Shell基礎（二）

Shell命令

1. Shell命令基本格式

Shell 命令的基本格式如下：

command [選項] [參數]

[]表示可選的，也就是可有可無。有些命令不寫選項和參數也能執行，有些命令在必要的時候可以附帶選項和參數。

比如：ls 是常用的一個命令，它屬於目錄操作命令，用來列出當前目錄下的文件和文件夾。ls 可以附帶選項，也可以不帶，不帶選項的寫法爲：

[cuining@localhost ~]$ cd demo
[cuining@localhost demo]$ ls
demo.txt

先執行cd demo命令進入demo目錄，這是我在自己的主目錄下創建的文件夾，裏面創建了一個文本文件demo.txt。接着執行 ls 命令，列出了 demo 目錄下的所有文件，並且進行了格式對齊。

• 使用選項

  ls 命令之後不加選項和參數也能執行，不過只能執行最基本的功能，即顯示當前目錄下的文件名。那麼加入一個選項，會出現什麼結果？如果加一個-l選項，則可以看到顯示的內容明顯增多了。-l是長格式（long list）的意思，也就是顯示文件的詳細信息。

  [cuining@localhost demo]$ ls -l
  總用量 4
  -rw-rw-r--. 1 cuining cuining 17 4月  8 17:56 demo.txt
  

  可以看到，選項的作用是調整命令功能。如果沒有選項，那麼命令只能執行最基本的功能；而一旦有選項，則能執行更多功能，或者顯示更加豐富的數據。

  短格式選項和長格式選項

  Linux 的選項又分爲短格式選項和長格式選項。

  短格式選項是長格式選項的簡寫，用一個減號-和一個字母表示，例如ls -l。長格式選項是完整的英文單詞，用兩個減號--和一個單詞表示，例如ls --all。一般情況下，短格式選項是長格式選項的縮寫，也就是一個短格式選項會有對應的長格式選項。當然也有例外，比如 ls 命令的短格式選項-l就沒有對應的長格式選項，所以具體的命令選項還需要通過幫助手冊來查詢。

• 使用參數

  參數是命令的操作對象，一般情況下，文件、目錄、用戶和進程等都可以作爲參數被命令操作。但是爲什麼一開始 ls 命令可以省略參數？那是因爲有默認參數。命令一般都需要加入參數，用於指定命令操作的對象是誰。如果可以省略參數，則一般都有默認參數。例如 ls 命令後面如果沒有指定參數的話，默認參數是當前所在位置，所以會顯示當前目錄下的文件名。

  Shell 命令可以同時附帶選項和參數，例如：

  [cuining@localhost ~]$ echo "hello"
  hello
  [cuining@localhost ~]$ echo -n "hello"
  hello[cuining@localhost ~]$
  

  -n是 echo 命令的選項，"hello"是 echo 命令的參數，它們被同時用於 echo 命令。echo 命令用來輸出一個字符串，默認輸出完成後會換行；給它增加-n選項，就不會換行了。

• 選項附帶的參數

  有些命令的選項後面也可以附帶參數，這些參數用來補全選項，或者調整選項的功能細節。例如，read 命令用來讀取用戶輸入的數據，並把讀取到的數據賦值給一個變量，它通常的用法爲：

  read str
  

  str 爲變量名。如果我們只是想讀取固定長度的字符串，那麼可以給 read 命令增加-n選項。比如讀取一個字符作爲性別的標誌，那麼可以這樣寫：

  read -n 1 sex
  

  1是-n選項的參數，sex是 read 命令的參數。-n選項表示讀取固定長度的字符串，那麼它後面必然要跟一個數字用來指明長度，否則選項是不完整的。

2. Shell命令的本質

Shell 命令分爲兩種：

• Shell 自帶的命令稱爲內置命令，它在 Shell 內部可以通過函數來實現，當 Shell 啓動後，這些命令所對應的代碼（函數體代碼）也被加載到內存中，所以使用內置命令是非常快速的。
• 更多的命令是外部的應用程序，一個命令就對應一個應用程序。運行外部命令要開啓一個新的進程，所以效率上比內置命令差很多。

用戶輸入一個命令後，Shell 先檢測該命令是不是內置命令，如果是就執行，如果不是就檢測有沒有對應的外部程序：有的話就轉而執行外部程序，執行結束後再回到 Shell；沒有的話就報錯，告訴用戶該命令不存在。

• 內置命令

  內置命令很少，因爲過多的內置命令會導致 Shell 程序本身體積膨脹，運行 Shell 程序後就會佔用更多的內存。Shell 是一個常駐內存的程序，佔用過多內存會影響其它的程序。只有那些最常用的命令纔有理由成爲內置命令，比如 cd、kill、echo 等；

• 外部命令

  外部命令可能是令人比較疑惑的，一個外部的應用程序究竟是如何變成一個 Shell 命令的呢？一般而言，應用程序就是一個文件，只不過這個文件是可以執行的。既然是文件，那麼它就有一個名字，並且存放在文件系統中。用戶在 Shell 中輸入一個外部命令後，只是將可執行文件的名字告訴了 Shell，但是並沒有告訴 Shell 去哪裏尋找這個文件。難道 Shell 要遍歷整個文件系統，查看每個目錄嗎？這顯然是不能實現的。爲了解決這個問題，Shell 在啓動文件中增加了一個叫做 PATH 的環境變量，該變量就保存了 Shell 對外部命令的查找路徑，如果在這些路徑下找不到同名的文件，Shell 也不會再去其它路徑下查找了，它就直接報錯。具體什麼是啓動文件不需要太關心，只需要知道 PATH 變量保存了檢索路徑即可。可以通過 echo 命令輸出 PATH 變量的值，看看它保存了哪些檢索路徑：

  [cuining@localhost ~]$ echo $PATH
  /usr/local/bin:/usr/local/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/bin:/sbin:/home/cuining/.local/bin:/home/cuining/bin
  

  不同的路徑之間以:分隔。Shell 只會在這幾個固定的路徑中查找外部命令。

總而言之，Shell 內置命令的本質是一個自帶的函數，執行內置命令就是調用這個自帶的函數。因爲函數代碼在 Shell 啓動時已經被加載到內存了，所以內置命令的執行速度很快。而Shell 外部命令的本質是一個應用程序，執行外部命令就是啓動一個新的應用程序。因爲要創建新的進程並加載應用程序的代碼，所以外部命令的執行速度很慢。

3. Shell命令提示符

啓動 Linux 桌面環境自帶的終端模擬包，或者從 Linux 控制檯登錄後，便可以看到 shell 命令提示符。看見命令提示符就意味着可以輸入命令了。命令提示符不是命令的一部分，它只是起到一個提示作用。不同的 Linux 發行版使用的提示符格式大同小異，例如在 CentOS 中，默認的提示符類似下面這樣：

[cuining@localhost ~]$

各個部分的含義如下：

• []是提示符的分隔符號，沒有特殊含義。
• cuining表示當前登錄的用戶，我現在使用的是 cuining 用戶登錄。
• @是分隔符號，沒有特殊含義。
• localhost表示當前系統的簡寫主機名（完整主機名是 localhost.localdomain）。
• ~代表用戶當前所在的目錄爲主目錄（home 目錄）。如果用戶當前位於主目錄下的 bin 目錄中，那麼這裏顯示的就是bin。
• $是命令提示符。Linux 用這個符號標識登錄的用戶權限等級：如果是超級用戶（root 用戶），提示符就是#；如果是普通用戶，提示符就是$。

總結起來，Linux Shell 默認的命令提示符的格式爲：

[username@host directory]$

或者

[username@host directory]#

Linux 系統是純字符界面，用戶登錄後，要有一個初始登錄的位置，這個初始登錄位置就稱爲用戶的主目錄（home 目錄）。超級用戶的主目錄爲/root/，普通用戶的主目錄爲/home/用戶名/。用戶在自己的主目錄中擁有完整權限。

• Shell修改命令提示符

  shell通過PS1和PS2這兩個環境變量來控制提示符的格式，修改PS1和PS2的值就能修改命令提示符的格式。

  • PS1 控制最外層的命令提示符格式。
  • PS2 控制第二層的命令提示符格式。

  在修改 PS1 和 PS2 之前，先用 echo 命令輸出它們的值，看看默認情況下是什麼樣子的：

  [cuining@localhost ~]$ echo $PS1
  [\u@\h \W]\$
  [cuining@localhost ~]$ echo $PS2
  >
  

  Linux使用以\爲前導的特殊字符來表示命令提示符中包含的要素，這使得 PS1 和 PS2 的格式看起來可能有點奇怪。下表展示了可以在 PS1 和 PS2 中使用的特殊字符。

  字符	描述
  \a	鈴聲字符
  \d	格式爲“日 月 年”的日期
  \e	ASCII 轉義字符
  \h	本地主機名
  \H	完全合格的限定域主機名
  \j	shell 當前管理的作業數
  \1	shell 終端設備名的基本名稱
  \n	ASCII 換行字符
  \r	ASCII 回車
  \s	shell 的名稱
  \t	格式爲“小時:分鐘:秒”的24小時制的當前時間
  \T	格式爲“小時:分鐘:秒”的12小時制的當前時間
  @	格式爲 am/pm 的12小時制的當前時間
  \u	當前用戶的用戶名
  \v	bash shell 的版本
  \V	bash shell 的發佈級別
  \w	當前工作目錄
  \W	當前工作目錄的基本名稱
  \!	該命令的 bash shell 歷史數
  \#	該命令的命令數量
  \$	如果是普通用戶，則爲美元符號$；如果超級用戶（root 用戶），則爲井號#。
  \nnn	對應於八進制值 nnn 的字符
  \\	斜槓
  \[	控制碼序列的開頭
  \]	控制碼序列的結尾

  注意，所有的特殊字符均以反斜槓\開頭，目的是與普通字符區分開來。可以在命令提示符中使用以上任何特殊字符的組合。

  【實例】通過修改 PS1 變量的值來修改命令提示符的格式：

  [cuining@localhost ~]$ PS1="[\t][\u]\$ "
  [12:51:43][mozhiyan]$
  

  修改後可以顯示當前的時間和用戶名，遺憾的是，通過這種方式修改的命令提示符只在當前的 Shell 會話期間有效，再次啓動 Shell 後將重新使用默認的命令提示符。如果希望持久性地修改 PS1，讓它對任何 Shell 會話都有效，那麼就得把 PS1 變量的修改寫入到 Shell 啓動文件中，具體操作關注後續文章。
  

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