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Shell簡介:1分鐘理解什麼是Shell 指令碼語言 直譯器 以及編譯器和編譯語言

現在我們使用的作業系統(Windows、Mac OS、Android、iOS 等)都是帶圖形介面的,簡單直觀,容易上手,對專業使用者(程式設計師、網管等)和普通使用者(家庭主婦、老年人等)都非常適用;計算機的普及離不開圖形介面。


然而在計算機的早期並沒有圖形介面,我們只能通過一個一個地命令來控制計算機,這些命令有成百上千之多,且不說記住這些命令非常困難,每天面對沒有任何色彩的“黑屏”本身就是一件枯燥的事情;這個時候的計算機還遠遠談不上炫酷和普及,只有專業人員才能使用。
圖:早期的電腦,都是“黑紙白字” 對於圖形介面,使用者點選某個圖示就能啟動某個程式;對於命令列,使用者輸入某個程式的名字(可以看做一個命令)就能啟動某個程式。這兩者的基本過程都是類似的,都需要查詢程式在硬碟上的安裝位置,然後將它們載入到記憶體執行。
換句話說,圖形介面和命令列要達到的目的是一樣的,都是讓使用者控制計算機。

然而,真正能夠控制計算機硬體(CPU、記憶體、顯示器等)的只有作業系統核心(Kernel),圖形介面和命令列只是架設在使用者和核心之間的一座橋樑。

由於安全、複雜、繁瑣等原因,使用者不能直接接觸核心(也沒有必要),需要另外再開發一個程式,讓使用者直接使用這個程式;該程式的作用就是接收使用者的操作(點選圖示、輸入命令),並進行簡單的處理,然後再傳遞給核心。如此一來,使用者和核心之間就多了一層“代理”,這層“代理”既簡化了使用者的操作,也保護了核心。

使用者介面和命令列就是這個另外開發的程式,就是這層“代理”。在Linux下,這個命令列程式叫做 
Shell

Shell 除了能解釋使用者輸入的命令,將它傳遞給核心,還可以:
  • 呼叫其他程式,給其他程式傳遞資料或引數,並獲取程式的處理結果;
  • 在多個程式之間傳遞資料,把一個程式的輸出作為另一個程式的輸入;
  • Shell 本身也可以被其他程式呼叫。

由此可見,Shell 是將核心、程式和使用者連線了起來。

Shell 本身支援的命令並不多,但是它可以呼叫其他的程式,每個程式就是一個命令,這使得 Shell 命令的數量可以無限擴充套件,其結果就是 Shell 的功能非常強大,完全能夠勝任 Linux 的日常管理工作,如文字或字串檢索、檔案的查詢或建立、大規模軟體的自動部署、更改系統設定、監控伺服器效能、傳送報警郵件、抓取網頁內容、壓縮檔案等。


Shell 並不是簡單的堆砌命令,我們還可以在 Shell 中程式設計,這和使用 C/C++、Java、Python 等常見的程式語言並沒有什麼兩樣。

Shell 雖然沒有 C/C++、Java、Python 等強大,但也支援了基本的程式設計元素,例如:
  • if...else 選擇結構,switch...case 開關語句,for、while、until 迴圈;
  • 變數、陣列、字串、註釋、加減乘除、邏輯運算等概念;
  • 函式,包括使用者自定義的函式和內建函式(例如 printf、export、eval 等)。

站在這個角度講,Shell 也是一種程式語言,它的編譯器(直譯器)是 Shell 這個程式。我們平時所說的 Shell,有時候是指連線使用者和核心的這個程式,有時候又是指 Shell 程式設計。

Shell 主要用來開發一些實用的、自動化的小工具,而不是用來開發具有複雜業務邏輯的中大型軟體,例如檢測計算機的硬體引數、一鍵搭建Web開發環境、日誌分析等,Shell 都非常合適。

使用 Shell 的熟練程度反映了使用者對 Linux 的掌握程度,運維工程師、網路管理員、程式設計師都應該學習 Shell。

尤其是 Linux 運維工程師,Shell 更是必不可少的,是必須掌握的技能,它使得我們能夠自動化地管理伺服器叢集,否則你就得一個一個地登入所有的伺服器,對每一臺伺服器都進行相同的設定,而這些伺服器可能有成百上千之多,會浪費大量的時間在重複性的工作上。

Shell 是一種指令碼語言

任何程式碼最終都要被“翻譯”成二進位制的形式才能在計算機中執行。

有的程式語言,如 C/C++、Pascal、Go語言、彙編等,必須在程式執行之前將所有程式碼都翻譯成二進位制形式,也就是生成可執行檔案,使用者拿到的是最終生成的可執行檔案,看不到原始碼。

這個過程叫做編譯(Compile),這樣的程式語言叫做編譯型語言,完成編譯過程的軟體叫做編譯器(Compiler)

而有的程式語言,如 Shell、JavaScript、Python、PHP等,需要一邊執行一邊翻譯,不會生成任何可執行檔案,使用者必須拿到原始碼才能執行程式。程式執行後會即時翻譯,翻譯完一部分執行一部分,不用等到所有程式碼都翻譯完。

這個過程叫做解釋,這樣的程式語言叫做解釋型語言或者指令碼語言(Script),完成解釋過程的軟體叫做直譯器

編譯型語言的優點是執行速度快、對硬體要求低、保密性好,適合開發作業系統、大型應用程式、資料庫等。

指令碼語言的優點是使用靈活、部署容易、跨平臺性好,非常適合Web開發以及小工具的製作。

Shell 就是一種指令碼語言,我們編寫完原始碼後不用編譯,直接執行原始碼即可。