是失敗如何判斷呢？還有在非交互模式下，命令執行成功與否如何得知呢？

靠命令狀態返回值$?–它是Linux的一個特殊變量，其值為0或非0；為0表示命令執行成功，非0表示命令執行失敗。例如：

三、bash的工作特性之2：命令行展開

實現下面的功能：

1. 創建/tmp目錄下的a_c，a_d，b_c，b_d；

2. 創建/tmp/mylinux目錄下的：

實現過程：

（1）一般的做法是什么？肯定是這樣：

mkdir -pv /tmp/a_c
mkdir -pv /tmp/a_d
mkdir -pv /tmp/b_c
mkdir -pv /tmp/b_d

但這樣mkdir命令要敲4遍，冗余操作太多了哈?？梢岳胋ash的特性–命令行展開來簡化操作，如下圖所示：

（2）我們用命令行展開功能來創建題目中列出的Linux目錄結構：

mkdir -pv /tmp/mylinux/{bin,boot/grub,dev,etc/{rc.d/init.d,sysconfig/network-scripts},
    lib/modules,lib64,proc,sbin,sys,tmp,usr/local/{bin,sbin},var/{lock,log,run}}

命令執行結果：

四、bash工作特性之3：命令補全

bash支持命令補全，用戶不必輸入完整的命令，這樣可以避免輸入錯誤提高效率。

命令的部分字符<tab>
    會搜索PATH環境變量所指定的路徑下的所有可執行文件，如果“命令的部分字符”能惟一表示某命令，則直接補全為那個命令；
    如果不能惟一標示，則再敲一次tab鍵，會顯示所有以“命令的部分字符”開頭的命令；

范例：例如要在命令行下面鍵入“mkdir”命令，不用敲完整，敲入部分字符按tab鍵就可以

可以看出，鍵入的命令越趨于完整，補全給出的命令選項就越少哈。

那么我們不禁要問，bash為什么會支持命令補全呢？它是如何搜索命令的呢？

通過環境變量$PATH的值作為搜索標準，如下圖所示：

以敲ls命令為例，bash會先搜索/usr/lib64/qt-3.3/bin如果找到了就在屏幕顯示出來，如果沒找到就接著搜索/usr/local/sbin，直到最后，找到就顯示在屏幕上，沒找到就報錯

Linux中有很多環境變量，這些環境變量定義了用戶的使用環境，用2個命令可以查看：

export
printenv

五、bash工作特性之4：路徑補齊

路徑補齊的特性與命令補全的特性類似，支持用<tab>鍵補齊文件路徑

小結：

• 在打命令和目錄的時候，我們一定要用TAB鍵來補全，這樣比較輕松，也能檢查命令是否正確。如果不能補全就證明我們敲入的命令有問題

• 用命令補全，TAB，他會自動加上最后那個/符號，證明這是個目錄，如果后面沒有/的話，這個可能是目錄，也可能是文件

六、bash工作特性之5：命令引用

如何在命令中引用另一個命令的執行結果？（要注意是執行結果，而不是執行狀態）

命令引用：
`命令`或$(命令)

例如：

此時，$mylinux變量的值為/tmp/mylinux/下的內容

七、bash工作特性之6：命令別名

如何定義一個命令的別名？

命令別名：
定義別名：alias 別名='正常命令'
撤銷別名：unalias 別名

使用注意事項：

別名的作用范圍是當前shell進程；要想永久生效，需要定義在配置文件中；

當別名跟命令的名字相同時，如果使用原有的命令而非別名，則使用“\命令”

例如：

八、bash工作特性之7：文件名通配

globbing：文件名通配機制

匹配模式：元字符

bash支持的文件通配符：
*：表示任意長度的任意字符；
?：表示任意單個字符
[]：指定范圍內的任意單個字符：
[a-z]：所有的小寫字母
[A-Z]：所有的大寫字母
[0-9a-zA-Z]：所有的數字和字母
字符集合：
[:digit:]：所有數字，相當于0-9   如：[[:digit:]]
[:lower:]：所有小寫字母
[:upper:]：所有大寫字母
[:alpha:]：所有的字母
[:alnum:]：相當于[0-9a-zA-Z]
[:space:]：空白字符
[:punct:]：所有標點符號
[^]：脫字符，取反，指定范圍外的任意單個字符，如：[^0-9]

練習：

1、~]# ls -d /var/l?[[:lower:]]
2、~]# ls -d /etc/[0-9]*[^0-9] 
3、~]# ls -d /etc/[^[:alpha:]][[:alpha:]]*    或  ls -d /etc/[^a-z][a-z]*
4、~]# mkdir -p /tmp/magedu.com;  cp -r /etc/m*[^0-9]  /tmp/magedu.com/
5、~]# mkdir /tmp/man; cp -r /usr/share/man/man*[0-9]  /tmp/man/
6、~]# mkdir /tmp/conf.d; cp -r /etc/{m,n,r,p}*.conf /tmp/conf.d  或 cp -r /etc/[mnrp]*.conf /tmp/conf.d

九、bash工作特性之8：命令hash

bash為了加速命令查找，緩存此前命令的查找結果：哈希碼（Key-value）存儲

key：搜索鍵

value：值

hash命令的用法：
hash：列出緩存的命令
hash -d COMMAND：刪除指定的緩存命令
hash -r：清空緩存

例如：

本次博文就這么多哈，歡迎各位大大指正！~~