Shell 介绍

简单点理解，就是系统跟计算机硬件交互时使用的中间介质，它只是系统的一个工具。实际上，在shell和计算机硬件之间还有一层东西那就是系统内核了。打个比方，如果把计算机硬件比作一个人的躯体，而系统内核则是人的大脑，至于shell，把它比作人的五官似乎更加贴切些。回到计算机上来，用户直接面对的不是计算机硬件而是shell，用户把指令告诉shell，然后shell再传输给系统内核，接着内核再去支配计算机硬件去执行各种操作。

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。

Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

Ken Thompson 的 sh 是第一种 Unix Shell，Windows Explorer 是一个典型的图形界面 Shell。

Shell 编程跟 JavaScript、php 编程一样，只要有一个能编写代码的文本编辑器和一个能解释执行的脚本解释器就可以了。

Shell 这个单词的原意是“外壳”，跟 kernel（内核）相对应，比喻内核外面的一层，即用户跟内核交互的对话界面。

具体来说，Shell 这个词有多种含义。

首先，Shell 是一个程序，提供一个与用户对话的环境。这个环境只有一个命令提示符，让用户从键盘输入命令，所以又称为命令行环境（command line interface，简写为 CLI）。Shell 接收到用户输入的命令，将命令送入操作系统执行，并将结果返回给用户。本书中，除非特别指明，Shell 指的就是命令行环境。

其次，Shell 是一个命令解释器，解释用户输入的命令。它支持变量、条件判断、循环操作等语法，所以用户可以用 Shell 命令写出各种小程序，又称为脚本（script）。这些脚本都通过 Shell 的解释执行，而不通过编译。

最后，Shell 是一个工具箱，提供了各种小工具，供用户方便地使用操作系统的功能。

Shell 种类

Linux Shell 有很多种，只要能给用户提供命令行环境的程序，都可以看作是 Shell。

历史上，主要的 Shell 有下面这些。

Bourne Shell（sh） 命令文件 /usr/bin/sh或/bin/sh
Bourne Again shell（bash）命令文件 /bin/bash
C Shell（csh）命令文件 /usr/bin/csh
TENEX C Shell（tcsh）
Korn shell（ksh）命令文件 /usr/bin/ksh
Z Shell（zsh）命令文件 /usr/bin/zsh
Friendly Interactive Shell（fish）
Shell for Root（/sbin/sh）
…

Bash 是目前最常用的 Shell，除非特别指明，下文的 Shell 和 Bash 当作同义词使用，可以互换。

在一般情况下，人们并不区分 Bourne Shell 和 Bourne Again Shell，所以，像 #!/bin/sh，它同样也可以改为 #!/bin/bash。

#! 告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的 Shell 程序。

下面的命令可以查看当前运行的 Shell：

$ echo $SHELL
/bin/bash

下面的命令可以查看当前的 Linux 系统安装的所有 Shell。

$ cat /etc/shells

上面两个命令中，$ 是命令行环境的提示符，用户只需要输入提示符后面的内容。

Linux 允许每个用户使用不同的 Shell，用户的默认 Shell 一般都是 Bash，或者与 Bash 兼容。

命令行环境

终端模拟器

如果是不带有图形环境的 Linux 系统（比如专用于服务器的系统），启动后就直接是命令行环境。

不过，现在大部分的 Linux 发行版，尤其是针对普通用户的发行版，都是图形环境。用户登录系统后，自动进入图形环境，需要自己启动终端模拟器，才能进入命令行环境。

所谓“终端模拟器”（terminal emulator）就是一个模拟命令行窗口的程序，让用户在一个窗口中使用命令行环境，并且提供各种附加功能，比如调整颜色、字体大小、行距等等。

不同 Linux 发行版（准确地说是不同的桌面环境）带有的终端程序是不一样的，比如 KDE 桌面环境的终端程序是 konsole，Gnome 桌面环境的终端程序是 gnome-terminal，用户也可以安装第三方的终端程序。所有终端程序，尽管名字不同，基本功能都是一样的，就是让用户可以进入命令行环境，使用 Shell。

命令行提示符

进入命令行环境以后，用户会看到 Shell 的提示符。提示符往往是一串前缀，最后以一个美元符号$结尾，用户可以在这个符号后面输入各种命令。

[user@hostname] $

上面例子中，完整的提示符是[user@hostname] $，其中前缀是用户名（user）加上@，再加主机名（hostname）。比如，用户名是bill，主机名是home-machine，前缀就是bill@home-machine。

注意，根用户（root）的提示符，不以美元符号（$）结尾，而以井号（#）结尾，用来提醒用户，现在具有根权限，可以执行各种操作，务必小心，不要出现误操作。这个符号是可以自己定义的，详见《命令提示符》一章。

为了简洁，后文的命令行提示符都只使用$表示。

进入和退出方法

进入命令行环境以后，一般就已经打开 Bash 了。如果你的 Shell 不是 Bash，可以输入bash命令启动 Bash。

$ bash

退出 Bash 环境，可以使用exit命令，也可以同时按下Ctrl + d。

$ exit

Bash 的基本用法就是在命令行输入各种命令，非常直观。作为练习，可以试着输入pwd命令。按下回车键，就会显示当前所在的目录。

$ pwd
/home/me

如果不小心输入了pwe，会返回一个提示，表示输入出错，没有对应的可执行程序。

$ pwe
bash: pwe：未找到命令

Shell 脚本

Shell 脚本（shell script），是一种为 shell 编写的脚本程序。

业界所说的 shell 通常都是指 shell 脚本，但读者朋友要知道，shell 和 shell script 是两个不同的概念。

第一个shell脚本

打开文本编辑器(可以使用 vi/vim 命令来创建文件)，新建一个文件 test.sh，扩展名为 sh（sh代表shell），扩展名并不影响脚本执行，见名知意就好，如果你用 php 写 shell 脚本，扩展名就用 php 好了。

输入一些代码，第一行一般是这样：

#!/bin/bash
echo "Hello World !"

#! 是一个约定的标记，它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行，即使用哪一种 Shell。

echo 命令用于向窗口输出文本。

运行 Shell 脚本有两种方法：
1、作为可执行程序

将上面的代码保存为 test.sh，并 cd 到相应目录：

chmod +x ./test.sh  #使脚本具有执行权限
./test.sh  #执行脚本

注意，一定要写成 ./test.sh，而不是 test.sh，运行其它二进制的程序也一样，直接写 test.sh，linux 系统会去 PATH 里寻找有没有叫 test.sh 的，而只有 /bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin 等在 PATH 里，你的当前目录通常不在 PATH 里，所以写成 test.sh 是会找不到命令的，要用 ./test.sh 告诉系统说，就在当前目录找。

2、作为解释器参数

这种运行方式是，直接运行解释器，其参数就是 shell 脚本的文件名，如：

/bin/sh test.sh
/bin/php test.php

这种方式运行的脚本，不需要在第一行指定解释器信息，写了也没用。

Bash

Bash 是一个为GNU项目编写的Unix shell。它的名字是一系列缩写：Bourne-Again SHell — 这是关于Bourne shell（sh）的一个双关语（Bourne again / born again）。Bourne shell是一个早期的重要shell，由Stephen Bourne在1978年前后编写，并同Version 7 Unix一起发布。bash则在1987年由Brian Fox创造。在1990年，Chet Ramey成为了主要的维护者。

bash是大多数Linux系统以及Mac OS X v10.4默认的shell，它能运行于大多数Unix风格的操作系统之上，甚至被移植到了Microsoft Windows上的Cygwin系统中，以实现windows的POSIX虚拟接口。此外，它也被DJGPP项目移植到了MS-DOS上。

bash的命令语法是Bourne shell命令语法的超集。数量庞大的Bourne shell脚本大多不经修改即可以在bash中执行，只有那些引用了Bourne特殊变量或使用了Bourne的内置命令的脚本才需要修改。 bash的命令语法很多来自Korn shell (ksh) 和 C shell (csh)， 例如命令行编辑，命令历史，目录栈，$RANDOM 和 $PPID 变量，以及POSIX的命令置换语法： $(…)。作为一个交互式的shell，按下TAB键即可自动补全已部分输入的程序名，文件名，变量名等等。

Bash 是 Unix 系统和 Linux 系统的一种 Shell（命令行环境），是目前绝大多数 Linux 发行版的默认 Shell。

Unix中有两种主要的shell类别：

1. Bourne shell − If you are using a Bourne-type shell, the $ character is the default prompt.
2. C shell − If you are using a C-type shell, the % character is the default prompt.

linux的发布版本之一——Redhat/CentOS——系统默认安装的shell叫做bash，即Bourne Again Shell，它是sh（Bourne Shell）的增强版本。Bourn Shell 是最早行起来的一个shell，创始人叫Steven Bourne，为了纪念他所以叫做Bourn Shell，检称sh。那么这个bash有什么特点呢？

1. 记录命令历史
   我们敲过的命令，linux是会有记录的，预设可以记录1000条历史命令。这些命令保存在用户的家目录中的.bash_history文件中。
2. 指令和文件名补全
   按tab键，它可以帮你补全一个指令，也可以帮你补全一个路径或者一个文件名。连续按两次tab键，系统则会把所有的指令或者文件名都列出来。
3. 别名
   前面也出现过alias的介绍，这个就是bash所特有的功能之一了。我们可以通过alias把一个常用的并且很长的指令别名一个简洁易记的指令。
4. 通配符
   在bash下，可以使用*来匹配零个或多个字符，而用?匹配一个字符。
5. 输入输出重定向
   输入重定向用于改变命令的输入，输出重定向用于改变命令的输出。输出重定向更为常用，它经常用于将命令的结果输入到文件中，而不是屏幕上。输入重定向的命令是<，输出重定向的命令是>，另外还有错误重定向2>，以及追加重定向>>。
6. 管道符
   前面已经提过过管道符”|”，就是把前面的命令运行的结果丢给后面的命令。
7. 作业控制
   当运行一个进程时，你可以使它暂停（按Ctrl+z），然后使用fg命令恢复它，利用bg命令使他到后台运行，你也可以使它终止（按Ctrl+c）。

Bash如何解析命令

1. 按行读取命令

2. 处理引用问题
   双引号内的字符将失去其原有意义，除了$, "和\。
   单引号内的字符将失去其原有意义，包括$, "和\。

3. 将输入的一行字符串按照 ; 分割成多个命令。

4. 处理特殊字符
   {..}, <(..), < ..., <<< .., .. | ..等特殊字符会被按照特殊的执行次序处理。
   重定向符号会被从命令行中移除，所以在执行命令时... > log, 2>&1这些命令都是不会提交给内核处理命令的进程的。
   其他符号会被其对应的结果表达所替代，如{..}命令：

$ echo {a..c}
a b c

5. 变量替换
   将带 $ 符号的变量 $parameter替换成变量内容， 术语叫Parameter Expansion.

$ echo $PWD
/z/ros

6. 将命令行分割成被执行命令和参数
   分割的原则是任何空白（空格、Tab）都将作为分隔符将一整条命令分割成一个一个的词。分割后结果的第一个词作为命令，其他词作为参数。如果命令词中包含空白，需要用引号括起来。

$ My Command /foo/bar   ## This will execute the command named 'My' because it is the first word.
$ "My Command" /foo/bar ## This will execute the command named 'My Command' because the space inside the quotes has lost its special meaning allowing it to split words.

Tips: 在从Windows或MacOS将文件复制到Linux时，有些文件的文件名可能包含Linux不支持的特殊字符，如空格，#等，如文件名file 1127.txt在Windows下是合法的，但是在Linux不合法，删除这个文件的命令：

$ rm file 1127.txt // not work 
$ rm "file 1127.txt"  // work

7. 执行命令
   a. 如果命令是 function or builtin，该命令将会被接收命令的同一个Bash process处理。
   b. 否则 (像是 hadoop fs 等命令), Bash 将会 fork off，创造一个新的Bash子进程，将解析好的命令传递给它，并等待它返回结果。一般情况下，子进程将会继承父进程的标准流。

Shell 和 Bash 的历史

Shell 伴随着 Unix 系统的诞生而诞生。

1969年，Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 开发了第一版的 Unix。

1971年，Ken Thompson 编写了最初的 Shell，称为 Thompson shell，程序名是sh，方便用户使用 Unix。

1973年至1975年间，John R. Mashey 扩展了最初的 Thompson shell，添加了编程功能，使得 Shell 成为一种编程语言。这个版本的 Shell 称为 Mashey shell。

1976年，Stephen Bourne 结合 Mashey shell 的功能，重写一个新的 Shell，称为 Bourne shell。

1978年，加州大学伯克利分校的 Bill Joy 开发了 C shell，为 Shell 提供 C 语言的语法，程序名是csh。它是第一个真正替代sh的 UNIX shell，被合并到 Berkeley UNIX 的 2BSD 版本中。

1979年，UNIX 第七版发布，内置了 Bourne Shell，导致它成为 Unix 的默认 Shell。注意，Thompson shell、Mashey shell 和 Bourne shell 都是贝尔实验室的产品，程序名都是sh。对于用户来说，它们是同一个东西，只是底层代码不同而已。

1983年，David Korn 开发了Korn shell，程序名是ksh。

1985年，Richard Stallman 成立了自由软件基金会（FSF），由于 Shell 的版权属于贝尔公司，所以他决定写一个自由版权的、使用 GNU 许可证的 Shell 程序，避免 Unix 的版权争议。

1988年，自由软件基金会的第一个付薪程序员 Brian Fox 写了一个 Shell，功能基本上是 Bourne shell 的克隆，叫做 Bourne-Again SHell，简称 Bash，程序名为bash，任何人都可以免费使用。后来，它逐渐成为 Linux 系统的标准 Shell。

1989年，Bash 发布1.0版。

1996年，Bash 发布2.0版。

2004年，Bash 发布3.0版。

2009年，Bash 发布4.0版。

2019年，Bash 发布5.0版。

用户可以通过bash命令的--version参数或者环境变量$BASH_VERSION，查看本机的 Bash 版本。

$ bash --version
GNU bash，版本 5.0.3(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)# 或者
$ echo $BASH_VERSION
5.0.3(1)-release

参考来源：
学习 Shell 脚本之前的基础知识