shell实践

父shell：我们在登录某个虚拟机控制器终端的时候(连接某一个linux虚拟机)时，默认启动的交互式shell，然后等待命令输入。

ps命令参数，是否有横杠的参数作用是不一样的

-f 　显示UID,PPID,C与STIME栏位。
f 　用ASCII字符显示树状结构，表达进程间的相互关系。

-e 　此参数的效果和指定"A"参数相同。
e 　列出进程时，显示每个进程所使用的环境变量。

案例

1.于超老师登录自己的虚拟机
[yuchao@yumac Luffy_linux]$sshpyyu
Last login: Sat Sep 26 21:06:16 2020 from 221.218.215.96
[root@chaogelinux ~]#

2.一条命令，查看进程的父子关系
[root@chaogelinux ~]# ps --forest -ef
# 观察如下信息，可以清晰看出父子关系
root      1830     1  0 9月25 ?       00:00:00 /usr/sbin/sshd -D
root     15105  1830  0 21:07 ?        00:00:00  \_ sshd: root@pts/0
root     15107 15105  0 21:07 pts/0    00:00:00      \_ -bash
root     16074 15107  0 21:11 pts/0    00:00:00          \_ ps --forest -ef

当在CLI的提示符下，输入/bin/bash指令，或者其他bash指令，会创建一个新的shell程序，这就被称之为子shell（child shell）

子shell同样的拥有CLI提示符，可以输入命令。

使用如下命令，超哥教你如何查看父子的诞生

[root@chaogelinux ~]# ps -f
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root     15107 15105  0 21:07 pts/0    00:00:00 -bash
root     16893 15107  0 21:17 pts/0    00:00:00 ps -f

当前父shell   15107
[root@chaogelinux ~]# ps -f
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root     15107 15105  0 21:07 pts/0    00:00:00 -bash
root     16966 15107  1 21:18 pts/0    00:00:00 bash
root     17144 16966  0 21:18 pts/0    00:00:00 ps -f

第一次父bash的pid，15107
第二次执行bash，子shell的pid， 16966，ppid是15107，由此看出是子shell

输入bash指令之后，一个子shell就产生了。

• 第一个ps -ef命令是在父shell里执行的
• 第二个ps -ef是在子shell里执行的。

子shell生成时，父进程的部分环境变量被复制到子shell里，这个后面于超老师在给大家说。

多个子shell

1.当前shell关系
root      1830     1  0 9月25 ?       00:00:00 /usr/sbin/sshd -D
root     22206  1830  0 09:23 ?        00:00:00  \_ sshd: root@pts/2
root     22208 22206  0 09:23 pts/2    00:00:00      \_ -bash
root     22757 22208  0 09:24 pts/2    00:00:00          \_ ps -ef --forest

2.执行多个bash，开启多个子shell
连续输入四次bash之后

root      1830     1  0 9月25 ?       00:00:00 /usr/sbin/sshd -D
root     22206  1830  0 09:23 ?        00:00:00  \_ sshd: root@pts/2
root     22208 22206  0 09:23 pts/2    00:00:00      \_ -bash
root     22844 22208  0 09:25 pts/2    00:00:00          \_ bash
root     23017 22844  0 09:25 pts/2    00:00:00              \_ bash
root     23190 23017  1 09:25 pts/2    00:00:00                  \_ bash
root     23363 23190  1 09:25 pts/2    00:00:00                      \_ bash
root     23537 23363  0 09:25 pts/2    00:00:00                          \_ ps -ef --forest

退出子shell

exit 可以退出子shell，也可以退出当前的虚拟控制台终端。
只需要在父shell里输入exit就可以退出了。

若是超哥想要执行一系列的命令，可以通过命令列表来实现，如下

[root@chaogelinux ~]# pwd;ls;cd /opt;pwd;ls
这样的写法，命令的确会依次执行，但是这并不是【进程列表】

必须如下写法才是

[root@chaogelinux opt]# (cd ~;pwd;ls ;cd /tmp;pwd;ls)

命令列表，必须写入括号里，进程列表是生成子shell去执行对应的命令。

进程列表的语法就是如上

(command1;command2)

检测子shell

通过一个环境变量，检查子shell是否存在

[root@chaogelinux opt]# echo $BASH_SUBSHELL
0

结尾为0则没有子shell，非0就是有子shell

非子shell的执行命令

[root@chaogelinux opt]# cd ~;pwd;ls ;cd /tmp;pwd;ls;echo $BASH_SUBSHELL
能够看到结果为0，表示是父shell直接执行

子shell的执行形式

[root@chaogelinux tmp]# (cd ~;pwd;ls ;cd /tmp;pwd;ls;echo $BASH_SUBSHELL)
看到结果不为0了，表示是在子shell里运行了

子shell嵌套

刚才我们是用了一个括号，开启子shell，现在可以开启多个子shell
[root@chaogelinux tmp]# (pwd;echo $BASH_SUBSHELL)
/tmp
1

细心的同学观察下，超哥这里是怎么改动的
[root@chaogelinux tmp]# (pwd;(echo $BASH_SUBSHELL))
/tmp
2

观察到环境变量的数字已经发生了变化，其实是通过两个括号，创建了2个子shell。

shell脚本开发里，经常会使用子shell进行多进程处理。

在我们日常shell命令执行里，很多地方都有用到子shell，如进程列表、协程、管道等。

一个高效的子shell用法是和后台结合使用。

使用sleep命令

sleep 3
sleep将你会话暂停3秒，然后返回shell

不希望sleep卡住会话，将它放在后台

[root@chaogelinux tmp]# sleep 300&
[1] 27520

显示的是后台作业的id号（background job  1），以及后台进程的PID(27520)

[root@chaogelinux tmp]# ps -f
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root     24734 24731  0 09:36 pts/2    00:00:00 -bash
root     27520 24734  0 09:57 pts/2    00:00:00 sleep 300
root     27557 24734  0 09:57 pts/2    00:00:00 ps -f

我们发现是基于bash父shell的24734生成的27520

jobs命令

[root@chaogelinux tmp]# jobs
[1]+  运行中               sleep 300 &
[root@chaogelinux tmp]#

jobs命令可以显示后台作业信息

[root@chaogelinux tmp]# jobs -l
[1]+ 27520 运行中               sleep 300 &

显示pid信息

一旦后台jobs完成，就会显示出结束状态。
[1]+  完成                  sleep 300

进程列表放入后台

先看一个事例

[root@chaogelinux tmp]# (sleep 2;echo $BASH_SUBSHELL;sleep 2)
1
这个案例，会有2秒的暂停，显示数字，表示只有一个子shell，然后又暂停了2秒，最终返回提示符

在看下进程列表，结合后台模式的效果

[root@chaogelinux tmp]# (sleep 2;echo $BASH_SUBSHELL;sleep 2)&
[1] 29308
[root@chaogelinux tmp]# 1

[1]+  完成                  ( sleep 2; echo $BASH_SUBSHELL; sleep 2 )

这样的子shell用法，目的是在于，开辟子shell处理繁琐的工作，同时保证不会让子shell限制终端的使用。

我们会在后面学习结合tar命令进行后台压缩的实用案例。

# 这里注意，tar压缩的时候，会有报警信息，原因是绝对路径的问题，可以忽略，是系统为了保护文件的操作

[root@chaogelinux tmp]# (tar -cf Tmp.tar /tmp;tar -Pcf Home.tar /home)&
[1] 29931

此时可以通过命令检查，父子shell的执行方式

[root@chaogelinux tmp]# ps -ef --forest
root      1830     1  0 9月25 ?       00:00:00 /usr/sbin/sshd -D
root     24731  1830  0 09:36 ?        00:00:00  \_ sshd: root@pts/2
root     24734 24731  0 09:36 pts/2    00:00:00      \_ -bash
root     30337 24734  0 10:28 pts/2    00:00:00          \_ -bash
root     30341 30337 16 10:28 pts/2    00:00:02          |   \_ tar -cf Tmp.tar /tmp
root     30452 24734  1 10:28 pts/2    00:00:00          \_ ps -ef --forest

协程也是在后台创建子shell，然后在子shell中执行命令

# 使用coproc命令
[root@chaogelinux tmp]# coproc sleep 10
[1] 31253
[root@chaogelinux tmp]#
[root@chaogelinux tmp]#
[root@chaogelinux tmp]#
[1]+  完成                  coproc COPROC sleep 10

[root@chaogelinux tmp]# ps -ef --forest
root      1830     1  0 9月25 ?       00:00:00 /usr/sbin/sshd -D
root     24731  1830  0 09:36 ?        00:00:00  \_ sshd: root@pts/2
root     24734 24731  0 09:36 pts/2    00:00:00      \_ -bash
root     31404 24734  0 10:34 pts/2    00:00:00          \_ sleep 10
root     31440 24734  0 10:34 pts/2    00:00:00          \_ ps -ef --forest

协程是将命令放在后台执行，也可以通过jobs命令看到

[root@chaogelinux tmp]# coproc sleep 10
[1] 31610
[root@chaogelinux tmp]# jobs
[1]+  运行中               coproc COPROC sleep 10 &

协程给任务起了个名字，COPROC，也可以自己指定名字

[root@chaogelinux tmp]# coproc Chao_ge_job { sleep 10; }
[1] 31840
[root@chaogelinux tmp]# jobs
[1]+  运行中               coproc Chao_ge_job { sleep 10; } &

通过这种写法，协程的名字指定了，注意扩展语法{ 任务 }花括号里面的空格。

内建命令

这里超哥曾经在15年在上海面试运维的时候，面试官问过这个问题：你知道linux内置命令，外置命令吗？

答：

> >

内置命令：在系统启动时就加载入内存，常驻内存，执行效率更高，但是占用资源

外置命令：用户需要从硬盘中读取程序文件，再读入内存加载

外部命令也称作文件系统命令，存在于bash shell之外的程序，一般存在的路径是

/bin
/usr/bin
/sbin/
/usr/sbin

例如ps就是外部命令

[root@chaogelinux tmp]# which ps
/usr/bin/ps

[root@chaogelinux tmp]# type -a ps
ps 是 /usr/bin/ps

[root@chaogelinux tmp]# ls -l /usr/bin/ps
-rwxr-xr-x 1 root root 100112 10月 19 2019 /usr/bin/ps

外部命令在执行时，会创建一个子进程，我们还是可以通过ps命令查看，进程id号

[root@chaogelinux tmp]# ps -f
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root       750 24734  0 10:45 pts/2    00:00:00 ps -f
root     24734 24731  0 09:36 pts/2    00:00:00 -bash

ps命令是父bash，创建新的进程750执行的。

无论是子进程，还是子shell，我们都可以通过发送signaling信号和其沟通。

内置命令和外置命令的区别，就在于是否会创建子进程去执行。

内置命令和shell编译为一体，是shell的一部分，不需要外部程序文件执行。

还是可以通过type了解命令是否是内建的。

[root@chaogelinux tmp]# type cd
cd 是 shell 内嵌
[root@chaogelinux tmp]# type exit
exit 是 shell 内嵌

因为内置命令不需要衍生子进程执行，也不用打开程序文件，执行速度更快，效率也更高。

查看内置命令

# 该命令列出所有的bash shell可以用的内置命令
[root@web01 ~ 11:33:33]$compgen -b

查看外置命令

除了以上的内置命令，日常使用的大部分命令都是外部命令啦。

可以用type验证下即可。

Linux环境变量

变量的概念，超哥前面已经给大家介绍了。

Linux环境变量可以提升shell使用体验，很多程序和脚本通过环境变量来获取系统信息，存储的临时数据和配置信息。

environment variable的作用是存储有关shell会话和工作环境的信息，因此也称之为环境变量。

它允许你在内存里存储临时数据，便于程序或者shell能够轻松的访问。

bash shell里，环境变量分为两类：

• 全局变量
• 局部变量

全局环境变量对于shell会话和所有的子shell都是可以访问到的。

局部环境变量是只针对创建他们的shell可见。

Linux在bash会话启动时就设定里全局环境变量：

• 系统环境变量，区别在于纯大写字母

• 用户配置的环境变量

  1.查看全局环境变量
  env
  printenv

要想显示某个环境变量的值

[root@web01 ~ 12:02:44]$printenv HOME
/root

# 也可以用echo命令
[root@web01 ~ 12:03:13]$echo $HOME
/root

# 也可以利用变量的值，作为参数使用
[root@web01 ~ 12:04:02]$ls $HOME

# 既然是全局变量，进入子shell，也是可以看到，和父shell是一样的结果
[root@web01 ~ 12:04:53]$bash
[root@web01 ~]# echo $HOME
/root

局部变量只能在定义他们的进程里可见，局部变量无法单独查看，可以用set命令查到所有的环境变量，包含局部变量，全局变量，以及用户自定义变量。

> >

env、printenv、set之间的差异微小

set显示全局变量，局部变量，用户自定义变量，以及按照字母顺序排序

env、printenv命令和set的区别在于不会排序，也不会输出局部变量和自定义变量。

局部用户定义变量

注意，加上引号

自定义的变量，尽量用小写字母，进行和系统变量区分开，防止修改系统变量导致灾难。

[root@web01 ~]# echo $my_name

[root@web01 ~]# my_name="超哥"
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# echo $my_name
超哥

[root@web01 ~]# set |grep my_name
my_name=超哥

局部变量，在父子shell是不可见的

[root@web01 ~]# echo $my_name
超哥
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# bash
[root@web01 ~]# echo $my_name

# 退回父shell
[root@web01 ~]# my_age=18
[root@web01 ~]# echo $my_age
18
[root@web01 ~]# exit
exit
[root@web01 ~]# echo $my_age

想要解决这个问题，就可以设置全局变量来改变这个情况。

[root@web01 ~]# export name='超哥带你学shell'
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# printenv name
超哥带你学shell
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# bash
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# printenv name
超哥带你学shell

通过export命令设置全局变量，在子shell里也都是可见的。

作用域优先级

父shell的环境变量优先级，是高于子shell的，也就是：

• 子shell里修改了全局变量，也不回影响到父shell

通过如下过程，看出子shell不会影响到父shell的变量

1.当前的父shell
[root@web01 ~]# name='我是超哥，这里是全局变量'
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# export name='我是超哥，这里是全局变量'
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# bash
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# name='我是子shell，我也是超哥'
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# printenv name
我是子shell，我也是超哥
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# exit
exit
[root@web01 ~]#
[root@web01 ~]# printenv name
我是超哥，这里是全局变量

2.子shell即使用export也无法修改父shell的变量值

[root@web01 ~]# unset name
[root@web01 ~]# echo $name

要注意的还是，在子shell里删除变量，也不回影响父shell

小技巧，过滤出部分系统的环境变量

[root@web01 ~]# set |grep  '^[A-Z]' |wc -l

查找出部分自定义变量

[root@web01 ~]# set |grep  '^[a-z]'
colors=/root/.dircolors
name=age
dequote ()
quote ()
quote_readline ()

PATH变量的作用，超哥已经在其他章节给大家讲解过了。

登录Linux时，bash shell是默认的shell启动，shell会从5个文件中读取，是否定义了环境变量

• /etc/profile
• $HOME/.bash_profile
• $HOME/.bashrc
• $HOME/.bash_login
• $HOME/.profile

/etc/profile文件是系统上默认的bash主启动文件，每个用户启动都会执行该文件。

该文件利用了for语句，进行配置文件循环读取，遍历执行/etc/profile.d目录下所有的文件

[root@web01 ~]# ls  /etc/profile.d/

刚才说的登录shell，是系统启动，首次登录时启动的shell。

交互式shell，指的是当你手动输入bash指令，进入的子shell，这个称之为交互式shell，提供命令行提示符，用户进行输入命令交互。

如果bash是交互式shell启动的，不会访问/etc/profile，只会检查HOME目录下的.bashrc文件

[root@web01 ~]# cat ~/.bashrc

这个文件有两个作用：

1.执行/etc/bashrc文件

2.为用户提供自定义的命令别名，自定义变量，以及shell函数执行。

说了上面的两种shell，就是因为还存在非交互式shell。

这种形式是用来执行shell脚本，它没有命令行提示符。

[root@web01 ~]# cat hello.sh
#!/bin/bash
echo 'hello'

[root@web01 ~]# bash hello.sh
hello

对于想要设置永久的环境变量，也就是每次开机都能够生效，大多数运维的习惯是写入/etc/profile

但是要注意，如果系统某天升级了，这个文件也会更新，所定制的环境变量也就消失了。

因此正确的操作是

在/etc/profile.d/目录创建.sh文件，在该脚本文件中定义环境变量。