Linux Shell常用技巧詳細教程

一. 特殊文件: /dev/null和/dev/tty

Linux系統提供了兩個對Shell編程非常有用的特殊文件，/dev/null和/dev/tty。

（一）其中/dev/null將會丟掉所有寫入它的數據，換句換說，當程序將數據寫入到此文件時，會認為它已經成功完成寫入數據的操作，但實際上什麼事都沒有做。如果你需要的是命令的退出狀態，而非它的輸出，此功能會非常有用，見如下Shell代碼：
/> vi test_dev_null.sh

#!/bin/bash
if grep hello TestFile > /dev/null
then
echo "Found"
else
echo "NOT Found"
fi
在vi中保存並退出後執行以下命令：
/> chmod +x test_dev_null.sh #使該文件成為可執行文件
/> cat > TestFile
hello my friend
CTRL + D #退出命令行文件編輯狀態
/> ./test_dev_null.sh
Found #這裡並沒有輸出grep命令的執行結果。

將以上Shell腳本做如下修改：

/> vi test_dev_null.sh

#!/bin/bash
if grep hello TestFile
then
echo "Found"
else
echo "NOT Found"
fi
在vi中保存退出後，再次執行該腳本：
/> ./test_dev_null.sh
hello my friend #grep命令的執行結果被輸出了。
Found

（二）下面我們再來看/dev/tty的用途。當程序打開此文件是，Linux會自動將它重定向到一個終端窗口，因此該文件對於讀取人工輸入時特別有用。見如下Shell代碼：
/> vi test_dev_tty.sh

#!/bin/bash
printf "Enter new password: " #提示輸入
stty -echo #關閉自動打印輸入字符的功能
read password < /dev/tty #讀取密碼
printf "\nEnter again: " #換行後提示再輸入一次
read password2 < /dev/tty #再讀取一次以確認
printf "\n" #換行
stty echo #記著打開自動打印輸入字符的功能
echo "Password = " $password #輸出讀入變量
echo "Password2 = " $password2
echo "All Done"

在vi中保存並退出後執行以下命令：
/> chmod +x test_dev_tty.sh #使該文件成為可執行文件
/> ./test_dev_tty
Enter new password: #這裡密碼的輸入被讀入到腳本中的password變量
Enter again: #這裡密碼的輸入被讀入到腳本中的password2變量
Password = hello
Password2 = hello
All Done

二. 簡單的命令跟蹤:

Linux Shell提供了兩種方式來跟蹤Shell腳本中的命令，以幫助我們准確的定位程序中存在的問題。下面的代碼為第一種方式，該方式會將Shell腳本中所有被執行的命令打印到終端，並在命令前加"+"：加號的後面還跟著一個空格。
/> cat > trace_all_command.sh
who | wc -l #這兩條Shell命令將輸出當前Linux服務器登錄的用戶數量
CTRL + D #退出命令行文件編輯狀態
/> chmod +x trace_all_command.sh
/> sh -x ./trace_all_command.sh #Shell執行器的-x選項將打開腳本的執行跟蹤功能。
+ wc -l #被跟蹤的兩條Shell命令
+ who
2 #實際輸出結果。

Linux Shell提供的另一種方式可以只打印部分被執行的Shell命令，該方法在調試較為復雜的腳本時，顯得尤為有用。
/> cat > trace_patial_command.sh
#! /bin/bash
set -x #從該命令之後打開跟蹤功能
echo 1st echo #將被打印輸出的Shell命令
set +x #該Shell命令也將被打印輸出，然而在該命令被執行之

後，所有的命令將不再打印輸出
echo 2nd echo #該Shell命令將不再被打印輸出。
CTRL + D #退出命令行文件編輯狀態
/> chmod +x trace_patial_command.sh
/> ./trace_patial_command.sh
+ echo 1st echo
1st echo
+ set +x
2nd echo

三. 正則表達式基本語法描述:

Linux Shell環境下提供了兩種正則表達式規則，一個是基本正則表達式(BRE)，另一個是擴展正則表達式(ERE)。
下面是這兩種表達式的語法列表，需要注意的是，如果沒有明確指出的Meta字符，其將可同時用於BRE和ERE，否則將僅適用於指定的模式。

正則元字符 模式含義 用例 \ 通常用於關閉其後續字符的特殊意義，恢復其原意。 \(...\)，這裡的括號僅僅表示括號。 . 匹配任何單個字符。 a.b，將匹配abb、acb等 * 匹配它之前的0-n個的單個字符。 a*b，將匹配ab、aab、aaab等。 ^ 匹配緊接著的正則表達式，在行的起始處。 ^ab，將匹配abc、abd等，但是不匹配cab。 $ 匹配緊接著的正則表達式，在行的結尾處。 ab$，將匹配ab、cab等，但是不匹配abc。 [...] 方括號表達式，匹配其內部任何字符。其中-表示連續字符的范圍，^符號置於方括號裡第一個字符則有反向的含義，即匹配不在列表內(方括號)的任何字符。如果想讓]和-表示其原意，需要將其放置在方括號的首字符位置，如[]ab]或[-ab]，如這兩個字符同時存在，則將]放置在首字符位置，-放置在最尾部，如[]ab-]。 [a-bA-Z0-9!]表示所有的大小寫字母，數字和感歎號。[^abc]表示a、b、c之外的所有字符。[Tt]om，可以匹配Tom和tom。 \{n,m\} 區間表達式，匹配在它前面的單個字符重復出現的次數區間，\{n\}表示重復n次；\{n,\}表示至少重復n次；\{n,m\}表示重復n到m次。 ab\{2\}表示abb；ab\{2,\}表示abb、abbb等。ab\{2,4\}表示abb、abbb和abbbb。 \(...\) 將圓括號之間的模式存儲在特殊“保留空間”。最多可以將9個獨立的子模式存儲在單個模式中。匹配於子模式的文本，可以通過轉義序列\1到\9，被重復使用在相同模式裡。 \(ab\).*\1表示ab組合出現兩次，兩次之間可存在任何數目的任何字符，如abcdab、abab等。 {n,m}(ERE) 其功能等同於上面的\{n,m\}，只是不再寫\轉義符了。 ab+匹配ab、abbb等，但是不匹配a。 +(ERE) 和前面的星號相比，+匹配的是前面正則表達式的1-n個實例。 ?(ERE) 匹配前面正則表達式的0個或1個。 ab?僅匹配a或ab。 |(ERE) 匹配於|符號前後的正則表達式。 (ab|cd)匹配ab或cd。 [:alpha:] 匹配字母字符。 [[:alpha:]!]ab$匹配cab、dab和!ab。 [:alnum:] 匹配字母和數字字符。 [[:alnum:]]ab$匹配1ab、aab。 [:blank:] 匹配空格(space)和Tab字符。 [[:alnum:]]ab$匹配1ab、aab。 [:cntrl:] 匹配控制字符。 [:digit:] 匹配數字字符。 [:graph:] 匹配非空格字符。 [:lower:] 匹配小寫字母字符。 [:upper:] 匹配大寫字母字符。 [:punct:] 匹配標點字符。 [:space:] 匹配空白(whitespace)字符。 [:xdigit:] 匹配十六進制數字。 \w 匹配任何字母和數字組成的字符，等同於[[:alnum:]_] \W 匹配任何非字母和數字組成的字符，等同於[^[:alnum:]_] \<\> 匹配單詞的起始和結尾。 \<read匹配readme，me\>匹配readme。

下面的列表給出了Linux Shell中常用的工具或命令分別支持的正則表達式的類型。

grep sed vi egrep awk BRE * * * ERE * *

四. 使用cut命令選定字段:

cut命令是用來剪下文本文件裡的數據，文本文件可以是字段類型或是字符類型。下面給出應用實例：
/> cat /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
... ...
/> cut -d : -f 1,5 /etc/passwd #-d後面的冒號表示字段之間的分隔符，

-f表示取分割後的哪些字段
root:root #這裡取出的是第一個和第五個字段。
bin:bin
daemon:daemon
adm:adm
... ...
/> cut -d: -f 3- /etc/passwd #從第三個字段開始顯示，直到最後一個字段。
0:0:root:/root:/bin/bash
1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
... ...
這裡需要進一步說明的是，使用cut命令還可以剪切以字符數量為標量的部分字符，該功能通過-c選項實現，其不能與-d選項共存。
/> cut -c 1-4 /etc/passwd #取每行的前1-4個字符。
/> cut -c-4 /etc/passwd #取每行的前4個字符。
root
bin:
daem
adm:
... ...
/> cut -c4- /etc/passwd #取每行的第4個到最後字符。
t:x:0:0:root:/root:/bin/bash
:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
mon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
... ...
/> cut -c1,4 /etc/passwd #取每行的第一個和第四個字符。
rt
b:
dm
a:
... ...
/> cut -c1-4,5 /etc/passwd #取每行的1-4和第5個字符。


五. 計算行數、字數以及字符數:

Linux提供了一個簡單的工具wc用於完成該功能，見如下用例：
/> echo This is a test of the emergency broadcast system | wc
1 9 49 #1行，9個單詞，49個字符
/> echo Testing one two three | wc -c
22 #22個字符
/> echo Testing one two three | wc -l
1 #1行
/> echo Testing one two three | wc -w
4 #4個單詞
/> wc /etc/passwd /etc/group #計算兩個文件裡的數據。
39 71 933 /etc/passwd
62 62 906 /etc/group
101 133 2839 總用量

六. 提取開頭或結尾數行:

有時，你會需要從文本文件裡把幾行字，多半是靠近開頭或結尾的幾行提取出來。如查看工作日志等操作。Linux Shell提供head和tail兩個命令來完成此項工作。見如下用例：
/> head -n 5 /etc/passwd #顯示輸入文件的前五行。
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin

/> tail -n 5 /etc/passwd #顯示輸入文件的最後五行。
sshd:x:74:74:Privilege-separated SSH:/var/empty/sshd:/sbin/nologin
mysql:x:27:27:MySQL Server:/var/lib/mysql:/bin/bash
pulse:x:496:494:PulseAudio System Daemon:/var/run/pulse:/sbin/nologin
gdm:x:42:42::/var/lib/gdm:/sbin/nologin
stephen:x:500:500:stephen:/home/stephen:/bin/bash
如果使用者想查看不間斷增長的日志(如服務程序輸出的)，可以使用tail的-f選項，這樣可以讓tail命令不會自動退出，必須通過CTRL+C命令強制退出，因此該選項不適合用於Shell腳本中，見如下用例：
/> tail -f -n 5 my_server_log
... ...
^C #CTRL+C退出到命令行提示符狀態。