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Bash
鎖定
Bash，Unix shell的一種，在1987年由布萊恩·福克斯為了GNU計劃而編寫。1989年發佈第一個正式版本，原先是計劃用在GNU操作系統上，但能運行於大多數類Unix系統的操作系統之上，包括Linux與Mac OS X v10.4都將它作為默認shell。
Bash是Bourne shell的後繼兼容版本與開放源代碼版本，它的名稱來自Bourne shell（sh）的一個雙關語（Bourne again / born again）：Bourne-Again SHell。
Bash是一個命令處理器，通常運行於文本窗口中，並能執行用户直接輸入的命令。Bash還能從文件中讀取命令，這樣的文件稱為腳本。和其他Unix shell 一樣，它支持文件名替換（通配符匹配）、管道、here文檔、命令替換、變量，以及條件判斷和循環遍歷的結構控制語句。包括關鍵字、語法在內的基本特性全部是從sh借鑑過來的。其他特性，例如歷史命令，是從csh和ksh借鑑而來。總的來説，Bash雖然是一個滿足POSIX規範的shell，但有很多擴展。
一個名為Shellshock的安全漏洞在2014年9月初被發現，並迅速導致互聯網上的一系列攻擊。這個漏洞可追溯到1989年發佈的1.03版本。
- 中文名
- 重擊
- 外文名
- bash
- 命令語法
- Bourne shell命令語法的超集
- 全 稱
- Bourne-Again Shell
- 類 別
- 計算機程序
Bash概念
Bash (GNU Bourne-Again Shell) 是許多Linux發行版的默認Shell
[1]
。事實上，還有許多傳統UNIX上用的Shell，例如tcsh、csh、ash、bsh、ksh等等，Shell Script大致都類同，當您學會一種Shell以後，其它的Shell會很快就上手，大多數的時候，一個Shell Script通常可以在很多種Shell上使用。
bash是大多數Linux系統以及Mac OS X默認的shell，它能運行於大多數類Unix風格的操作系統之上，甚至被移植到了Microsoft Windows上的Cygwin系統中，以實現Windows的POSIX虛擬接口。此外，它也被DJGPP項目移植到了MS-DOS上。
bash的命令語法是Bourne shell命令語法的超集。數量龐大的Bourne shell腳本大多不經修改即可以在bash中執行，只有使用了Bourne的特殊變量或內置命令的腳本才需要修改。 bash的命令語法很多來自Korn shell (ksh) 和 C shell (csh)， 例如命令行編輯，命令歷史，目錄棧，$RANDOM 和 $PPID 變量，以及POSIX的命令置換語法： $(...)。作為一個交互式的shell，按下TAB鍵即可自動補全已部分輸入的程序名、文件名、變量名等等。
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Bash歷史
由於理查德·斯托曼對於之前一位開發者的進度不滿，布萊恩·福克斯從1988年1月10日開始開發Bash。斯托曼和自由軟件基金會希望到一個能夠運行已有的shell腳本的自由軟件。他們把這看作是建成一個基於BSD和GNU的完全自由的操作系統的戰略的重要部分。這是他們自己注資的幾個項目之一。福克斯作為自由軟件基金會的僱員承擔了這項工作。1989年6月8日，福克斯發佈了Bash的beta版本，版本號為.99。在福克斯1992年中期到1994年中期的某個時候離開自由軟件基金會之前，他一直擔任Bash的主要維護者。之後，他的工作被傳遞給另一個早期貢獻者，切特·雷米（Chet Ramey）。
從那時起，在Linux用户當中sh在很大度上成為了最流行的shell，併成為許多Linux發行版默認的交互式shell（不過Almquist shell可能是默認的腳本shell）。在蘋果公司的 OS X 操作系統上也是如此。Bash 也被移植到 Microsoft Windows（通過Cygwin和MinGW）。通過DJGPP項目，Bash被移植到了DOS。通過許多終端模擬軟件，Bash被移植到Novell NetWare和Android。微軟在2016年的Build大會上宣佈，Windows 10 添加了一個Linux子系統，完全支持Bash和其他Ubuntu下的二進制程序。
2014年9月24日，Stephane Chazelas，一位工作於英國，致力於Unix/Linux和網絡通信方面的專家，發現了Bash的一個安全漏洞。這個漏洞被命名為Shellshock，並被分配了編號 CVE-2014-6271、CVE-2014-6277、CVE-2014-7169。這個漏洞非常嚴重，因為使用Bash的CGI腳本會變得脆弱，使得攻擊者可以執行任意的代碼。這個漏洞與Bash通過環境變量把函數定義傳遞給shell子進程的方式有關
[3]
。
Bash語法與特性
bash的命令語法是Bourne shell命令語法的超集。數量龐大的Bourne shell腳本大多不經修改即可以在bash中執行，只有那些引用了Bourne特殊變量或使用了Bourne的內置命令的腳本才需要修改。bash的命令語法很多來自Korn shell（ksh）和C shell（csh），例如命令行編輯，命令歷史，目錄棧，$RANDOM和$PPID變量，以及POSIX的命令置換語法：$(...)。作為一個交互式的shell，按下TAB鍵即可自動補全已部分輸入的程序名，文件名，變量名等等。
使用'function'關鍵字時，Bash的函數聲明與Bourne/Korn/POSIX腳本不兼容（Korn shell 有同樣的問題）。不過Bash也接受Bourne/Korn/POSIX的函數聲明語法。因為許多不同，Bash腳本很少能在Bourne或Korn解釋器中運行，除非編寫腳本時刻意保持兼容性。然而，隨着Linux的普及，這種方式正變得越來越少。不過在POSIX模式下，Bash更加符合POSIX。
bash的語法針對Bourne shell的不足做了很多擴展。其中的一些列舉在這裏。
Bash花括號擴展
花括號擴展是一個從C shell借鑑而來的特性，它產生一系列指定的字符串（按照原先從左到右的順序）。這些字符串不需要是已經存在的文件。
$ echo a{p,c,d,b}eape ace ade abe$ echo {a,b,c}{d,e,f}ad ae af bd be bf cd ce cf
花括號擴展不應該被用在可移植的shell腳本中，因為Bourne shell產生的結果不同。
#! /bin/sh
# 傳統的shell並不產生相同結果echo a{p,c,d,b}e
# a{p,c,d,b}e
ls *.{jpg,jpeg,png} # 首先擴展為*.jpg *.jpeg *.png，然後解析通配符
echo *.{png,jp{e,}g} # echo顯示擴展結果；花括號擴展可以嵌套。
除了列舉備選項，還可以用“..”在花括號擴展中指定字符或數字範圍。較新的Bash版本接受一個整數作為第三個參數，指定增量。
$ echo {1..10}1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
$ echo file{1..4}.txtfile1.txt file2.txt file3.txt file4.txt$ echo {a..e}a b c d e$ echo {1..10..3}1 4 7 10
$ echo {a..j..3}a d g j
當花括號擴展和變量擴展一起使用時，變量擴展解析於花括號擴展之後。有時有必要使用內置的eval函數。
$ start=1; end=10
$ echo {$start..$end} # 由於解析順序，無法得到想要的結果
{1..10}
$ eval echo {$start..$end} # 首先進行變量擴展的解析
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Bash使用整數
與Bourne shell不同的是bash不用另外生成進程即能進行整數運算。bash使用((...))命令和$[...]變量語法來達到這個目的：
VAR=55 # 將整數55賦值給變量VAR ((VAR = VAR + 1)) # 變量VAR加1。注意這裏沒有'$' ((++VAR)) # 另一種方法給VAR加1。使用C語言風格的前綴自增 ((VAR++)) # 另一種方法給VAR加1。使用C語言風格的後綴自增 echo $((VAR * 22)) # VAR乘以22並將結果送入命令 echo $[VAR * 22] # 同上，但為過時用法
((...))命令可以用於條件語句，因為它的退出狀態是0或者非0（大多數情況下是1），可以用於是與非的條件判斷：
if((VAR == Y * 3 + X * 2)) then echo Yes fi ((Z > 23)) && echo Yes
((...))命令支持下列比較操作符：'==', '!=', '>', '<', '>='，和'<='。
Bash輸入輸出重定向
bash擁有傳統Bourne shell缺乏的I/O重定向語法。bash可以同時重定向標準輸出和標準錯誤，這需要使用下面的語法：
command &> file
這比等價的Bourne shell語法"command > file 2>&1"來的簡單。2.05b版本以後，bash可以用下列語法重定向標準輸入至字符串（稱為here string）：
command <<< "string to be read as standard input"
如果字符串包括空格就需要用引號包裹字符串。
例子: 重定向標準輸出至文件，寫數據，關閉文件，重置標準輸出。
# 生成標準輸出（文件描述符1）的拷貝文件描述符6 exec 6>&1 # 打開文件"test.data"以供寫入 exec 1>test.data # 產生一些內容 echo "data:data:data" # 關閉文件"test.data" exec 1>&- # 使標準輸出指向FD 6（重置標準輸出） exec 1>&6 # 關閉FD6 exec 6>&-
打開及關閉文件
# 打開文件test.data以供讀取 exec 6<test.data # 讀文件直到文件尾 while read -u 6 dta do echo "$dta" done # 關閉文件test.data exec 6<&-
抓取外部命令的輸出
# 運行'find'並且將結果存於VAR # 搜索以"h"結尾的文件名 VAR=$(find . -name "*h")
Bash進程內的正則表達式
bash 3.0支持進程內的正則表達式，使用下面的語法：
[[ string =~ regex ]]
正則表達式語法同regex(7) man page所描述的一致。正則表達式匹配字符串時上述命令的退出狀態為0，不匹配為1。正則表達式中用圓括號括起的子表達式可以訪問shell變量BASH_REMATCH，如下：
if [[ abcfoobarbletch =~ 'foo(bar)bl(.*)' ]] then echo The regex matches!
echo $BASH_REMATCH -- outputs: foobarbletch
echo ${BASH_REMATCH[1]} -- outputs: bar
echo ${BASH_REMATCH[2]} -- outputs: etch
fi
使用這個語法的性能要比生成一個新的進程來運行grep命令優越，因為正則表達式匹配在bash進程內完成。如果正則表達式或者字符串包括空格或者shell關鍵字，（諸如'*'或者'?'），就需要用引號包裹。Bash 4 開始的版本已經不需要這麼做了。
Bash轉義字符
轉義字符 | 擴展成... |
|---|---|
\a | 響鈴符 |
\b | 退格符 |
\e | ANSI轉義符，等價於\033 |
\f | 饋頁符 |
\n | 換行符 |
\r | 回車符 |
\t | 水平製表符 |
\v | 垂直製表符 |
\\ | 反斜槓 |
\' | 單引號 |
\nnn | 十進制值為nnn的8-bit字符（1－3位） |
\xHH | 十六進制值為HH的8-bit字符（1或2位） |
\cx | control-X字符 |
雙引號包裹的字符串前若有一個美元符號（$"..."）將會使得字符串被翻譯成符合當前locale的語言。如果當前locale是C或者POSIX，美元符號會被忽略。如果字符串被翻譯並替換，替換後的字符串仍被雙引號包裹。
Bash關聯數組
$ declare -A a # 聲明一個名為a的偽二位數組
$ i=1; j=2
$ a[$i,$j]=5 # 將鍵 "$i,$j" 與值 5 對應
$ echo ${a[$i,$j]}
Bash移植性
調用Bash時指定--posix或者在腳本中聲明set -o posix，可以使得Bash幾乎遵循 POSIX 1003.2 標準。若要保證一個Bash腳本的移植性，至少需要考慮到 Bourne shell，即Bash取代的shell。Bash有一些傳統的 Bourne shell 所沒有的特性，包括以下這些：
- 某些擴展的調用選項
- 命令替換（即$()）（儘管這是 POSIX 1003.2 標準的一部分）
- 花括號擴展
- 某些數組操作、關聯數組
- 擴展的雙層方括號判斷語句
- 某些字符串生成操作
- 進程替換
- 正則表達式匹配符
- Bash特有的內置工具
- 協進程
Bash鍵盤快捷鍵
Bash默認使用Emacs的快捷鍵，可以通過set -o vi讓它使用Vi的快捷鍵
Bash進程管理
Bash有兩種執行命令的模式：批處理模式、併發模式。 要以批處理模式執行命令（即按照順序），必須用;分隔
command1 ; command2
在這個例子中，當command1執行完畢，即執行command2要併發執行兩個命令，它們必須用&分隔
command1 & command2
在這種情況下，command1在後台執行（通過&），從而立即將控制返回到shell，以執行command2
總結：
- 一般命令在前台執行（fg），執行完畢後，控制返回給用户。
- 在命令後面加上&，它會在後台執行（bg），並將特殊的環境變量$!設置為該任務的進程ID。這時shell可以併發執行其他命令。
- 按Ctrl+z可以掛起前台運行的程序
- 掛起的程序可以用fg恢復到前台，或者用bg恢復到後台
- 後台程序試圖寫入數據到終端設備時（與寫入標準輸出不同）可能被阻塞。
- shell可以等待一個後台任務執行完成，只需使用wait命令，加上進程ID或者任務序號；也可以等待所有的後台任務，只需使用不加參數的wait
Bash管道
[root@echo root]#cat dir.outlgrep"test"lwc-
[root@echo root]#cat dir.out | grep"test" | wc-
管道將cat命令的輸出(列出dirout文件的內容)送給grep命令，grep在輸入裏查找單詞testgrep的輸出則是所有包含單詞test的行這個輸出又被送給wc命令wc命令統計出輸人的行數。
[4]
Bash啓動腳本
bash啓動的時候會運行各種不同的腳本。
當bash作為一個登錄的交互shell被調用，或者作為非交互shell但帶有--login參數被調用時，它首先讀入並執行文件/etc/profile。然後它會依次尋找~/.bash_profile，~/.bash_login，和~/.profile，讀入並執行第一個存在且可讀的文件。--noprofile參數可以阻止bash啓動時的這種行為。
當一個登錄shell退出時，bash讀取並執行~/.bash_logout文件，如果此文件存在。
當一個交互的非登錄shell啓動後，bash讀取並執行~/.bashrc文件。這個行為可以用--norc參數阻止。--rcfile file參數強制bash讀取並執行指定的file而不是默認的~/.bashrc。
如果用sh來調用bash，bash在啓動後進入posix模式，它會盡可能模仿sh歷史版本的啓動行為，以便遵守POSIX標準。用sh名字調用的非交互shell不會去讀取其他啓動腳本，--rcfile參數無效。
當bash以POSIX模式啓動時（例如帶有--posix參數）它使用POSIX標準來讀取啓動文件。在此模式下，交互shells擴展變量ENV，從以此為文件名的文件中讀取命令並執行。
Bash腳本比較
Bash的特性是從Bourne shell和csh發展而來，因此一定程度上允許同Bourne shell的啓動文件共享，並提供一些csh用户熟悉的啓動特性。
設置可繼承的環境變量
Bourne shell登陸時使用~/.profile來設置環境變量，這些環境變量可以被子進程繼承。Bash可以以兼容的方式使用~/.profile，只需在Bash自有的腳本中顯式執行下面這行代碼。通過在~/.profile中避免使用Bash特有的語法，就可以和Bourne shell保持兼容性。
. ~/.profile
別名和函數
更通用的函數以及借鑑自csh的“別名(alias)”很大程度上取代了Bourne shell的別名(alias)和函數。然而這兩個特性一般不能從登錄式shell中繼承，在該登錄式shell的子shell中，它們必須被重新定義。儘管有個環境變量ENV可以被用於這個問題，不過 csh 和 Bash 都可以用子shell的啓動腳本直接處理。在Bash當中，~/.bashrc是交互式子shell啓動時執行的腳本。如果想要在登錄式shell中使用~/.bashrc定義的函數，可以在~/.bash_login的環境變量後面加上這樣一行：
. ~/.bashrc
登錄與退出時執行的命令
最初登錄時，csh 執行~/.login，可以執行一些只在登錄時執行的操作，例如顯示系統負載、硬盤狀態、是否收到新郵件、在日誌中記錄登錄時間，等等。Bourne shell 可以在~/.profile文件中模擬這種行為，但並沒有預先定義文件名。可以在~/.bash_profile文件的環境變量設置和函數定義的後面添加這樣一行：
. ~/.bash_login
與之類似，csh還有一個文件~/.logout，這個文件只在登錄式shell退出時執行。Bash與之對應的文件是~/.bash_logout，並且不需要專門的設置。在 Bourne shell 中，trap這個內置工具可以實現類似的效果。
兼容舊環境的Bash啓動腳本示例
下面這個~/.bash_profile的框架與 Bourne shell 兼容，並且為~/.bashrc和~/.bash_login提供類似於 csh 的語義。[ -r文件名]測試指定文件是否存在，如果不存在，跳過&&後面的部分
[ -r ~/.profile ] && . ~/.profile # 只使用Bourne shell的語法設置環境變量if [ -n "$PS1" ] ; then # 判斷是否是交互式shell [ -r ~/.bashrc ] && . ~/.bashrc # 加載~/.bashrc（tty、prompt、函數設置等） [ -r ~/.bash_login ] && . ~/.bash_login # 執行登錄式shell登錄時的任務 fi
BashBash 啓動腳本與操作系統相關的問題
一些 Unix 和 Linux 版本常在/etc放置 Bash 的系統級啓動腳本。Bash在其標準的初始化過程中執行它們，不過其他啓動腳本可以按照不同於Bash啓動序列文檔所述的順序來讀取這些文件。root 用户的文件默認內容，以及新用户被創建時系統提供的默認文件可能有問題。啓動X窗口系統的啓動腳本可能使用用户的 Bash 啓動腳本嘗試在窗口管理器啓動之前設置用户的環境變量。這些問題常常可以通過使用~/.xsession或者~/.xprofile來讀取~/.profile而解決。
- 參考資料
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- 1. 新華網：當前網絡安全形勢與展望 ．鳳凰網[引用日期2017-01-10]
- 2. nux SHELL Bash ．開源社區網[引用日期2012-09-08]
- 3. 石慶冬. 安全漏洞Shellshock簡介[J]. 河南科技, 2014(21):9-10.
- 4. 孫娟,彭興旺.淺析Bash Shell的幾大特性[J].福建電腦,2008(1):45-46
