Bash shell介紹

Bash是目前大多數系統上的默認shell，包括Linux、macOS以及Windows 10上的WSL。

註：自Catalina（2019年秋季）以來，macOS使用Zsh

有一些歷史原因使得Bash成為世界上最受歡迎的shell。在1989年，當Bash首次發布時，技術世界與現在相去甚遠。當時，UNIX世界中的大多數軟件都是封閉源碼的。Unix本身是專有的，也是封閉源碼的。

要使用Unix系統，您必須使用一個shell。

當時最受歡迎的shell是封閉源碼的，您需要支付費用才能使用它。它被稱為“Bourne shell”，在/bin/sh命令下可用。它之所以被稱為“Bourne”是因為它的創作者是Steve Bourne。

在那些年，Richard Stallman與GNU項目（後來又是Linux）即將引起革命，開始了開源革命。 GNU項目需要一個shell，於是Bash應運而生。Bash受到Bourne Shell的極大啟發，Bash代表“Bourne再次shell”，它是GNU項目的一個重要組成部分，也是該項目最成功的軟件之一，我們仍然在今天使用。

Bash可以執行所有為sh編寫的腳本，這對於其采用是一個必要的功能，它還引入了更多功能，從最早的版本開始，為其用戶提供更好的體驗。從那時以來，Bash獲得了很多改進。本教程介紹了您可以使用Bash執行的最常見和有用的操作。

Bash的第一步

由於Bash是許多系統的默認shell，您只需要開始bash shell就只需以下操作：

• 登錄到系統（如果是服務器）。
• 打開終端（如果是您的計算機）。

開始shell後，您應該看到一個提示符（通常以$結尾）。

如何確定shell正在運行bash？請嘗試輸入help並按Enter。

看到了嗎？我們剛才告訴Bash執行help命令。該命令顯示您正在運行的Bash版本以及您可以使用的命令列表。

警告：看到我那裡有的版本了嗎？這是macOS隨附的默認Bash版本，由於許可問題，它不包含更高版本。這個Bash版本來自於2014年。輸入brew install bash使用Homebrew安裝最新的Bash 5.x。

除非您正在創建shell腳本或進行高級操作，否則您通常不會使用bash說明中列出的任何命令。

99％的日常shell使用是在文件夾之間導航和執行像ls，cd和其他常見UNIX實用程序的程序。

瀏覽文件系統

要瀏覽文件系統，您將使用ls命令。它在/bin/ls中可用，並且由於Bash將/bin文件夾列在其路徑列表中，因此您只需輸入ls即可使用它。

ls會列出當前文件夾中的文件。您通常從您的主文件夾開始，它取決於系統，但在macOS下位於/Users下。我的主文件夾位於/Users/flavio。這與Bash無關，而是有關UNIX文件系統的事情，但參數重疊，如果您從未使用過shell，了解這些是很有益的。

要導航到其他文件夾，請使用cd命令，後跟要移動到的文件夾的名稱：

cd Documents

cd ..會返回到上級文件夾。

根據您的Bash配置，您將在提示符（$符號）之前看到您當前的文件夾。或者，您可能不會看到它，但您始終可以通過輸入“pwd”並按Enter來知道您的位置。

pwd表示“工作目錄的路徑名”

命令行編輯

在shell中編寫命令時，請注意您可以使用箭頭鍵向左或向右移動。這是一個shell特性。您可以移動到命令周圍，按退格鍵進行修正。按下Enter鍵會告訴shell繼續並讓系統執行該命令。

這是正常且可接受的行為，但這可能使早期的UNIX用戶感到“驚訝”。

通過鍵盤組合，您可以快速進行編輯，而無需使用箭頭鍵：

• ctrl+d 刪除當前選定的字符
• ctrl+f 跳轉到右邊的字符
• ctrl+b 跳轉到左邊的字符

自動完成

Bash在移動文件系統時具有自動完成的功能。嘗試輸入cd Doc 然後按tab鍵，Bash會自動將其完成為cd Documents。如果這些首個字符有多個選擇，Bash將返回列表，以便您可以輸入一些其他字符以幫助它刪除歧義，然後再次按tab鍵以完成。

Shell命令

使用shell，我們可以執行系統中可用的命令。我們可以在命令前綴中使用完整路徑（例如/bin/ls以列出文件夾中的文件），但是shell具有“路徑”的概念，因此我們可以只輸入ls，它就知道大多數命令都在哪裡（我們還可以通過配置它來添加文件夾到這個路徑）。

命令接受參數。例如，ls /bin將列出/bin文件夾中的所有文件。

參數以破折號-為前綴，例如ls -a 告訴 ls 顯示隱藏文件。按照約定，隱藏文件以點（.）開頭。

常見的shell命令

任何系統上都預先安裝了許多命令，這些命令因具體的系統（Linux/macOS）或甚至所用的Linux發行版而異。

然而，讓我們簡單回顧一下您可以運行的最常用shell命令。這些不是shell本身提供的命令，而是通過shell調用的命令行命令。

每當您遇到問題時，例如您不知道一個命令的作用，或者不知道如何使用它，使用man命令。它可以讓您獲得我將列出的所有命令以及更多的命令的幫助。例如，運行man ls。

這些是可以查看、操作文件的命令。

• ls：列出文件
• cd：更改目錄
• rm：刪除文件或文件夾
• mv：將文件移動到另一個目錄或更改文件名
• cp：複製文件
• pwd：顯示當前工作目錄
• mkdir：創建文件夾

Unix文件系統中的每個文件都有權限。chmod允許您更改權限（我們現在不深入討論），chown允許您更改文件的所有者。

cat，tail和grep 是處理文件的兩個非常有用的命令。

一些常見的文本編輯器是pico，nano，vim和emacs。

在macOS上，whereis命令將顯示系統上命令的位置。

還有許多其他命令，但這些是您可能經常遇到的幾個命令。

執行命令

ls和cd是命令，正如我之前提到的，它們可以在/bin文件夾找到。您可以執行任何文件，只要它是可執行文件，輸入完整路徑，例如/bin/pwd。命令不需要在/bin文件夾中，您可以使用 ./路徑指示符執行當前文件夾中的可執行文件。

例如，如果您的/Users/flavio/scripts文件夾中有一個runme文件，您可以運行

cd /Users/flavio/scripts

然后運行 ./runme 來執行它。

或者在Bash中，您可以無論您當前所在的文件夾在哪里，運行 /Users/flavio/scripts/runme。

工作

每當運行一個命令時，如果它是一個需要長時間運行的程序，shell將完全被該命令控制。您可以使用ctrl-C結束命令。

您可以隨時運行jobs來查看您正在運行的作業及其狀態。

$ jobs
Job Group State Command
1 72292 stopped ftp

另一個有用的命令是ps，它列出正在運行的進程。

$ ps
 PID TTY TIME CMD
19808 ttys000 0:00.56 /usr/local/bin/fish -l
65183 ttys001 0:04.34 -fish
72292 ttys001 0:00.01 ftp

top顯示進程和系統上所消耗的資源。

可以使用kill <PID>來終止作業或進程。

命令歷史

按上箭頭鍵將顯示您輸入的命令的歷史記錄。這又是一個shell的特點。按 下箭頭鍵可在時間軸上前進和後退以查看以前輸入的命令，按 enter 鍵可再次運行該命令。

這是快速訪問命令歷史記錄的方法。運行history命令將顯示您在shell中輸入的所有命令：

當您開始輸入命令時，Bash可以通過引用以前輸入的命令來自動完成它。請嘗試按 esc，然後按tab以自動完成命令。

老實說，我發現Fish shell對此的實現要更好和更容易。

設置默認shell

Bash之外還有許多其他shell，如Fish、ZSH、TCSH等。系統上的任何用戶都可以選擇自己的shell。

您可以通過運行命令 chsh -s chsh -s /bin/bash 來设置默认的登錄shell，除非先前使用了該命令，否則您幾乎永遠不需要這樣做。例如，前面使用Fish可以運行：

chsh -s /usr/local/bin/fish

自定義Bash

我之前注意到，您可能（或可能不）在Bash提示符中看到當前工作目錄。這是如何決定的？在Bash配置中設置！

這裡有一些混亂，因為Bash對於不同的情景使用不同的配置文件，它也讀取多個配置文件。

讓我們對這種混亂進行一些整理。首先，Bash是否作為“登錄shell”初始化是一個重要的區分。登錄shell表示系統未運行GUI（圖形用戶界面），您通過shell登錄到系統。這是服務器的情況，例如。

在這種情況下，Bash加載此配置文件：

/etc/profile

然後它在用戶主目錄下查找這些文件，並按照次序執行第一個找到的文件：

~/.bash_profile
~/.bash_login
~/.profile

其中~意味着您的主目錄（Bash會自動將其轉換）。

這意味著如果有.bash_profile，~/.bash_login和~/.profile永遠不會運行，除非在.bash_profile中顯式運行它們。

如果不是登錄shell應用程序（例如macOS），而是像我這樣作為一個普通應用程序運行的Bash，則配置文件會更改。Bash首先加載/etc/bash.bashrc，然後是~/.bashrc。

環境變量

有時候您可能有使用環境變量的程序。這些是您可以在程序之外設置的值，並改變程序本身的執行。例如，API密鑰或文件名。

您可以使用以下語法來設置環境變量：

VARIABLE_NAME=variable_value

值可以包含空格，使用引號：

VARIABLE_NAME="variable value"

bash腳本可以通過在變量前面加上美元符號 $ 使用此值。

其他編程語言命令也可以使用環境變量，例如這裡是如何使用Node.js讀取環境變量。

系統會為您設置一些環境變量，例如：

• $HOME：您的主目錄
• $LOGNAME：您的用戶名
• $SHELL：您的默認shell的路徑
• $PATH：shell在查找命令時的路徑

您可以通過在這些變量前面加上echo來檢查其值：

echo $LOGNAME # flavio
echo $HOME # /Users/flavio

一個特殊的環境變量：$PATH

我之前提到了$PATH變量。這是一個列出shell在輸入命令時搜索的文件夾的列表。文件夾由冒號:分隔，按順序排列- Bash首先查找第一個命令，如果找到了該命令，就執行它。否則，如果命令不在該文件夾中，則查找下一個文件夾，依此類推。

我的$PATH當前是：

bash-5.0$ echo $PATH
/usr/local/bin:/usr/bin: /bin:/usr/sbin: /sbin:/usr/local/go/bin

通常，您在~/.bashrc文件中編輯此文件。正如我們之前提到的，您可以將項目添加到此路徑的開頭或末尾：

PATH = "$PATH:/Users/flavio/bin"

別名

使用別名，我們可以為常用命令設置快捷方式。您可以為較長的參數組合分配一個簡短的名稱。

使用以下語法定義別名：

alias <alias>=<command>

如果命令中有空格，請使用引號：

alias <alias>="<command>"

我通常在系統中添加的一個別名是ll：

alias ll="ls --al"

通常在~/.bashrc文件中定義別名。

但是，如果您的命令中有變量，請小心引號：使用雙引號解析變量時已定義的值，使用單引號將在調用時解析變量。這兩個是不同的：

alias lsthis="ls $PWD"
alias lscurrent='ls $PWD'

$PWD指的是shell所在的當前文件夾。如果現在導航到新文件夾，lscurrent將列出新文件夾中的文件，lsthis仍將列出您在定義別名時的文件夾中的文件。

高級命令行功能

通配符

ls和許多其他命令可以充分利用通配符。您可以列出所有以"image"開頭的文件：

ls image\*

或列出以“image”結尾的所有文件：

ls \*image

或列出所有名稱中包含“image”的文件：

ls \*image\*

重定向輸出和錯誤

默認情況下，shell中啟動的命令將輸出和錯誤信息打印到shell中。這可能不是你想要的。您可以決定將輸出寫入文件。

實際上，寫入到/不同的文件/，因為在Unix中，即使屏幕也被視為一個文件。具體來說，

• 0 代表標準輸入
• 1 代表標準輸出
• 2 代表標準錯誤

您可以在命令後附加1>，然後是文件名，將標準輸出重定向到文件。

使用相同的技巧，您可以使用2>將標準錯誤寫入文件。

快捷方式>表示1>，因為這更常用。

例如：

ls 1> list.txt 2> error.txt
ls > list.txt 2> error.txt

快捷方式&>將標準輸出和標準錯誤都重定向到文件。

ls &> output.txt

另一種常見的情況是使用2>&1將標準錯誤重定向到標準輸出。

在後台運行命令

您可以告訴Bash在後台運行一個程序，而無需它佔用shell的控制權，只需在它後面加上&。

例如：

top &

top是一個按消耗最多資源的順序列出正在運行的進程的命令。

本來應該獲得shell控制權的應用程序現在啟動，但似乎什麼都沒發生。您可以輸入fg（即foreground）將它帶回前台，但我們現在進入了進程和作業的領域，這本身是一個很大的主題，但快速總結一下：

當命令運行時，您可以使用ctrl-Z將其暫停並將其放入後台。shell再次出現在前景中，然後可以用bg恢復先前暫停的作業的執行。

當您準備返回它時，運行fg將在前台顯示該程序。

您可以使用ps查看正在運行的所有進程，列表顯示所有進程的pid號。使用已暫停的進程pid號，您可以將一個特定的命令帶回前台，例如fg 72292。bg也是一樣的工作方式。

队列命令

您可以通過分號將兩個命令隔開，使Bash在第一個命令結束後立即運行第二個命令：

cd /bin; ls

您可以重複此操作，將多個命令排隊在同一行中。

輸出重定向

程序可以使用<運算符從任何文件接收輸入，使用>運算符將輸出保存到文件中：

echo hello > result.txt
wc < result.txt

wc是一個計算接收到的單詞的命令。

管道

使用管道，可以將任何命令的輸出作為第二個命令的輸入。使用|運算符將兩者結合到一起。在這個例子中，wc 從echo hello的輸出中獲取它的輸入：

echo hello | wc

組合命令

使用&&使用“and”組合兩個命令。如果第一個命令正常運行，那麼運行第二個命令，以此類推。

使用||使用“or”組合兩個命令。如果第一個命令正常運行，則不運行第二個命令。

!否定下一個邏輯操作：

$ echo hello && echo test
hello
test
$ echo hello || echo test
hello
$ ! echo hello || echo test
hello
test

您可以使用括號組合表達式以避免混淆，同時更改優先順序：

$ ! (echo hello) || (echo test)
hello
test
$ ! (echo hello || echo test)
hello

編程shell

像Bash這樣的shell的最佳功能之一是它可以創建程序，通過基本上自動化命令的執行。

我將很快寫一篇關於Bash腳本的單獨指南，這將與本入門Bash指南分開，因為該主題比我想在本指南中添加的更詳細。

簡單介紹一下：腳本是文件以文本格式開始，此行指示它是shell腳本（以及需要哪個shell），然後是一行一行的命令列表，例如:

#!/bin/bash
ls

您可以將其保存為文件myscript，並使用chmod +x myscript使其可執行，然後使用./myscript運行它（./表示“當前文件夾”）。

shell腳本超出了本篇文章的範圍，但我希望您瞭解這一點。腳本可以具有控制結構和許多其他很酷的功能。

這種編程策略對於其他shell（例如Zsh）也同樣有效。