Shell

shell
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2024-05-10

 

0x01 序※

Shell 是一种命令行解释器，它是一种用于与操作系统内核通信的用户界面。Shell 脚本是一种用于编写自动化任务和系统管理的脚本语言。以下是 Shell 脚本的基本语法：

0x02 注释：※

以 # 开头的内容表示注释，不会被解释器执行。

# 这是一行注释

#!（也称为shebang或hashbang）是一个特殊的字符序列，通常出现在脚本文件的第一行。它的作用是指定用于执行该脚本的解释器或执行程序。

当操作系统（例如Unix、Linux或类似系统）执行一个文件时，会检查文件的第一行，如果以#!开头，操作系统会将紧随其后的路径作为解释器或执行程序的路径，并将该文件作为参数传递给指定的解释器或执行程序。

例如，在一个Python脚本文件中，你可能会看到以下行：

#!/usr/bin/env python
# 这行告诉操作系统，当执行这个脚本时，请使用位于/usr/bin/env路径下的Python解释器来执行它。

在shell脚本中，你可能会看到：

#!/bin/bash
# 这行告诉操作系统，使用bash解释器来执行这个脚本。

总之，#!是一种用于指定脚本文件的解释器或执行程序的约定，它使得脚本文件可以独立于特定的解释器或执行程序而运行。

0x03 数据类型※

基本数据类型※

  • 字符串（String）：

    • 在 shell 中，字符串是最常见的数据类型。可以使用单引号或双引号来表示字符串，也可以进行字符串拼接、截取和替换等操作。

    示例：

    str1="Hello"
str2='World'
combined="$str1 $str2"

  • 整数（Integer）：

    • 在一些支持的 shell 中，可以使用整数变量。通常在进行算术运算时会用到整数类型。

    示例：

    num=10

  • 数组（Array）：

    • 一些 shell 支持数组，可以用来存储一组相关的数据。数组可以通过下标进行访问和操作。

    示例：

    arr=(1 2 3 4 5)
echo ${arr[2]}  # 输出数组的第三个元素
另外，还可以将数组定义成一组“索引值”：
array_var[0]="test1"
array_var[1]="test2"
array_var[2]="test3"
...
打印出特定索引的数组元素内容：
echo ${array_var[0]}
test1
index=5
echo ${array_var[$index]}
test6
以列表形式打印出数组中的所有值：
$ echo ${array_var[*]}
test1 test2 test3 test4 test5 test6
也可以这样使用：
$ echo ${array_var[@]}
test1 test2 test3 test4 test5 test6
打印数组长度（即数组中元素的个数）：
$ echo ${#array_var[*]}6

  • 关联数组（Associative Array）：

    • 一些高级的 shell 支持关联数组，它们使用字符串作为索引，而不是数字。这使得可以创建更灵活的数据结构。

    示例：

    declare -A assoc_arr
assoc_arr["key1"]="value1"
assoc_arr["key2"]="value2"
每一个数组元素都有对应的索引。普通数组和关联数组的索引类型不同。我们可以用下面的
方法获取数组的索引列表：
$ echo ${!array_var[*]}
也可以这样
$ echo ${!array_var[@]}
  • 特殊变量：
    • 环境变量（Environment Variables）： 这些变量由操作系统或用户在启动shell时设置，在整个shell会话期间都是可用的。一些常见的环境变量包括：
      • PATH：用于指定可执行文件的搜索路径。
      • HOME：当前用户的主目录路径。
      • USER：当前用户名。

      • SHELL：当前使用的shell解释器。

        所有的应用程序和脚本都可以访问环境变量。可以使用env或printenv命令查看当前shell
        中所定义的全部环境变量：
        $> env
        PWD=/home/clif/ShellCookBook
        HOME=/home/clif
        SHELL=/bin/bash
        # …… 其他行
        要查看其他进程的环境变量，可以使用如下命令：
        cat /proc/$PID/environ
        其中，PID是相关进程的进程ID（PID是一个整数）。

    • 位置参数变量（Positional Parameters）： 这些变量用于存储脚本或函数的参数。
      • \$0：脚本的名称。
      • \$1, \$2, ...：第一个、第二个参数，依此类推。shift命令可以将参数依次向左移动一个位置，让脚本能够使用$1来访问到每一个参数。
      • $*：所有参数作为一个单词。
      • $@：所有参数作为多个单词。
      • $$：当前进程的进程ID。
    • 特殊变量（Special Variables）： 这些变量具有特殊用途，用于控制脚本的行为。
      • $$：当前shell进程的进程ID。
      • $?：上一个命令的退出状态。
      • $!：最后一个在后台运行的进程的进程ID。
    • 用户定义变量（User-Defined Variables）： 用户可以自定义变量来存储数据。
      • myVar="Hello"：定义一个名为myVar的变量并赋值为Hello。
    • shell内建变量 
      • length=${#var}：获得var的长度
      • $SHELL：获得当前所在shell
  • 别名：

    • 别名就是一种便捷方式，可以为用户省去输入一长串命令序列的麻烦。使用alias命令创建别名、使用unalias删除别名。

      $ alias new_command='command sequence'  
# 如果身份为特权用户，别名也会造成安全问题。为了避免对系统造成危害，你应该将命令转义。
$ \command
# 字符\可以转义命令，从而执行原本的命令。在不可信环境下执行特权命令时，在命令前加
上\来忽略可能存在的别名总是一种良好的安全实践。这是因为攻击者可能已经将一些别有用心
的命令利用别名伪装成了特权命令，借此来盗取用户输入的重要信息。
alias命令无参数可以列出当前定义的所有别名

变量※

变量名由一系列字母、数字和下划线组成，其中不包含空白字符。常用的惯例是在脚本中使用大写字母命名环境变量，使用驼峰命名法或小写字母命名其他变量

可以使用等号操作符为变量赋值：
varName=value
varName是变量名，value是赋给变量的值。如果value不包含任何空白字符（例如空格），那么就不需要将其放入引号中，否则必须使用单引号或双引号。

注意，var = value不同于var=value。把var=value写成var = value是一个常见的错误。两边没有空格的等号是赋值操作符，加上空格的等号表示的是等量关系测试。

在 Shell 中，变量名不需要事先声明类型，直接赋值即可。

name="John"

引用变量：※

使用 $ 符号引用变量的值。

echo "My name is $name"

0x04 流程控制：※

条件语句：※

if [ condition ]; then
    # some commands
elif [ condition ]; then
    # some other commands
else
    # fallback commands
fi

循环语句：※

for item in list; do
    # some commands using $item
done

或者

while [ condition ]; do
    # some commands
done

0x05 函数：※

function_name() {
    # function body
}

0x06 管道：※

将一个命令的输出作为另一个命令的输入。

command1 | command2

在Unix和类Unix系统中，管道是一种非常有用的机制，用于将一个进程的输出直接传递给另一个进程的输入，从而实现进程间通信和协作。管道可以分为无名管道（匿名管道）和有名管道（FIFO）。

  1. 匿名管道： 无名管道是最常见的管道形式，它是一种临时的、单向的通信机制，只能在相关进程之间使用。无名管道使用竖线符号 | 连接两个或多个命令，将第一个命令的输出直接传递给第二个命令的输入。无名管道只能用于相关进程之间的通信，通常在父子进程或者通过一个shell脚本中使用。

    示例：

    command1 | command2

  2. 有名管道（FIFO）： 有名管道是一种命名的特殊文件，允许无关的进程之间进行通信。它是一种持久的通信机制，可以在文件系统中存在，并且可以通过文件名进行引用。有名管道通过mkfifo命令创建，并可以由不同的进程在不同的时间打开和关闭，从而实现进程间的通信。

    示例：

    mkfifo mypipe
command1 > mypipe
command2 < mypipe

管道文件： 管道文件是一种特殊类型的文件，它们存在于文件系统中，并允许进程通过读取和写入文件来进行通信。这些文件通常位于/dev/fd/或/proc/self/fd/目录下，它们允许进程以文件I/O的方式进行进程间通信。

补充：

"Fork 炸弹" 是一个旨在演示系统资源耗尽的恶作剧式命令。它利用了操作系统中进程的复制（fork）机制，通过不断复制自身来消耗系统资源，最终导致系统崩溃或变得无法响应。

Fork 炸弹的基本语法如下（在类 Unix 系统中）：

:(){ :|: & };:

解释语法：

  1. :(){ ... };：这是一个函数定义，函数名为 :。在 shell 中，: 是一个有效的函数名，这里定义了一个递归调用的函数。
  2. :|: &：在函数内部，函数自身被调用两次，用管道 | 连接，并在后台运行 &。这导致函数不断复制自身。
  3. ;：表示命令分隔符，用于分隔不同的命令。
  4. :：最后一个 : 是用来执行函数的，这样函数就会开始递归调用自身。

当这个函数被执行时，它会不断地复制自身，每次复制都会产生两个新的进程，这些进程又会继续复制自身，如此循环，系统资源会被迅速耗尽，最终导致系统崩溃或变得无法响应。

在大多数现代操作系统中，都会限制一个进程可以创建的子进程的数量。这个限制是为了防止恶意代码或者无意中的错误导致系统资源耗尽，从而影响系统的正常运行。当一个进程尝试创建过多的子进程时，操作系统会限制这个行为，通常会导致该进程无法继续创建新的子进程。

在 Linux 中，这个限制通常由内核参数 ulimit 控制。

需要注意的是，Fork 炸弹是一个危险的命令，绝对不要在真实的系统上执行。这只是一个用于演示的恶作剧命令，它的目的是向人们展示系统资源耗尽的严重后果。

0x07 输入输出重定向：※

# 输出重定向
command > output.txt

# 输入重定向
command < input.txt

在 Unix 和类 Unix 系统中，每个运行的进程都会默认打开三个文件描述符(fd)，它们分别是标准输入（stdin，fd为0）、标准输出（stdout，fd为1）和标准错误输出（stderr，fd为2）。这些文件描述符允许进程与其环境进行输入和输出交互。

类型文件描述符默认情况对应文件句柄位置
标准输入（standard input）0从键盘获得输入/proc/self/fd/0
标准输出（standard output）1输出到屏幕（即控制台）/proc/self/fd/1
错误输出（error output）2输出到屏幕（即控制台）/proc/self/fd/2

输入输出重定向允许将一个进程的标准输入和标准输出(以及标准错误)重定向到其他位置，比如文件或者其他进程。这使得进程可以从文件中读取输入，或者将输出写入到文件中，而不是直接与终端进行交互。

在 shell 中，可以使用一些特殊的符号来进行输入输出重定向：

  • <：用于将一个文件的内容重定向为标准输入。
  • >：用于将标准输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则会创建，如果存在则会覆盖。
  • >>：用于将标准输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则会创建，如果存在则会追加内容。
  • 2>：用于将标准错误输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则会创建，如果存在则会覆盖。
  • 2>>：用于将标准错误输出重定向到一个文件中，如果文件不存在则会创建，如果存在则会追加内容。

这些符号可以与命令一起使用，来指示 shell 在执行命令时如何处理输入和输出。

例如：

command >/dev/null 2>&1  
这里的含义是：
	>/dev/null：将标准输出重定向到 /dev/null，也就是将命令1的标准输出丢弃。
    2>&1：将标准错误重定向到与标准输出相同的位置，也就是 /dev/null，这样标准错误也会被丢弃。
但是位置交换结果就完全不同
command 2>&1 >/dev/null
	前者2>&1把标准错误重定向到标准输出上，也就是屏幕
	后者>/dev/null默认把标准输出重定向到/dev/null也就是丢弃了
	于是程序把标准输出丢弃，把标准错误输出给屏幕了

0x08 区别()、[]、{}、''、""、``、※

  1. 圆括号 ()：

    • 在shell中，圆括号通常用于创建子shell或在子shell中执行命令。这意味着圆括号内的命令会在一个子shell中执行，而不会影响到父shell的环境。
    • 圆括号还用于定义数组。在某些shell中，圆括号可以用于创建数组，如arr=(1 2 3 4)。

    示例：

    (command1; command2)  # 在子shell中执行多个命令

  2. 方括号 []：

    • 在shell中，方括号通常用于条件测试和条件表达式。它们可以进行各种条件判断，包括数值比较、字符串匹配、文件测试等操作。
    • 方括号内的表达式可以进行比较、字符串匹配、文件测试等操作。

    示例：

    if [ "$var" = "value" ]; then
    echo "The variable is equal to value."
fi

  3. 大括号 {}：

    • 大括号通常用于扩展变量或进行字符串操作。在shell中，大括号还用于创建代码块，例如在循环或条件语句中。
    • 大括号还可以用于生成序列，如{1..5}会展开成1 2 3 4 5。

    示例：

    echo file{1..3}.txt  # 扩展成 file1.txt file2.txt file3.txt

    for i in {1..5}; do
    echo "Number $i"
done

  4. 单引号 ''：

    • 在单引号中，所有字符都被视为普通字符，不进行任何转义或扩展。这意味着变量和命令替换都不会发生。
    • 单引号通常用于保护特殊字符，使其不被shell解释器处理。

    示例：

    echo 'This is a $variable'  # 输出为 This is a $variable

  5. 双引号 ""：

    • 在双引号中，变量和命令替换会被执行，但是特殊字符的含义会得到保留（例如换行符 \n）。
    • 双引号通常用于包裹包含变量或特殊字符的字符串。

    示例：

    echo "The value of the variable is $variable"  # 输出为 The value of the variable is [value of $variable]

  6. 反引号 ``：

    • 反引号用于执行命令替换，将反引号内的命令执行结果作为字符串返回。
    • 在现代shell中，推荐使用$()语法来代替反引号，因为它更易读且支持嵌套。

    示例：

    result=`command`  # 将command的输出赋值给result

    或

    result=$(command)  # 同样将command的输出赋值给result

0x09 文件测试：※

用于检查文件类型和属性。

if [ -f "file.txt" ]; then
    # file.txt 存在且是一个普通文件
fi

以下是一些常用的文件测试操作符：

  • -e file：检查文件是否存在。
  • -f file：检查文件是否存在且为普通文件。
  • -d file：检查文件是否存在且为目录。
  • -s file：检查文件是否存在且大小不为零。
  • -r file：检查文件是否存在且可读。
  • -w file：检查文件是否存在且可写。
  • -x file：检查文件是否存在且可执行。
  • -L file：检查文件是否存在且为符号链接。
  • -S file：检查文件是否存在且为套接字文件。
  • -p file：检查文件是否存在且为命名管道（FIFO）。
  • -b file：检查文件是否存在且为块设备文件。
  • -c file：检查文件是否存在且为字符设备文件。

这些测试操作符可以在条件语句中使用，例如：

if [ -f "file.txt" ]; then
    echo "file.txt 存在且是一个普通文件"
fi

在这个例子中，-f 测试操作符用于检查文件 "file.txt" 是否存在且为一个普通文件。如果条件成立，就会执行 echo 命令。

 

0x0a 跋※

参考书目：linux shell脚本攻略

好玩的博客： The Unix School

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