1.2 Shell的基本概念

Shell是Linux操作系统指令集的概称，是属于操作系统层面的、基于指令集的人机交互界面的脚本级程序运行环境。

Shell是一种操作系统的应用级脚本。Shell脚本提供了一个人机交互界面，用户通过该界面访问可操作系统内核的服务。

1．初识Shell脚本

计算机只能理解由0和1组成的二进制语言。

早期计算机通过二进制语言来执行指令。二进制语言对人类来说难以理解，读、写都很不友好。后来，操作系统里提供了一种叫作Shell的特殊程序，Shell接收英文格式（大多数情况下是英文）指令，如果指令有效，就会被传递给内核，并执行一系列操作。

Shell是用户和Linux内核沟通的“桥梁”，用户的大部分工作是通过Shell完成的。Shell既是一种指令语言，又是一种脚本设计语言。作为指令语言，它交互式地解释和执行用户输入的指令；作为脚本设计语言，它定义了各种变量和参数，并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构，包括循环和分支。

Shell脚本不是Linux内核的一部分，但它调用了系统核心的大部分功能来执行脚本、建立文件，并以并行的方式协调各个脚本的运行。因此，对用户来说，Shell脚本是重要的实用脚本，深入了解和熟练掌握Shell脚本的特性及其使用方法，是用好Linux的关键。实际上，Shell可被看作一个提供给用户用来交互的软件，它可以通过标准输入设备（通常是键盘）或者文件读取指令，并且解释执行用户的指令。

用户与Shell交互的过程如图1-1所示。

图1-1 用户与Shell交互的过程

Shell通过系统调用来执行脚本，如创建文件等。Linux中包含各种不同版本的Shell，查看当前操作系统支持哪些Shell类型，代码如下。

[root@laohan_httpd_server ~]# cat /etc/Shells
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/bin/bash

查看当前操作系统默认使用的Shell类型，代码如下。

1 [root@laohan_httpd_server ~]# echo $SHELL
2 /bin/bash
3 [root@laohan_httpd_server ~]#

从上述代码第2行中可以看到，当前操作系统默认使用的Shell类型是Bash程序。

2．Shell脚本执行方式

Shell脚本有如下两种执行方式。

（1）交互式（Interactive）。Shell解释器执行用户输入的指令，用户输入一条指令，Shell解释器执行一条。

[root@laohan-Shell-1 ~]# date
2019年12月 06日星期五 15:27:39 CST
[root@laohan-Shell-1 ~]# whoami
root
[root@laohan-Shell-1 ~]# echo "我的名字是老韩" 
我的名字是老韩

上述代码中，用户输入的指令会逐条执行，结果会输出到当前终端（显示器）。

（2）批处理。用户可事先写一个Shell脚本（Script）文件，脚本文件中有很多条指令，Shell解释器可以一次性把这些指令执行完毕，并将指令运行状态返回给用户。

1 [root@laohan-Shell-1 chapter-1]# cat multi-command.sh
2 uname -n
3 current_date=$(date +%F-%T)
4 echo $current_date
5 whoami
6 echo
7 echo "我的名字是老韩"
8 echo $?

上述代码第2～8行会依次执行，输出结果如下。

[root@laohan-Shell-1 chapter-1]# bash multi-command.sh
laohan-Shell-1
2019-12-06-15:29:43
root

我的名字是老韩
0

3．Shell脚本的局限性

Shell只定义了一种非常简单的编程语言，如果脚本复杂度较大，或者要操作的数据结构比较复杂，建议使用Python等其他编程语言解决对应的问题。

建议根据不同的使用场景有选择性地使用不同的编程语言。因为Shell在处理复杂的业务逻辑（如前后端数据交互）方面的能力很弱，此时建议使用Python脚本进行处理，Shell脚本的局限性如下。

● Shell脚本中函数只能返回字符串，无法返回数组。

● Shell脚本不支持面向对象，无法实现一些优雅的设计模式。

● Shell脚本是解释型语言，边解释边执行。如果脚本包含错误（如调用了不存在的函数），只要没调用函数代码库，系统就不会报错。