Что такое shell в linux. Командная оболочка в UNIX. Операторы while и until

Tutorial

Зачем и для кого статья?

Изначально это была памятка для студентов, которые начинают работать с unix-подобными системами. Иными словами, статья рассчитана на тех, кто не имеет предыдущего опыта работы в unix-овой командной строке, но по тем или иным причинам хочет или должен научиться эффективно с нею взаимодействовать.

Здесь не будет пересказа манов (документации), и статья никак не отменяет и не заменяет их чтение. Вместо этого я расскажу о главных вещах (командах, приемах и принципах), которые надо осознать с самого начала работы в unix shell-е, чтобы работа происходила эффективно и приятно.

Статья касается полноценных unix-подобных окружений, с полнофункциональным шеллом (предпочтительно zsh или bash)и достаточно широким набором стандартных программ.

Что такое шелл

Shell (шелл, он же «командная строка», он же CLI, он же «консоль», он же «терминал», он же «черное окошко с белыми буковками») -- это текстовый интерфейс общения с операционной системой (ну, строго говря, это программа , которая таковой интерфейс обеспечивает, но сейчас это различие несущественно).

В целом работа через шелл выглядит так: пользователь (т.е. вы) с клавиатуры вводит команду, нажимает Enter, система выполняет команду, пишет на экран результат выполнения, и снова ожидает ввода следующей команды.

Типичный вид шелла:

Шелл - это основной способ для взаимодействия со всеми Unix-подобными серверными системами.

Где встречаются системы с командной строкой?

Где вас может поджидать unix-овый шелл, популярные варианты:

MacOS (bash);
удаленный доступ на сервер по работе или для личного веб-проекта;
домашний файл-сервер с удаленным доступом;
Ubuntu, PC-BSD на ноутбуке/десктопе - unix-подобные системы сегодня просты в установке и использовании.

Какие задачи разумно решать шеллом?

Естественные задачи, для которых шелл пригоден, полезен и незаменим:

интерактивная работа в терминале:
- выполнение компиляции, запуск заданий через make;
- сравнение текстовых файлов;
- быстрый ad-hoc анализ данных (количество уникальных ip в логе, распределение записей по часам/минутам и т.п.);
- разовые массовые действия (прибить много процессов; если работаете с системой контроля версий - ревертнуть или зарезолвить кучу файлов);
- диагностика происходящего в системе (семафоры, локи, процессы, дескрипторы, место на диске и т.п.);
скриптование:
- установочные скрипты, для выполнения которых нельзя рассчитывать на наличие других интерпретаторов - это не для новичков;
- функции для кастомизации интерактивного шелла (влияющие на приглашение, меняющие каталог, устанавливающие переменные окружения) - тоже не совсем для новичков;
- одноразовые скрипты типа массового перекодирования файлов;
- makefile-ы.

Абсолютно первые шаги

Начинаем работу: войти и выйти

Убедитесь, что точно знаете, как запустить шелл и как из него выйти.

Если вы работаете за машиной, на которой установлена Ubuntu, вам надо запустить программу Terminal. По окончании работы можно просто закрыть окно.

На MacOS - тоже запустить Terminal.

Для доступа к удаленному серверу - воспользоваться ssh (если локально у вас MacOS, Ubuntu или другая unix-like система) или putty (если у вас Windows).

Кто я, где я?

Выполните следующие команды:

hostname - выводит имя машины (сервера), на которой вы сейчас находитесь;
whoami - выводит ваш логин (ваше имя в системе);
tree -d / |less - псевдографическое изображение дерева каталогов на машине; выход из пролистывания - q ;
pwd - выводит каталог, в котором вы сейчас находитесь; в командной строке вы не можете быть «просто так», вы обязательно находитесь в каком-то каталоге (=текущий каталог, рабочий каталог). Вероятно, текущий рабочий каталог выводится у вас в приглашении (prompt).
ls - список файлов в текущем каталоге; ls /home - список файлов в указанном каталоге;

История команд (history)

Важное свойство полноценной командной строки - история команд.

Выполните несколько команд: hostname , ls , pwd , whoami . Теперь нажмите клавишу «вверх». В строке ввода появилась предыдущая команда. Клавишами «вверх» и «вниз» можно перемещаться вперед и назад по истории. Когда долистаете до hostname , нажмите Enter - команда выполнится еще раз.

Команды из истории можно не просто выполнять повторно, а еще и редактировать. Долистайте историю до команды ls , добавьте к ней ключ -l (получилось ls -l , перед минусом пробел есть, а после - нет). Нажмите Enter - выполнится модифицированная команда.

Пролистывание истории, редактирование и повторное выполнение команд - самые типичные действия при работе в командной строке, привыкайте.

Copy-paste

Командная строка очень текстоцентрична: команды - это текст, входные данные для большинства стандартных программ - текст, результат работы - чаще всего тоже текст.

Прекрасной особенностью текста является то, что его можно копировать и вставлять, это верно и для командной строки.

Попробуйте выполнить команду date +"%y-%m-%d, %A"
Вводили ли вы ее целиком руками или скопировали из статьи? Убедитесь, что вы можете ее скопировать, вставить в терминал и выполнить.

После того, как научитесь пользоваться man "ом, убедитесь, что можете скопировать и выполнить примеры команд из справки. Для проверки найдите в справке по программе date раздел EXAMPLES , скопируйте и выполните первый приведенный пример (на всякий случай: знак доллара не является частью команды, это условное изображение приглашения к вводу).

Как именно копировать текст из терминала и вставлять его в терминал - зависит от вашей системы и от ее настроек, поэтому дать универсальную инструкцию, к сожалению, не получится. На Ubuntu попробуйте так: копирование - просто выделение мышью, вставка - средняя кнопка мыши. Если не работает, или если у вас другая система - поищите в Интернете или спросите более опытных знакомых.

Ключи и опции

При исследовании истории команд вы уже столкнулись с тем, что у команды ls есть по крайней мере два варианта. Если вызвать ее просто так, она выводит простой список:

Akira@latitude-e7240: ~/shell-survival-quide> ls Makefile shell-first-steps.md shell-first-steps.pdf shell-survival-quide.md shell-survival-quide.pdf
Если же добавить ключ -l , к каждому файлу выводится подробная информация:

Akira@latitude-e7240: ~/shell-survival-quide> ls -l total 332 -rw-rw-r-- 1 akira akira 198 Feb 13 11:48 Makefile -rw-rw-r-- 1 akira akira 15107 Feb 14 22:26 shell-first-steps.md -rw-rw-r-- 1 akira akira 146226 Feb 13 11:49 shell-first-steps.pdf -rw-rw-r-- 1 akira akira 16626 Feb 13 11:45 shell-survival-quide.md -rw-rw-r-- 1 akira akira 146203 Feb 13 11:35 shell-survival-quide.pdf
Это очень типичная ситуация: если к вызову команды добавлять специальные модификаторы (ключи, опции, параметры), поведение команды меняется. Сравните: tree / и tree -d / , hostname и hostname -f .

Кроме того, команды могут принимать в качестве параметров имена файлов, каталогов или просто текстовые строки. Попробуйте:

Ls -ld /home ls -l /home grep root /etc/passwd

man

man - справка по командам и программам, доступным на вашей машине, а также по системным вызовам и стандартной библиотеке C.

Попробуйте: man grep , man atoi , man chdir , man man .

Пролистывание вперед и назад делается кнопками «вверх», «вниз», «PageUp», «PageDown», выход из просмотра справки - кнопкой q . Поиск определенного текста в справочной статье: нажимите / (прямой слеш), введите текст для поиска, нажимите Enter. Перемещение к следующим вхождениям - клавиша n .

Все справочные статьи делятся на категории. Самые важные:

1 - исполняемые программы и шелльные команды (wc , ls , pwd и т.п.);
2 - системные вызовы (fork , dup2 и т.п.)
3 - библиотечные функции (printf , scanf , cos , exec).

Указывать, из какой именно категории надо показать справку, нужно в случаях совпадений имен. Например, man 3 printf описывает функцию из стандартной библиотеки C, а man 1 printf - консольную программу с таким же именем.

Посмотреть список всех доступных на машине справочных статей можно с помощью команды man -k . (точка - тоже часть комады).

less

Когда в небольшом окне терминала надо просмотреть очень длинный текст (содержимое какого-то файла, длинный man и т.п.), используют специальные программы-«пейджеры» (от слова page/страница, то есть постраничные листатели). Самый популярный листатель - less , и именно он обеспечивает вам пролистывание, когда вы читаете man-ы.

Попробуйте и сравните поведение:

Cat /etc/bash.bashrc cat /etc/bash.bashrc |less

Можно передать файл в пролистыватель сразу в параметрах:

Less /etc/bash.bashrc

Пролистывание вверхи и вниз - кнопки «вверх», «вниз», «PageUp», «PageDown», выход - кнопка q . Поиск определенного текста: нажимите / (прямой слеш), введите текст для поиска, нажимите Enter. Перемещение к следующим вхождениям - клавиша n . (Узнаете инструкцию про man ? Ничего удивительного, для вывода справки тоже используется less .)

Права

С любым файлом или каталогом связан набор «прав»: право на чтение файла, право на запись в файл, право исполнять файл. Все пользователи делятся на три категории: владелец файла, группа владельца файла, все прочие пользователи.

Посмотреть права на файл можно с помощью ls -l . Например:

> ls -l Makefile -rw-r--r-- 1 akira students 198 Feb 13 11:48 Makefile
Этот вывод означает, что владельцу (akira) можно читать и писать файл, группе (students) - только читать, всем прочим пользователя - тоже только читать.

Если при работе вы получаете сообщение permission denied , это значит, что у вас недостаточно правна объект, с которым вы хотели работать.

Подробнее читайте в man chmod .

STDIN, STDOUT, конвейеры (пайпы)

С каждой исполняющейся программой связаны 3 стандартных потока данных: поток входных данных STDIN , поток выходных данных STDOUT , поток для вывода ошибок STDERR .

Запустите программу wc , введите текст Good day today , нажмите Enter, введтие текст good day , нажмите Enter, нажмите Ctrl+d. Программа wc покажет статистику по количеству букв, слов и строк в вашем тексте и завершится:

> wc good day today good day 2 5 24
В данном случае вы подали в STDIN программы двухстрочный текст, а в STDOUT получили три числа.

Теперь запустите команду head -n3 /etc/passwd , должно получиться примерно так:

> head -n3 /etc/passwd root:x:0:0:root:/root:/bin/bash daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin
В этом случае программа head ничего не читала из STDIN , а в STDOUT написала три строки.

Можно представить себе так: программа - это труба, в которую втекает STDIN , а вытекает STDOUT .

Важнейшее свойство юниксовой командной строки состоит в том, что программы-«трубы» можно соединять между собой: выход (STDOUT) одной программы передавать в качестве входных данных (STDIN) другой программе.

Такая конструкция из соединенных программ называется по-английски pipe (труба), по-русски - конвейер или пайп.

Объединение программ в конвейер делается символом | (вертикальная черта)

Выполните команду head -n3 /etc/passwd |wc , получится примерно следующее:

> head -n3 /etc/passwd |wc 3 3 117
Произошло вот что: программа head выдала в STDOUT три строки текста, которые сразу же попали на вход программе wc , которая в свою очередь подсчитала количество символов, слов и строк в полученном тексте.

В конвейер можно объединять сколько угодно программ. Например, можно добавить к предыдущему конвейеру еще одну программу wc , которая подсчитает, сколько слов и букв было в выводе первой wc:

> head -n3 /etc/passwd |wc |wc 1 3 24

Составление конвейеров (пайпов) - очень частое дело при работе в командной строке. Пример того, как это делается на практике, читайте в разделе «Составление конвейера-однострочника».

Перенаправление ввода-вывода

Вывод (STDOUT) програмы можно не только передать другой программе по конвейеру, но и просто записать в файл. Такое перенаправление делается с помощью > (знак «больше»):

Date > /tmp/today.txt
В результате выполнения этой команды на диске появится файл /tmp/today.txt . Посмотрите его содержимое с помощью cat /tmp/today.txt

Если файл с таким именем уже существовал, его старое содержимое будет уничтожено. Если файл не существовал, он будет создан. Каталог, в котором создается файл, должен существовать до выполнения команды.

Если надо не перезаписать файл, а добавить вывод в его конец, используйте >> :

Date >> /tmp/today.txt
Проверьте, что теперь записано в файле.

Кроме того, программе можно вместо STDIN передать любой файл. Попробуйте:

Что делать, когда что-то непонятно

Если вы сталкиваетесь с поведением системы, которое не понимаете, или хотите добиться определенного результата, но не знаете, как именно, советую действовать в следующем порядке (кстати, это относится не только к шеллам):

насколько возможно четко сформулируйте вопрос или задачу - нет ничего сложнее, чем решать «то, не знаю что»;
вспомните, сталкивались ли вы уже с такой же или подобной проблемой - в этом случае стоит попробовать решение, которое сработало в прошлый раз;
почитайте подходящие man-ы (если понимаете, какие man-ы подходят в вашем случае) - возможно, вы найдете подходящие примеры использования команд, нужные опции или ссылки на другие команды;
подумайте: нельзя ли немного поменять задачу? - возможно, чуть-чуть изменив условия, вы получите задачу, которую уже умеете решать;
задайте свой четко сформулированный вопрос в поисковой системе - возможно, ответ найдется на Stack Overflow или других сайтах;

Если ничего из перечисленного не помогло - обратитесь за советом к преподавателю, опытному коллеге или товарищу. И не бойтесь задавать «глупые» вопросы - не стыдно не знать, стыдно не спрашивать.

Если вы разобрались со сложной проблемой (самостоятельно, с помощью Интернета или других людей) -- запишите свое решение на случай, если такая же проблема снова возникнет у вас или ваших товарищей. Записывать можно в простой текстовый файл, в Evernote, публиковать в соц.сетях.

Методы работы

Скопировать-и-вставить - из man-ов, из статей на StackOverflow и т.п.Командная строка состоит из текста, пользуйтесь этим: копируйте и используйте примеры команд,записывайте удачные находки на память, публикуйте их в твиттерах и блогах.

Вытащить из истории предыдущую команду, добавить в конвейер еще одну команду, запустить, повторить .См. также раздел «Составление конвейера-однострочника».

Базовые команды

переход в другой каталог: cd ;
просмотр содержимого файлов: саt , less , head , tail ;
манипуляции с файлами: cp , mv , rm ;
просмотр содержимого каталогов: ls , ls -l , ls -lS ;
структура каталогов: tree , tree -d (можно передать в качестве параметра каталог);
поиск файлов: find . -name ... ;

Аналитика

wc , wc -l ;
sort -k - сортировка по указанному полю;
sort -n - числовая соритровка;
diff - сравнение файлов;
grep , grep -v , grep -w , grep "\" , grep -E - поиск текста;
uniq , uniq -c - уникализация строк;
awk - в варианте awk "{print $1}" , чтобы оставить только первое поле из каждой строки, $1 можно менять на $2 , $3 и т.д.;

Диагностика системы

ps axuww - информация о процессах (запущенных программах), работающих на машине;
top - интерактивный просмотр самых ресурсоемких процессов;
df - занятое и свободное место на диске;
du - суммарный размер файлов в каталоге (рекурсивно с подкаталогами);
strace , ktrace - какие системные вызовы выполняет процесс;
lsof - какие файлы использует процесс;
netstat -na , netstat -nap - какие порты и сокеты открыты в системе.

Некоторых программ у вас может не быть, их надо установить дополнительно. Кроме того, некоторые опции этих программ доступны только привилегированным пользователям (root "у).

Массовое и полуавтоматическое выполнение

На первых порах пропускайте этот раздел, эти команды и конструкции понадобятся вам тогда, когда доберетесь до несложного шелльного скриптинга.

test - проврека условий;
while read - цикл по строчкам STDIN ;
xargs - подстановка строк из STDIN в параметры указанной программе;
seq - генерация последовательностей натуральных чисел;
() - объединить вывод нескольких команд;
; - выполнить одно за другим;
&& - выполнить при условии успешного завершения первой команды;
|| - выполнить при условии неудачного завершения первой команды;
tee - продублировать вывод программы в STDOUT и в файл на диске.

Разное

date - текущая дата;
curl - скачивает документ по указаному url и пишет результат на STDOUT ;
touch - обновить дату модификации файла;
kill - послать процессу сигнал;
true - ничего не делает, возвращает истину, полезна для организации вечных циклов;
sudo - выполнить команду от имени root "а.

Составление конвейера-однострочника

Давайте рассмотрим пример реальной задачи: требуется прибить все процессы task-6-server , запущенные от имени текущего пользователя.

Шаг 1.
Понять, какая программа выдает примерно нужные данные, хотя бы и не в чистом виде. Для нашей задачи стоит получить список всех процессов в системе: ps axuww . Запустить.

Шаг 2.
Посмотреть на полученные данные глазами, придумать фильтр, который выкинет часть ненужных данных. Часто это grep или grep -v . Клавишей «Вверх» вытащить из истории предыдущую команду, приписать к ней придуманный фильтр, запустить.

Ps axuww |grep `whoami`
- только процессы текущего пользователя.

Шаг 3.
Повторять пункт 2, пока не получатся чистые нужные данные.

"
- все процессы с нужным именем (плюс, может быть, лишние вроде vim task-6-server.c и т.п.),

Ps axuww |grep `whoami` | grep "\" | grep -v vim |grep -v less |awk "{print $2}"

Pid-ы нужных процессов, п. 3 выполнен

Шаг 4.
Применить подходящий финальный обработчик. Клавишей «Вверх» вытаскиваем из истории предыдущую команду и добавляем обработку, которая завершит решение задачи:

|wc -l чтобы посчитать количество процессов;
>pids чтобы записать pid-ы в файл;
|xargs kill -9 убить процессы.

Задания для тренировки

Хотите попрактиковаться в новых умениях? Попробуйте выполнить следующие задания:

получите список всех файлов и каталогов в вашем домашнем каталоге;
получите список всех man -статей из категории 2 (системные вызовы);
посчитайте, сколько раз в man-е по программе grep встречается слово grep;
посчитайте, сколько процессов запущено в данный момент от имени пользователя root ;
найдите, какая команда встречается в максимальном количестве категорий справки (man);
подсчитайте, сколько раз встречается слово var на странице ya.ru .

Подсказка: вам понадобится find , grep -o , awk "{print $1}" , регулярные выражения в grep , curl -s .

Что изучать дальше?

Если командная строка начинает вам нравиться, не останавливайтесь, продолжайте совершенствовать свои навыки.

Вот некоторые программы, которые определенно вам пригодятся, если вы будете жить в командной строке:

find со сложными опциями
apropos
locate
telnet
netcat
tcpdump
rsync
screen
zgrep , zless
visudo
crontab -e
sendmail

Кроме того, со временем стоит освоить какой-нибудь скриптовый язык,например, perl или python , или даже их оба.

Кому это надо?

А стоит ли вообще изучать сегодня командную строку и шелльный скриптинг? Определенно стоит. Приведу только несколько примеров из требований Facebook к кандидатам, которые хотят поступить на работу в FB.

Командный интерпретатор

Для обеспечения интерфейса командной строки в ОС часто используются командные интерпретаторы, которые могут представлять собой самостоятельные языки программирования, с собственным синтаксисом и отличительными функциональными возможностями.

В операционные системы Windows 9x включён командный интерпретатор command.com , в Windows NT включён командных оболочек UNIX популярны csh, ksh и другие.

Как правило, при низкоуровневой настройке ОС у пользователя есть возможность менять командный интерпретатор, используемый по умолчанию.

Функции

Командный интерпретатор исполняет команды своего языка, заданные в командной строке или поступающие из стандартного ввода или указанного файла .

В качестве команд интерпретируются вызовы системных или прикладных утилит , а также управляющие конструкции. Кроме того, оболочка отвечает за раскрытие шаблонов имен файлов и за перенаправление и связывание ввода-вывода утилит.

В совокупности с набором утилит, оболочка представляет собой операционную среду , полноценный язык программирования и мощное средство решения как системных, так и некоторых прикладных задач, в особенности, автоматизации часто выполняемых последовательностей команд.

Стандартный командный интерпретатор

Реализации и доступность

Альтернативы

Наряду со стандартными, в открытых ОС применяются также альтернативные оболочки tcsh, отличающиеся синтаксисом управляющих конструкций и поведением переменных.

Некоторые альтернативные ОС поставляются с интерпретаторами собственных языков командных файлов (такими, как язык командных файлов ОС Microsoft Windows NT, язык OS/2 и т. п.)

Некоторые предпочитают пользоваться для автоматизации часто выполняемых последовательностей команд новыми интерпретируемыми языками, например, Python.

Графическая оболочка

Графические оболочки для OC Windows

Последние версии ОС Windows используют в качестве своей оболочки интегрированную среду Проводника Windows . Проводник Windows представляет собой визуальную среду управления включающую в себя Рабочий стол, Меню пуск, Панель задач, а также функции управления файлами. Ранние версии ОС Windows 3.xx в качестве графической оболочки включают менеджер программ.

Многие сторонние разработчики предлагают альтернативные среды, которые могут быть использованы вместо оболочки проводника, включенной по умолчанию компанией Microsoft в систему Windows.

Aston shell
BB4Win
BBlean
Cairo (Under Development)
Chroma
Emerge Desktop
Geoshell
Packard Bell Navigator
Program Manager
Secure Desktop
SharpE
Talisman Desktop
WinStep
Microsoft Bob

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Командная оболочка" в других словарях:

- (англ. Unix shell, часто просто «шелл» или «sh») командный интерпретатор, используемый в операционных системах семейства UNIX, в котором пользова … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Wish. wish (Windowing Shell) это простая сценарная или интерактивная командная оболочка UNIX для X Window System и Mac OS X. Она предоставляет пользователям возможность контролировать компоненты… … Википедия

- … Википедия

Сюда перенаправляется запрос Интерпретатор командной строки. На тему «Интерпретатор командной строки» нужна отдельная статья. Внешний вид оболочки (англ. Co … Википедия

Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

Командная оболочка UNIX (англ. Unix shell, часто просто «шелл» или «sh») командный интерпретатор, используемый в операционных системах семейства POSIX совместимые оболочки, восходящие к Bourne shell, появившемуся в Unix Version 7. Содержание 1… … Википедия

Книги

Сценарии командной оболочки. Linux, OS X и Unix. Руководство , Тейлор Дейв. Сценарии командной оболочки помогают системным администраторам и программистам автоматизировать рутинные задачи с тех самых пор, как появились первые компьютеры. С момента выхода первого…

Что такое shell и зачем он нужен

Командная оболочка в любых unix-подобных системах, к которым относится и GNU/Linux, является обычной программой, запускаемой как в текстовой консоли (которая используется всё реже), так и в графической среде – в окне эмулятора терминала, доступного в любой Linux-системе.

Ее задача проста и очевидна: принять строку (или строки) ввода, произвести их синтаксический анализ и на основе результатов этого анализа отреагировать соответствующим образом – выполнить команду, запустить программу, вывести диагностическое сообщение и т.п.

Почти во всех дистрибутивах Linux для пользователей по умолчанию назначается командная оболочка bash (Bourne Again SHell – ещё одна командная оболочка Бурна; Стив Бурн – автор первой командной оболочки в Unix – sh). Фактически она стала неофициальным стандартом, и усовершенствование ее функциональных возможностей продолжается непрерывно. Существуют и другие командные оболочки – tcsh (версия C-shell), ksh (Korn Shell), zsh и т.д. – у каждой есть свои достоинства и недостатки, а также свои группы поклонников. Тем не менее, bash более привычна широким массам пользователей с различными уровнями подготовки, потому я и остановил свой выбор на ней. Стоит также отметить, что какими бы возможностями ни обладали различные оболочки, все они совместимы со своим идеологическим прародителем – Bourn Shell (sh). Иными словами, скрипт, написанный для sh, будет корректно работать в любой современной оболочке (обратно, вообще говоря, неверно).

Преимущества командной строки

Может возникнуть вопрос: зачем возиться с командной строкой, если существуют удобные и красивые графические интерфейсы? Тому есть множество причин. Во-первых, далеко не все операции удобнее и быстрее выполнять с помощью графического интерфейса. Во-вторых, каждая программа следует основополагающему принципу Unix-систем: делать чётко определённую работу и делать её хорошо. Иными словами, вы всегда понимаете, что происходит при запуске той или иной утилиты (если что-то не вполне понятно, то следует обратиться к man-руководству). В-третьих, осваивая команды, пробуя их сочетания и комбинации их параметров, пользователь изучает систему, приобретая ценный практический опыт. Вы получаете доступ к таким эффективным инструментам, как конвейеры, позволяющие организовать цепочку команд для обработки данных, средства перенаправления ввода/вывода, а кроме того, можете программировать непосредственно в командной оболочке. Пожалуй, на программировании стоит остановиться подробнее, тем более что многие системные сценарии в Linux (например, скрипты запуска системных сервисов) написаны для shell.

Командная оболочка в качестве языка программирования

Итак, командную оболочку можно рассматривать как язык программирования и как программную среду выполнения одновременно. Разумеется, этот язык не компилируемый, а интерпретируемый. Он допускает использование переменных: системных или собственных. Последовательность выполнения команд программы изменяется с помощью конструкций проверки условия и выбора соответствующего варианта: if-then-else и case. Циклы while, until и for позволяют автоматизировать многократно повторяющиеся действия. Имеется возможность объединять группы команд в логические блоки. Вы можете даже писать настоящие функции с передачей в них параметров. Таким образом, налицо все признаки и характеристики полноценного языка программирования. Попробуем извлечь из этого двойную пользу – наряду с изучением основ программирования автоматизируем свою повседневную работу.

Hello, World! Простая система резервного копирования

О необходимости регулярного резервного копирования данных знают все, но у пользователей вечно не хватает времени на эту скучную операцию. Выход прост – организовать автоматическое создание резервных копий. Это и будет нашим первым заданием по программированию в командной оболочке.

#!/bin/bash # # Резервное копирование каталогов и файлов из домашнего каталога # Этот командный скрипт можно автоматически запускать при помощи cron # cd $HOME if [ ! -d archives ] then mkdir archives fi cur_date=`date +%Y%m%d%H%M` if [ $# -eq 0 ] ; then tar czf archive${cur_date}.tar.gz projects bin else tar czf archive${cur_date}.tar.gz $* fi if [ $? = 0 ] ; then mv archive${cur_date}.tar.gz $HOME/archives echo "$cur_date – Резервное копирование успешно завершено." else echo "$cur_date – ОШИБКА во время резервного копирования." fi

Любой командный сценарий (script – скрипт, так называются программы командной оболочки) начинается со строки идентификатора, в которой явно задаётся интерпретатор команд с указанием полного пути к нему. Полный путь – последовательное перечисление всех каталогов, начиная с корневого, в которые надо войти, чтобы добраться до целевого файла, и, разумеется, имя этого файла. Запись полного пути чрезвычайно важна для однозначной идентификации каждого файла в иерархии файловой системы.

Далее следуют четыре строки комментариев. Как только командная оболочка встречает символ "#", она считает все последующие символы комментариями и полностью игнорирует их до конца текущей строки. Поэтому комментарий можно начать не с самого начала строки, а сопроводить им какую-либо команду.

После комментариев располагается пустая строка. Для командной оболочки она ничего не значит, и никаких действий не производится. В сценариях пустые строки обычно вставляют для того, чтобы обеспечить удобство чтения программного кода.

Наконец-то мы добрались до первой «настоящей» команды. Она позволяет сменить каталог (Change Directory), т.е. перейти из текущего каталога в другой, переданный команде как аргумент. В большинстве случаев целевой каталог задаётся в явной форме, например, cd /tmp или cd projects, но в нашем случае используется предопределённая системная переменная HOME – в ней содержится полный путь к домашнему каталогу текущего пользователя, от имени которого выполняется командный сценарий. Тем самым мы избавляемся от необходимости вносить изменения в код всякий раз при смене пользователя, потому что команда возвращает любого в его личный каталог. Знак доллара "$" перед именем переменной означает, что необходимо извлечь значение, содержащееся в этой переменной, и подставить его в командную строку вместо её имени. Особо следует отметить, что в командном языке оболочки регистров букв имеют важное значение, т.е. HOME, Home и home – это три различные переменные. По соглашению, буквами верхнего регистра обозначаются имена системных переменных: HOME, PATH, EDITOR и т.д. Это соглашение не запрещает пользователям создавать свои переменные с именами из заглавных букв, но зачем усложнять себе жизнь, нарушая общепринятые нормы и правила? Не рекомендуется также изменять значения системных переменных без крайней необходимости. В общем, соблюдаем простое правило: системные переменные используем только для чтения, а если потребовалась собственная, то её имя записываем буквами нижнего регистра.

Нашу первую команду можно было бы записать более кратко:

cd ~

Здесь символ "~" также означает домашний каталог текущего пользователя. Ветераны командной строки выражаются ещё лаконичнее:

Смысл в том, что когда для команды cd не задан никакой аргумент, она выполняет переход в домашний каталог.

На очереди классическая программная конструкция проверки условия и принятия соответствующего решения. Общая схема такова:

if <условие> then <одна или несколько команд> fi

Последнее слово конструкции (if в обратном порядке) выполняет роль закрывающей скобки, т.е. границы списка команд, выполняемых при истинности условия. Присутствие fi обязательно, даже если в списке лишь одна команда.

Для проверки условия, как правило, применяется команда test или её альтернативная форма записи в квадратных скобках. Иначе говоря, записи

if [ ! -d archives ] if test ! -d archives

абсолютно равнозначны. Я предпочитаю квадратные скобки, поскольку они более наглядно определяют границы проверяемого условия. И правая, и левая скобка должны быть обязательно отделены от условия пробелами.

Критерии проверки условия определяются разнообразными флагами. Команда test распознаёт очень большой их список. В нашем примере использован флаг -d, позволяющий проверить, соответствует ли заданное после флага имя реально существующему каталогу (directory). Наиболее часто при работе с файлами применяются следующие флаги:

F – существует ли обычный файл с заданным именем;

R – установлено ли для заданного файла право на чтение из него;

W – установлено ли для заданного файла право на запись в него;

X – установлено ли для заданного файла право на его выполнение;

S – имеет ли заданный файл ненулевой размер.

В нашем случае перед условием стоит восклицательный знак, обозначающий операцию логического отрицания, поэтому смысл проверяемого условия становится абсолютно противоположным. Попробуем записать смысл этих команд на обычном русском языке:

if [ ! -d archives ] Если не существует каталог archives (в текущем каталоге), then то начать выполнение блока команд: mkdir archives создать каталог archives (в текущем каталоге) fi завершить выполнение блока команд.

Как видите, всё оказалось не таким уж и сложным. Немного практики, и вы без труда сможете читать и самостоятельно создавать подобные конструкции. Команда создания каталога настолько очевидна, что дополнительных разъяснений не требуется.

В следующей строке мы создаём собственную локальную переменную cur_date. В подавляющем большинстве случаев переменные создаются простым присваиванием конкретного значения, например:

ten=10 string="Это строка текста"

Но в нашем примере применяется небольшая хитрость. Обратите внимание, что после знака равенства – символа присваивания – записана команда в обратных кавычках. Такая форма записи позволяет присвоить переменной не саму строку, а результат её выполнения. Здесь это вывод команды date, которая возвращает текущую дату и время в формате, определяемом списком параметров:

%Y – текущий год в полной форме, т.е. из четырёх цифр (например, 2009);

%m – номер текущего месяца (например, 09 – для сентября);

%d – номер текущего дня;

%H – текущий час в 24-часовом формате;

%M – текущая минута.

Таким образом, если выполнить команду

cur_date=`date +%Y%m%d%H%M`

десятого сентября 2009 года в 22:45, то переменной cur_date будет присвоено строковое значение "200909102245". Цель этого ухищрения – сформировать уникальное, не повторяющееся имя архивного файла. Если вы намерены запустить несколько экземпляров программы в течение одной минуты, то можете улучшить уникальность имён, добавляя ещё и текущие секунды. Как? Изучите руководство утилиты date (man date) – в этом нет ничего сложного.

Прежде чем приступить к созданию файла архива, необходимо определить, какие именно каталоги мы будем сохранять в нём. Для большей гибкости можно задать набор каталогов, архивируемых по умолчанию, но предусмотреть возможность замены этого набора списком каталогов, передаваемым как аргумент в наш командный сценарий. Для этого используются специальные переменные командной оболочки: $# – число переданных в сценарий параметров и $* – все переданные параметры, записанные в формате одной строки.

if [ $# -eq 0 ] ; then

Проверка условия «если число переданных параметров равно нулю», то выполнить следующую команду. Отметим, что ключевое слово then можно записать в строке условия, отделив его от условного выражения точкой с запятой.

tar czf archive${cur_date}.tar.gz projects bin

Команда создания архивного файла и сжатия этого файла. Сама утилита tar не выполняет сжатие, а только лишь собирает все заданные файлы и каталоги в единый tar-файл. Для этого предназначен первый флаг - c (create – создать). Сжатие выполняет внешняя программа – здесь это gzip, вызываемый вторым флагом - z. Если в вашей системе установлена более эффективная программа сжатия bzip2, то вы можете воспользоваться ею, изменив команду следующим образом:

tar cjf archive${cur_date}.tar.bz2 projects bin

Третий флаг f сообщает о том, что далее следует имя архивного файла, поэтому всегда является замыкающим в перечне флагов. Обратите внимание на то, что при подстановке имя переменной заключено в фигурные скобки. Это сделано, чтобы явно выделить переменную в окружающей её строке, тем самым устраняя многие потенциальные проблемы. Расширения архивному файлу не присваиваются автоматически, вы сами дописываете всё необходимое. В качестве каталогов, архивируемых по умолчанию, я указал projects и bin, но вы можете записать здесь имена своих наиболее ценных каталогов.

Ключевое слово else открывает альтернативную ветвь выполнения. Команды этого блока начинают работать, если проверка условия даёт результат «ложь» (в нашем примере: «число переданных параметров ненулевое», т.е. пользователь задал имена каталогов). В этом случае команда будет выглядеть так:

tar czf archive${cur_date}.tar.gz $*

Здесь каталоги по умолчанию заменены строкой имён каталогов, принятой извне. Имеется возможность принимать и обрабатывать каждый внешний параметр по отдельности, но нам удобнее передать строку целиком.

В конце программы выполняется ещё одна проверка. В unix-средах все команды возвращают код статуса завершения своей работы. Если команда отработала успешно, то она возвращает код 0, в противном случае код завершения будет ненулевым. Чтобы проверить успешность выполнения предыдущей команды архивации, воспользуемся ещё одной специальной переменной $?, в которой всегда содержится значение кода завершения самой последней команды. Если в переменной $? содержится 0, т.е. файл резервной копии был успешно создан, то мы перемещаем его в каталог архивов:

mv archive${cur_date}.tar.gz $HOME/archives

и выдаём соответствующее сообщение:

echo "$cur_date – Резервное копирование успешно завершено."

Если проверка показала, что код завершения операции архивирования не равен нулю, то выводится сообщение об ошибке:

echo "$cur_date – ОШИБКА во время резервного копирования."

На этом работа нашего командного сценария завершается.

Чтобы проверить работу нашей программы, необходимо сохранить описанный выше исходный код в файле, например, с именем bckp, а затем для удобства сделать его выполняемым:

chmod 750 bckp

и запустить:

./bckp

для создания резервной копии каталогов, заданных по умолчанию, и

./bckp docs progs works

для создания резервной копии перечисленных каталогов (укажите имена каталогов, действительно существующих в вашей системе, иначе получите сообщение об ошибке).

Можно поместить файл bckp в один из каталогов, указанных в системной переменной PATH. Наиболее предпочтительными местами размещения являются /usr/local/bin или $HOME/bin, если таковые у вас имеются. После этого вы можете запускать bckp как системную команду.

Как автоматизировать операции резервного копирования «по расписанию»

Несколько слов об автоматизации резервного копирования. Для этой цели служит системный планировщик cron, который считывает рабочие инструкции из специального crontab-файла. Чтобы определить такие инструкции, необходимо создать и отредактировать свой crontab-файл при помощи команды:

crontab -e

Инструкции записываются в строго определённом формате (поля разделяются пробелами):

минуты часы день_месяца месяц день_недели команда

Один из вариантов расписания операций резервного копирования может выглядеть следующим образом:

30 23 10,20,30 * * /usr/local/bin/bckp

Это означает, что сценарий резервного копирования (следует указать полный путь к этому файлу) будет выполняться в 23:30 10-го, 20-го и 30-го числа каждого месяца независимо от дня недели. (Звёздочки обозначают весь допустимый диапазон значений, в данном случае: каждый месяц – в 4-м поле, любой день недели – в 5-м поле)

Если вы предпочитаете подводить итоги по неделям, а ваша система работает круглосуточно, то имеет смысл запланировать резервное копирование в часы с минимальной нагрузкой:

0 5 * * 3,5 /usr/local/bin/bckp

Здесь резервные копии будут создаваться в 5:00 по средам и пятницам в каждом месяце (звёздочка в 4-м поле), независимо от числа (звёздочка в 3-м поле).

Обо всех тонкостях составления расписания можно прочитать в руководстве man 5 crontab.

Итоги и выводы

Рассмотренный в данной статье сценарий резервного копирования обладает скромными функциональными свойствами. Но не в этом состояла его главная задача, а в том, чтобы читатель понял, что можно делать в командной строке, и не только скопировал и выполнил предложенный командный файл, а заинтересовался расширением его функций, занялся исследованием необъятных возможностей, предоставляемых командными оболочками. И если кто-то, прочитав эту статью, попробует усовершенствовать приведённый здесь код, или напишет собственный вариант, или реализует свою независимую идею, то я сочту, что основная цель достигнута.

Ресурсы для скачивания

static.content.url=http://www.сайт/developerworks/js/artrating/

ArticleID=458335

ArticleTitle=Основы программирования в командной оболочке shell

wish (командная оболочка UNIX) - У этого термина существуют и другие значения, см. Wish. wish (Windowing Shell) это простая сценарная или интерактивная командная оболочка UNIX для X Window System и Mac OS X. Она предоставляет пользователям возможность контролировать компоненты… … Википедия

Командная оболочка - Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

Оболочка UNIX

Unix shell - Командная оболочка UNIX (англ. Unix shell, часто просто «шелл» или «sh») командный интерпретатор, используемый в операционных системах семейства POSIX совместимые оболочки, восходящие к Bourne shell, появившемуся в Unix Version 7. Содержание 1… … Википедия

Unix Shell - Командная оболочка UNIX (англ. Unix shell, часто просто «шелл» или «sh») командный интерпретатор, используемый в операционных системах семейства POSIX совместимые оболочки, восходящие к Bourne shell, появившемуся в Unix Version 7. Содержание 1… … Википедия

Командная строка - Сюда перенаправляется запрос Интерпретатор командной строки. На тему «Интерпретатор командной строки» нужна отдельная статья. Внешний вид оболочки (англ. Co … Википедия

UNIX System V - Множество потомков System V … Википедия

Unix System V - Множество потомков System V AT T UNIX System V одна из версий операционной системы 1989 г. Было выпущено 4 основные версии Releases 1, 2, 3 и 4. Версия System V Release 4 (SVR4) была наиболее удачной и популярной и послужила источником для… … Википедия

UNIX - Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) семейство переносимых, многозадачных и многопользовательских … Википедия

Unix - Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем. Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT T. С тех пор было создано … Википедия

Книги

Сценарии командной оболочки. Linux, OS X и Unix. Руководство , Тейлор Дейв. Сценарии командной оболочки помогают системным администраторам и программистам автоматизировать рутинные задачи с тех самых пор, как появились первые компьютеры. С момента выхода первого… Купить за 1217 грн (только Украина)
Сценарии командной оболочки. Linux, OS X и Unix , Тейлор Дейв, Перри Брендон. Сценарии командной оболочки помогают системным администраторам и программистам автоматизировать рутинные задачи с тех самых пор, как появились первые компьютеры. С момента выхода первого…