Shell

本文记录 Shell 的学习笔记。

基本概念

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，是用户与 Linux / Unix 操作系统之间的接口。

它既是一种命令语言，交互式解释和执行用户输入的命令；又是一种程序设计语言，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。

从系统架构上看，Shell 位于用户空间，负责将用户输入的命令解析、展开，并通过系统调用交给内核执行。

解释器

Shell 采用解释执行模型，不需要编译即可运行。常见实现包括：

• Bash (Bourne Again Shell)：Linux 发行版默认 Shell，兼容性最好；
• Zsh (Z Shell)：交互体验和可定制性更强，常用于开发环境。

不同 Shell 在交互功能和扩展语法上存在差异，但基础语法高度相似，本文以 Bash 为默认讨论对象。

脚本

将一系列 Shell 命令写入文件并顺序执行，即构成 Shell 脚本，通常以 .sh 作为扩展名。

脚本的常见执行方式包括：

• 直接指定解释器：

  bash script.sh
  

• 作为可执行文件：

  chmod +x script.sh
  ./script.sh
  

  该方法依赖脚本首行的 Shebang，用于声明解释器路径，例如：

  #!/bin/bash
  

语法基础

变量与引用

Shell 中的变量是弱类型，以字符串为主。例如：

# 定义变量（等号两侧不能有空格，不然就被识别为空格了）
name="shell"

# 引用变量
echo $name  # shell

# 引用变量（推荐加花括号来避免歧义）
echo ${name}  # shell

# 引用变量（单引号无效，双引号有效）
echo 'hello $name'  # hello $name
echo "hello $name"  # hello shell

环境变量 export

使用 export 将变量添加环境变量：

# 将 CUDE_VISIBLE_DEVICES=0,1 添加到当前会话
export CUDE_VISIBLE_DEVICES="0,1"

# 将 /custom/bin 添加到系统路径
export PATH="$PATH:/custom/bin"

命令定义简写 alias

alias 用于为常用命令定义简写：

alias ll='ls -alF'
alias gs='git status'

取消 alias：

unalias ll

alias 只在当前 Shell 会话中生效，可以写入 ~/.bashrc 来持久化。

分支

if [ "$a" -gt 10 ]; then
    echo "large"
elif [ "$a" -gt 5 ]; then
    echo "medium"
else
    echo "small"
fi

注意：

• [ ... ] 两侧必须有空格
• 字符串比较与数字比较使用不同运算符

循环

for file in *.sh; do
    echo $file
done

while read line; do
    echo $line
done < file.txt

函数

Shell 支持函数，用于封装逻辑、提升复用性，例如：

# 定义函数
run() {
    echo "You are running $1 with $2 parameter."
}

# 调用函数
run train.py use_fsdp  # You are running train.py with use_fsdp parameter.

函数形参通过位置 $1、$2 的方式引用。

完整脚本示例

#!/bin/bash

set -e

log() {
    echo "[$(date '+%F %T')] $1"
}

for file in "$@"; do
    if [ -f "$file" ]; then
        log "processing $file"
    else
        log "skip $file"
    fi
done

总结

在实际工程中，简单逻辑用 Shell 脚本，复杂逻辑交给 Python / Go 等高级编程语言。