認識 BASH Shell
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最近更新日期：2003/02/10
什麼是 Shell
BASH Shell
變數與變數的設定：echo, env, set, 變數設定規則, export, unset, 變數的有效範圍, read, array, $RANDOM, eval, 重要的環境變數(?, HOME, SHELL, MAIL, HISTSIZE...)
命令別名與歷史命令：alias(設定命令別名), history, !command,
bash shell 的設定檔案：source,
萬用字元與特殊符號：
絕對路徑與相對路徑
命令重導向 ( redirect )
管線命令 ( pipe )： cut, sort, wc, uniq, tee, tr, split,
本章習題練習
什麼是 Shell
這應該是個蠻有趣的話題：『什麼是 Shell ？』相信只要摸過電腦，對於作業系統（不論是 Linux 、 Unix 或者是 Windows ）有點概念的朋友們大多聽過這個名詞，因為只要有『作業系統』那麼就離不開 Shell 這個東西。不過，在討論 Shell 之前，我們先來瞭解一下電腦的運作狀況吧！舉個例子來說：當你要電腦傳輸出來『音樂』的時候，你的電腦需要什麼東西呢？
  1. 當然就是需要你的硬體有『音效卡晶片』這個硬體配備，否則怎麼會有聲音；
  2. 作業系統的核心可以支援這個晶片組，當然還需要提供晶片的驅動程式囉；
  3. 需要使用者（就是你）輸入發生聲音的指令囉！
這就是基本的一個輸出聲音的需要的步驟！那麼也就是說，你必須要『輸入』一個指令之後，『硬體』才會透過你下達的指令來工作！嘿嘿！那麼硬體如何知道你下達的指令呢？那就是 kernel （核心）的控制工作了！瞭解了嗎？沒錯！也就是說，我們必須要透過『 Shell 』將我們輸入的指令與 Kernel 溝通，好讓 Kernel 可以控制硬體來正確無誤的工作！基本上，我們可以透過底下這兩張圖來說明一下：

基本上，替我們工作的是『硬體』，而控制硬體的是『核心』，再來，我們使用者乃是利用『Shell』控制一些 kernel 提供的 『工具 Utility』來操控硬體替我們正確的工作。再進一步來說，由於 kernel 聽不懂人類的語言，而人類也沒有辦法直接記得 kernel 的語言，所以兩者的溝通就得藉由 shell 來支援了！（其實早期的 DOS 的文字介面也是使用 shell 來溝通呀！那個 shell 的名稱就叫做 command.com ，還記得嗎？ ^_^）
　
以字面上的意思來說， kernel 是『核心』的意思，而 Shell 是『殼』的意思，呵呵！也就是說， shell 是最外頭的咚咚！而 kernel 乃是最內層的的咚咚啦！核心是作業系統的最底層的東西！這個核心裡頭包括了各種的支援硬體的工具！當然囉，如果你的硬體太新，而你的 kernel 並沒有支援的話，那麼很抱歉，你的 Shell 能力再怎麼強，也沒有辦法使硬體工作的！這樣可以瞭解了嗎？呵呵！沒錯！使電腦主機工作的正是核心的任務，但是操作核心來替使用者工作的，卻是 shell 喔！因此，有時候你的 shell 搞了老半天，硬體卻不能工作的時候，請注意，您的『核心』是否正確呢？阿！扯遠了！這是 kernel 章節才要說的東西??
BASH Shell
知道什麼是 Shell 之後，那麼我們來瞭解一下 Linux 使用的是哪一個 shell 呢？什麼！哪一個？難道說 shell 不就是『一個 shell 嗎？』哈哈！那可不！由於早年的 Unix 年代，發展者眾，所以由於 shell 依據發展者的不同就有許多的版本，例如常聽到的 Bourne SHell (sh) 、在 Sun 裡頭預設的 C SHell、 商業上常用的 K SHell、, 還有 TCSH 等等，每一種 Shell 都各有其特點。至於 Linux 使用的這一種版本就稱為『 Bourne Again SHell （簡稱 bash ） 』，這個 Shell 是 Bourne Shell 的增強版本，也是基準於 GNU 的架構下發展出來的呦！

在介紹 shell 的優點之前，先來說一說 shell 的簡單歷史吧：第一個流行的 shell 是由 Steven Bourne 發展出來的，為了紀念他所以就稱為 Bourne shell ，或直接簡稱為 sh ！而後來另一個廣為流傳的 shell 是由柏克萊大學的 Bill Joy 設計依附於 BSD 版的 Unix 系統中的 shell ，這個 shell 的語法有點類似 C 語言，所以才得名為 C shell ，簡稱為 csh ！由於在學術界 Sun 主機勢力相當的龐大，而 Sun 主要是 BSD 的分支之一，所以 C shell 也是另一個很重要而且流傳很廣的 shell 之一（因為太多的程式設計師使用的就是 C 語言啦！）！

好了，那麼 BASH 是怎麼一回事呢？這個 shell 是 GNU 計畫中重要的工具軟體之一，目前也是 GNU 作業系統中標準的 shell ，他主要相容於 sh ，並且依據一些使用者需求，而加強的 shell 版本，可以說目前幾乎所有的 Linux distribution 都是使用 bash 作為管理核心的主要 shell ！因此，不論您使用的是那個 distribution ，你都難逃需要學習 bash 的宿命啦！那麼這個 shell 有什麼好處，幹嘛 Linux 要使用他作為預設的 shell 呢？ BASH 主要的優點有底下幾個：

在瞭解了 BASH 的優點之後，再來我們要來討論的是：那如何在 Shell 提供的環境中下達指令呢？其實很簡單的，下達指令的方式為：
[root@test /root]# command [-options] parameter1 parameter2 ...
                     指令     選項      參數(1)    參數(2)

1. command 為指令的名稱，例如變換路徑的指令為 cd 等等；
2. 中刮號[]並不存在於實際的指令中，而加入參數設定時，通常為 - 號，有時候完整名稱會輸入 -- 符號；
3. parameter1 parameter2.. 為依附在 option 後面的參數，或者是 command 的參數；
4. command, -options, parameter1.. 這幾個咚咚中間以空格來區分，不論空幾格 shell 都視為一格；
5. 指令太長的時候，可以使用 \ 符號來跳脫 [Enter] 符號，使指令連續到下一行。

實例：
[root@test /root]# ls -al /root   <==以 ls 列出 /root 這個目錄中的隱藏檔與相關的屬性參數；
[root@test /root]# ./configure --prefix=/usr/local --with-tcp_wrappers \
> --with-pam     <==這兩行實際上是同一行的指令，但是加上 \ 跳脫符號後，指令可以連續到下一行！
[root@test /root]# ls           -al   /root  <==這個指令與第一個相同，空白字元不論幾個，僅視為一個來處理。
很簡單吧！OK！那麼再來一個問題：『Shell 是什麼時候開始接管 Linux 主機的！？』我們在後面會再提到『開機流程』的介紹，這裡先跳過去，假設你的機器已經開機成功了，那麼主機便進入等待使用者 login 的狀態。當使用者輸入了帳號與密碼，並且順利的 pass 之後，經過了 shell 的環境變數檔案讀取功能，最後，使用者進入自己的『家目錄』之後，例如 root 的家目錄在 /root 底下，一般使用者的家目錄則在 /etc/passwd 這個檔案裡面規定，那麼主機就已經丟了一個程序稱為 bash 的給你操作囉！
變數與變數的設定：echo, env, set, 變數設定規則, export, unset,
再繼續研究 BASH 之前，我們要就變數這個東西來討論一番，因為在主機裡面有太多的資料需要進行存取了，而這些資料都是一些服務所必須的，例如 mail 的存取路徑在 /var/spool/mail 、家目錄預設在 /home/useraccount 等等，當然我們可以改變這些個變數，但是如果該變數是直接深植於套件當中，那麼當你修改了某些參數之後，嘿嘿！你的套件就必須要『由原始碼直接更新再編譯』才行！這樣似乎很麻煩，所以囉，就會有變數這個好東西出來了！
 
舉個簡單的例子來說， sendmail 的 smtp 存放 mail 路徑是經由 /etc/profile 裡頭的
MAIL="/var/spool/mail/$USER"
來設定的，而當我修改了上面這一個咚咚，然後重新開機之後，嘿嘿嘿嘿！我的郵件就可以存放到不同的路徑去了！而且不會有問題！可以順利的『在 Linux 主機上面』收發。然而問題發生在 pop3 這個服務上面，由於 pop3 的預設路徑是在 source code 裡頭，而且就正是 /var/spool/mail 這個路徑，也就是說，不論我怎麼修正我的『變數』， pop3 都不為所動！唉∼真慘，所以就無法直接以 pop3 來收信了（例如 OutLook 就不能工作了）！會發生密碼不接受的問題呢！
此外，例如我們在執行程式的時候，系統怎麼知道你的 ls 這個指令放在哪裡？原來是有 PATH 這個變數，系統會透過這個變數裡面所設定的路徑去依序尋找該指令系統，如果找不到的話，那麼才在螢幕上顯示『 command not found 』字樣！這些還都只是系統預設的變數的目的，如果是個人的設定方面：例如你要寫一個大型的 script （批次檔）時，有些資料因為可能由於使用者習慣的不同而有差異，比如說路徑好了，由於該路徑在 script 被使用在相當多的地方，如果下次換了一部主機，都要修改 script 裡面的所有路徑，那麼我一定會瘋掉！這個時候如果使用變數，而將該變數的定義寫在最前面，後面相關的路徑名稱都以變數來取代，嘿嘿！那麼你只要修改一行就等於修改整篇 script 了！方便的很！所以，良好的程式設計師都會善用變數的定義！（這個部分我們在底下還會再提到！）
　
如果說的學理一點，那麼由於在 Linux System 下面，所有的執行續都是需要一個執行碼，而就如同上面提到的，你『真正以 shell 來跟 Linux 溝通，是在正確的登入 Linux 之後！』這個時候你就有一個 bash 的執行程序，也才可以真正的經由 bash 來跟系統溝通囉！而在進入 shell 之前，也正如同上面提到的，由於系統需要一些變數來提供他資料的存取（或者是一些環境的設定參數值，例如是否要顯示彩色等等的），所以就有一些所謂的『環境變數』需要來讀入系統中了！這些環境變數例如 PATH、HOME、MAIL、SHELL等等，都是很重要的，為了區別與自訂變數的不同，環境變數通常以大寫字元來表示呢！
　
說了那麼久，那麼到底『什麼是變數』呢？簡單的說，『變數就是以一組文字或符號等，來取代一些設定或者是一串保留的資料！』，例如：『VBird』就是『鳥哥』，所以當你讀取 VBird 的時候，系統自然就會知道！哈！那就是鳥哥！最簡單的例子可以取 PATH 來說明！如果你對於『相對路徑與絕對路徑』還有點印象的話，那麼應該曉得『要下達正確的指令，應該需要指定路徑與檔名』才行！例如你的 ls 指令應該需要以『/bin/ls』來下達指令才對，那麼為何你在任意的路徑下都可以執行 ls 呢？而不需要指定路徑呢？這是因為系統已經預設了一些『搜尋路徑(PATH)』了，所以當你需要執行一些指令的時候，系統就會依照該 PATH 的設定來進行指令的搜尋！而這個 PATH 就是所謂的變數了！那麼如何『顯示變數』呢？這就需要使用到 echo 這個指令啦！
命令別名與歷史命令
bash shell 的設定檔案：
萬用字元與特殊符號
絕對路徑與相對路徑
命令重導向
好了，對於『 > , >> 』這兩個東西有一定的概念之後，我們來深入的談一談『命令輸出重導向』的觀念吧！如前所述，基本上， Linux 執行的結果中，可以約略的分成『正確輸出』與『錯誤輸出』兩種方式。例如，當你以一般身份執行 find 這個指令時，例如執行『 find / -name testing 』時，由於你是一般身份，又有些資料夾是不允許一般身份者進入的，所以囉，當你使用 find 時，就會有錯誤訊息發生了！但同時如果有 testing 這個檔案在你可以進入的資料夾當中，那麼螢幕也會輸出到給你看！因此，就具有正確的與錯誤的輸出兩種囉！（分別稱為 Stdout 與 Stderror）例如下面為執行結果：裡面的『 find: /home/root: Permission denied 』就告訴你該資料夾你沒有權限進入，這就是錯誤的輸出了，那麼『 /home/test/tseting 』就是正確的輸出了！
 
[test @test test]# find / -name testing
find: /home/test1: Permission denied    <==這是錯誤的輸出
find: /home/root: Permission denied       <==這是錯誤的輸出
find: /home/masda: Permission denied      <==這是錯誤的輸出
/home/test/testing                        <==這是『正確』的輸出
[test @test test]# 

好了，那麼假如我們想要將資料輸出到 list 這個檔案中呢？執行『 find / -name testing > list 』會有什麼結果？呵呵，你會發現 list 裡面存了剛剛那個『正確』的輸出資料，至於螢幕上還是會有錯誤的訊息出現呢！傷腦筋！如果想要將正確的與錯誤的資料分別存入不同的檔案中需要怎麼做？！呵呵！其實在資料的重導向方面，正確的寫法應該是『 1> 』與『 2> 』才對！但是如果只有 > 則預設是以 1> 來進行資料的！那個 1> 是輸出正確資料， 2> 則是錯誤資料輸出項目。也就是說：

好了，那麼上面的例子中，我們如何將資料輸出到不同的地方去呢？可以這麼寫：
 
[test @test test]# find / -name testing 1> list_right 2> list_error

這樣一來，剛剛執行的結果中，有 Permission 的那幾行錯誤資訊都會跑到 list_error 這個檔案中，至於正確的輸出資料則會存到 list_right 這個檔案中囉！這樣可以瞭解了嗎？如果有點混亂的話，去休息一下再來看看吧！！

管線命令 ( pipe )
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參考文章：
2002/06/27：第一次完成
2003/02/10：重新編排與加入 FAQ