Linux运维实战之2-2：bash的工作特性

这次博文我们主要来谈谈bash的工作特性哈。

主要内容：

1. bash是一种shell解释程序    

2. bash工作特性之命令状态返回值

3. bash工作特性之命令行展开

4. bash工作特性之命令补全

5. bash工作特性之路径补齐

6. bash工作特性之命令引用

7. bash工作特性之命令别名

8. bash工作特性之文件名通配

9. bash工作特性之命令hash

问题引入：Linux中，命令是如何被执行的呢？

Linux命令的执行必须依赖于Shell命令解释器。Shell实际上是在Linux系统中运行的一种特殊程序，它位于操作系统内核与用户之间，负责接受用户输入的命令并进行解释，将需要执行的操作传递给系统内核执行，Shell在用户和内核之间充当了一个“翻译官”的角色。当用户登陆到Linux系统时，会自动加载一个Shell程序，以便给用户提供可以输入命令的操作环境，如下图所示：

一、bash一种shell解释程序：

Bash是Linux系统中默认使用的Shell程序，文件位于/bin/bash。Linux系统中的shell程序有多种，可以通过/etc/shells文本文件查看：

如何得知当前Linux系统默认使用的shell是哪一个呢？，可以查看环境变量SHELL的值哈。

根据Linux命令与Shell程序的关系，一般分为以下两种类型： 

• 内部命令：指的是集成于Shell解释器程序（如Bash）内部的一些特殊指令，也成为内建（Built-IN)指令。内部命令属于Shell的一部分，所以并没有单独对应的系统文件，只要Shell解释器被运行，内部指令也就自动载入内存了，用户可以直接使用。内部命令无需从硬盘中重新读取文件，因此执行效率更高。 

• 外部命令：指的是Linux系统中能够完成特定功能的脚本文件或二进制程序，每个外部命令对应了系统中的一个文件，是属于Shell解释器程序之外的命令，所以称为外部命令。Linux系统必须知道外部命令对应的文件位置，才能够由Shell加载并执行。 

Linux系统默认会将存放外部命令、程序的目录（如/bin、/usr/bin、/usr/local/bin等）添加到用户的“搜索路径（PATH环境变量）”中，当使用位于这些目录中的外部命令时，用户不需要指定具体的位置，如下图所示：

说明：多个路径以：分割，放在左边的路径最先被搜索。 

bash作为一个解释程序，有许多工作特性，归纳起来最主要的特性如下图所示：

二、bash的工作特性之1：命令状态返回值

问题引入：在Linux中，如何得知命令执行成功或失败了呢？

也许大家会说是看输出结果，在Linux中没有返回信息就是最好的信息，意思就是命令执行成功后在屏幕上不会显示任何反馈信息。例如：

如果命令执行错误一般会在屏幕上显示相应的报错信息，例如：

问题拓展：但像ls、cat这样的命令执行结果到底是成功还是失败如何判断呢？还有在非交互模式下，命令执行成功与否如何得知呢？

靠命令状态返回值$?–它是Linux的一个特殊变量，其值为0或非0；为0表示命令执行成功，非0表示命令执行失败。例如：

三、bash的工作特性之2：命令行展开

实现下面的功能：

1. 创建/tmp目录下的a_c，a_d，b_c，b_d；

2. 创建/tmp/mylinux目录下的：

实现过程：

（1）一般的做法是什么？肯定是这样：

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

但这样mkdir命令要敲4遍，冗余操作太多了哈。可以利用bash的特性–命令行展开来简化操作，如下图所示：

（2）我们用命令行展开功能来创建题目中列出的Linux目录结构：

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}}

命令执行结果：

四、bash工作特性之3：命令补全

bash支持命令补全，用户不必输入完整的命令，这样可以避免输入错误提高效率。

命令的部分字符<tab>
    会搜索PATH环境变量所指定的路径下的所有可执行文件，如果“命令的部分字符”能惟一表示某命令，则直接补全为那个命令；
    如果不能惟一标示，则再敲一次tab键，会显示所有以“命令的部分字符”开头的命令；

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

可以看出，键入的命令越趋于完整，补全给出的命令选项就越少哈。

那么我们不禁要问，bash为什么会支持命令补全呢？它是如何搜索命令的呢？

通过环境变量$PATH的值作为搜索标准，如下图所示：

以敲ls命令为例，bash会先搜索/usr/lib64/qt-3.3/bin如果找到了就在屏幕显示出来，如果没找到就接着搜索/usr/local/sbin，直到最后，找到就显示在屏幕上，没找到就报错

Linux中有很多环境变量，这些环境变量定义了用户的使用环境，用2个命令可以查看：

export
printenv

五、bash工作特性之4：路径补齐

路径补齐的特性与命令补全的特性类似，支持用<tab>键补齐文件路径

小结：

• 在打命令和目录的时候，我们一定要用TAB键来补全，这样比较轻松，也能检查命令是否正确。如果不能补全就证明我们敲入的命令有问题

• 用命令补全，TAB，他会自动加上最后那个/符号，证明这是个目录，如果后面没有/的话，这个可能是目录，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个命令的执行结果？（要注意是执行结果，而不是执行状态）

命令引用：
`命令`或$(命令)

例如：

此时，$mylinux变量的值为/tmp/mylinux/下的内容

七、bash工作特性之6：命令别名

如何定义一个命令的别名？

命令别名：
定义别名：alias 别名='正常命令'
撤销别名：unalias 别名

使用注意事项：

别名的作用范围是当前shell进程；要想永久生效，需要定义在配置文件中；

当别名跟命令的名字相同时，如果使用原有的命令而非别名，则使用“\命令”

例如：

八、bash工作特性之7：文件名通配

globbing：文件名通配机制

匹配模式：元字符

bash支持的文件通配符：
*：表示任意长度的任意字符；
?：表示任意单个字符
[]：指定范围内的任意单个字符：
[a-z]：所有的小写字母
[A-Z]：所有的大写字母
[0-9a-zA-Z]：所有的数字和字母
字符集合：
[:digit:]：所有数字，相当于0-9   如：[[:digit:]]
[:lower:]：所有小写字母
[:upper:]：所有大写字母
[:alpha:]：所有的字母
[:alnum:]：相当于[0-9a-zA-Z]
[:space:]：空白字符
[:punct:]：所有标点符号
[^]：脱字符，取反，指定范围外的任意单个字符，如：[^0-9]

练习：

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为了加速命令查找，缓存此前命令的查找结果：哈希码（Key-value）存储

key：搜索键

value：值

hash命令的用法：
hash：列出缓存的命令
hash -d COMMAND：删除指定的缓存命令
hash -r：清空缓存

例如：

本次博文就这么多哈，欢迎各位大大指正！~~