1.1 什么是 Shell？#

Shell 是位于操作系统内核与用户之间的外围薄层程序。它为用户提供了一个直接访问系统功能的接口，允许用户通过文本命令与操作系统进行交互。Shell 通常以命令行界面 (CLI) 的形式存在。

1.2 如何启动？#

• Linux: 按下 Ctrl + Alt + T。
• macOS: 按下 Cmd + Space，搜索 “Terminal” 并打开。
• Windows: 建议安装并使用 适用于 Linux 的 Windows 子系统 (WSL)，或使用 Linux 虚拟机。

2.1 echo#

echo 是一个基础命令，用于将参数文本输出到标准输出（通常是终端屏幕），或将其重定向到文件中。
基本语法：

1
echo [选项] <字符串>

1
echo Hello, Shell!
2
# 或
3
echo "Hello, Shell!"
4
# 输出: Hello, Shell!

1
NAME="Alice"
2
echo "Hello, $NAME"
3
# 输出: Hello, Alice

1
echo "Current date is: $(date)"
2
# 输出示例: Current date is: Tue Mar 10 19:54:54 CST 2026
3
# 注：具体时间取决于命令执行时的系统时间。

1
echo 'Price is $100'
2
# 输出: Price is $100

2.2 cd#

cd (Change Directory) 用于改变当前工作目录。

1
$ cd /var/log          # 进入日志目录
2
$ cd /etc/nginx        # 进入配置目录
3
$ cd -                 # 瞬间返回 /var/log
4
$ cd -                 # 再次瞬间返回 /etc/nginx

2.3 man & tldr#

当遗忘命令的具体用法或参数时，可使用以下两种工具：传统的 man (Manual Pages) 与现代社区驱动的 tldr (Too Long; Didn’t Read)。

2.4 ls#

ls (List) 用于列出目录内容。

• ls：默认列出当前目录下的非隐藏文件和文件夹。
• ls -a (All)：列出所有文件，包括以 . 开头的隐藏文件（如 .bashrc, .git）。
  • ls -A：列出隐藏文件，但排除 . (当前目录) 和 .. (上级目录)。
• ls <PATH>：列出指定路径下的所有内容。

2.5 which#

which 命令用于在系统的 PATH 环境变量指定的目录中查找并返回指定可执行文件的完整路径。

• 基本用法：

  1
  which <command_name>
  2
  # 示例:
  3
  $ which date
  

• 查找所有匹配项：

  1
  which -a <command_name>
  2
  # 示例:
  3
  $ which -a sh
  4
  # 输出:
  5
  # /home/jon/.nix-profile/bin/sh
  6
  # /run/current-system/sw/bin/sh
  

2.6 cat & bat#

2.6.1 cat#

cat (Catenate) 是 Linux/Unix 的标准命令，用于查看文件内容、连接文件或重定向输出。其功能简单直接，但输出无格式高亮。

• 用法：cat <file>

2.6.2 bat (现代替代品)#

bat (常被称为 batcat) 是 cat 的现代化增强版，主要特性包括：

• 语法高亮：支持多种编程语言。
• 行号显示：自动显示行号。
• 自动分页：长文件自动调用分页器（类似 less）。
• Git 集成：侧边栏显示 Git 修改状态。
• 主题定制：支持多种颜色主题。
• 用法：bat <file>

2.7 grep#

grep 用于在文件中按指定模式（正则表达式）搜索并匹配内容。

• 基本用法：grep [选项] <pattern> <file>

• 常用参数：

  • -r：递归搜索目录。
  • -i：忽略大小写。
  • -v：反向匹配（显示不包含该模式的行）。
  • -E：使用扩展正则表达式。
  • -l：仅打印匹配的文件名。
  • -c：仅打印匹配的行数。

• 示例：

  1
  grep "ERROR" logfile.txt
  2
  # 在 logfile.txt 中搜索包含 "ERROR" 的行并完整打印。
  

💡 现代工具推荐：ripgrep (rg)

比 grep 速度更快，默认忽略 .gitignore 中的文件，默认递归搜索，用户体验更佳。

2.8 find#

find 用于按指定条件在目录树中查找文件。

• 基本用法：find <path> [条件]

• 常用条件：

  • -name "*.py"：按文件名匹配。
  • -type f：仅查找普通文件（排除目录）。
  • -mtime +30：查找 30 天前被修改过的文件。
  • -size +100M：查找大于 100 MB 的文件。
  • -exec <cmd> {} \;：对找到的每个文件执行指定命令。

• 示例：

  1
  find . -name "*.log" -mtime +7 -exec rm {} \;
  2
  # 删除当前目录及其子目录下 7 天前修改过的 .log 文件。
  

💡 现代工具推荐：fd

find 的现代替代品。默认彩色输出，默认忽略隐藏文件和 .gitignore，语法更简洁（例如 fd pattern 等同于 find . -name '*pattern*'）。

2.9 sed#

sed (Stream Editor) 是一款流编辑器，常用于对文件内容进行筛选、替换等操作。

• 基本用法：sed [选项] '脚本' <file>
• 常用参数与指令：
  • -i：直接修改文件内容（In-place）。
  • -n / --quiet / --silent：仅显示经脚本处理后的行（配合 p 指令使用）。
  • s：替换指令 (Substitution)。
  • g：全局替换标志（否则每行仅替换第一个匹配项）。
  • p：打印指令，通常与 -n 连用以输出特定行。
• 示例：

  • 全局替换：

    1
    sed 's/old/new/g' <file>
    2
    # 将文件中所有的 "old" 替换为 "new" 并输出结果。
    

  • 打印特定行：

    1
    sed -n '10,20p' <file>
    2
    # 仅打印文件的第 10 到 20 行。
    

2.10 awk#

awk 是一种强大的文本分析与数据提取语言，支持数学运算、变量定义及 BEGIN/END 块处理。

• 基本用法：awk [选项] '模式 {动作}' <file>
• 用法示例：

  • 打印第二列：

    1
    awk '{print $2}' file
    

  • 指定分隔符（如 CSV 文件）：

    1
    awk -F',' '{print $2}' file.csv
    2
    # 以逗号为分隔符，打印第二列。
    

  • 条件逻辑：

    1
    awk '$2 > 100 {print $1}' file
    2
    # 仅当第二列数值大于 100 时，打印第一列。
    

3.1 管道 (Pipes |)#

管道|，它将前一个命令的标准输出 (stdout) 直接作为后一个命令的标准输入 (stdin)。

• 用法示例：

  1
  # 统计当前目录下出现频率最高的5个文件扩展名
  2
  find . -type f | sed 's/.*\.//' | sort | uniq -c | sort -rn | head -n 5
  3
  
  4
  # 解析 SSH 日志，提取断开连接的用户名并统计 Top 10
  5
  ssh myserver 'journalctl -u sshd -b-1 | grep "Disconnected from"' \
  6
    | sed -E 's/.*Disconnected from .* user (.*) [^ ]+ port.*/\1/' \
  7
    | sort | uniq -c \
  8
    | sort -nk1,1 | tail -n10 \
  9
    | awk '{print $2}' | paste -sd,
  

3.2 重定向 (Redirections)#

• > file: 将 stdout 写入文件（覆盖）。
• >> file: 将 stdout 追加到文件。
• < file: 从文件读取 stdin。
• 2> file: 将 stderr (错误输出) 写入文件。
• &> file 或 > file 2>&1: 将 stdout 和 stderr 都写入同一文件。
• tee 命令: 既将输出打印到屏幕，又写入文件。
  • 用法: verbose_command | tee log.txt | grep "ERROR" (既能看日志又能存盘还能过滤)。

3.3 控制流与脚本#

Shell 是一门完整的编程语言，支持变量、循环和条件判断。

• 条件判断:

  1
  if [ -f "config.txt" ]; then
  2
      echo "File exists"
  3
  else
  4
      echo "File missing"
  5
  fi
  6
  # 推荐使用 [[ ]] 而非 [ ]，因为它更安全且支持更多特性
  7
  if [[ "$var" == "hello" ]]; then …; fi
  

• 循环:

  • For 循环:

    1
    # 遍历文件
    2
    for file in *.txt; do
    3
        echo "Processing $file"
    4
    done
    5
    
    6
    # 命令替换生成序列
    7
    for i in $(seq 1 5); do
    8
        echo "Iteration $i"
    9
    done
    

  • While 循环:

    1
    while [[ condition ]]; do
    2
        # 执行操作
    3
        sleep 1
    4
    done
    

• 编写一个健壮的脚本:
  在脚本开头加入 set 标志以避免常见错误：

  1
  #!/bin/bash
  2
  set -euo pipefail
  3
  
  4
  # -e: 任何命令失败立即退出脚本
  5
  # -u: 使用未定义变量时报错
  6
  # -o pipefail: 管道中任何命令失败视为整个管道失败
  

• 后台运行:

  • command &: 在后台运行命令。
  • $!: 获取最后一个后台进程的 PID。
  • kill $PID: 终止进程。