Bash

Bash，Unix shell的一种，在1987年由布莱恩·福克斯为了GNU计划而编写。1989年释出第一个正式版本，原先是计划用在GNU作业系统上，但能运行于大多数类Unix系统的操作系统之上，包括Linux与Mac OS X v10.4起至macOS Mojave都将它作为预设shell，而自macOS Catalina，预设Shell以zsh取代。
Bash是Bourne shell的后继相容版本与开放原始码版本，它的名称来自Bourne shell（sh）的一个双关语（"Bourne again" / born again）：Bourne-Again SHell。
Bash是一个命令处理器，通常运行于文本窗口中，并能执行用户直接输入的命令。Bash还能从文件中读取命令，这样的文件称为脚本。和其他Unix shell 一样，它支持文件名替换（通配符匹配）、管道、here文档、命令替换、变量，以及条件判断和循环遍历的结构控制语句。包括关键字、语法在内的基本特性全部是从sh借鉴过来的。其他特性，例如历史命令，是从csh和ksh借鉴而来。总的来说，Bash虽然是一个满足POSIX规范的shell，但有很多扩展。
一个名为Shellshock的安全漏洞在2014年9月初被发现，并迅速导致互联网上的一系列攻击。这个漏洞可追溯到1989年发布的1.03版本。
历史.
由于理查德·斯托曼对于之前一位开发者的进度不满，布莱恩·福克斯从1988年1月10日开始开发Bash。斯托曼和自由软件基金会希望到一个能够运行已有的shell脚本的自由软件。他们把这看作是建成一个基于BSD和GNU的完全自由的操作系统的战略的重要部分。这是他们自己注资的几个项目之一。福克斯作为自由软件基金会的雇员承担这项工作。1989年6月8日，福克斯发布Bash的beta版本，版本号为.99。在福克斯离开于1992年中期到1994年中期的某个时候离开自由软件基金会之前，他一直担任Bash的主要维护者。之后，他的工作被传递给另一个早期贡献者，切特·雷米（Chet Ramey）。
从那时起，在Linux用户当中sh在很大度上成为最流行的shell，并成为许多Linux发行版默认的交互式shell（不过Almquist shell可能是默认的脚本shell）。在苹果公司的 OS X 操作系统上也是如此。Bash 也被移植到 Microsoft Windows（通过Cygwin和MinGW）。通过DJGPP项目，Bash被移植到了DOS。通过许多终端模拟软件，Bash被移植到Novell NetWare和Android。微软在2016年的Build大会上宣布，Windows 10 添加一个Linux子系统，完全支持Bash和其他Ubuntu下的二进制程序。
2014年9月24日，Stephane Chazelas，一位工作于英国，致力于Unix/Linux和网络通信方面的专家，发现Bash的一个安全漏洞。这个漏洞被命名为Shellshock，并被分配编号 CVE-2014-6271、CVE-2014-6277、CVE-2014-7169。这个漏洞非常严重，因为使用Bash的CGI脚本会变得脆弱，使得攻击者可以执行任意的代码。这个漏洞与Bash通过环境变量把函数定义传递给shell子进程的方式有关。
语法与特性.
bash的命令语法是Bourne shell命令语法的超集。数量庞大的Bourne shell脚本大多不经修改即可以在bash中执行，只有那些引用了Bourne特殊变量或使用了Bourne的内置命令的脚本才需要修改。bash的命令语法很多来自Korn shell（ksh）和C Shell（csh），例如命令行编辑，命令历史，目录栈，$RANDOM和$PPID变量，以及POSIX的命令置换语法：$(...)。作为一个交互式的shell，按下TAB键即可自动补全已部分输入的程序名，文件名，变量名等等。
使用'function'关键字时，Bash的函数声明与Bourne/Korn/POSIX脚本不兼容（Korn shell 有同样的问题）。不过Bash也接受Bourne/Korn/POSIX的函数声明语法。因为许多不同，Bash脚本很少能在Bourne或Korn解释器中运行，除非编写脚本时刻意保持兼容性。然而，随着Linux的普及，这种方式正变得越来越少。不过在POSIX模式下，Bash更加符合POSIX。
bash的语法针对Bourne shell的不足做了很多扩展。其中的一些列举在这里。
花括号扩展.
花括号扩展是一个从C shell借鉴而来的特性，它产生一系列指定的字符串（按照原先从左到右的顺序）。这些字符串不需要是已经存在的文件。<syntaxhighlight lang="bash">
$ echo a{p,c,d,b}e
ape ace ade abe
ad ae af bd be bf cd ce cf
</syntaxhighlight>花括号扩展不应该被用在可移植的shell脚本中，因为Bourne shell产生的结果不同。<syntaxhighlight lang="shell">
echo a{p,c,d,b}e # a{p,c,d,b}e
</syntaxhighlight>当花括号扩展和通配符一起使用时，花括号扩展首先被解析，然后正常解析通配符。因此，可以用这种方法获得当前目录的一系列JPEG和PNG文件。<syntaxhighlight lang="bash">
ls *.{jpg,jpeg,png} # 首先扩展为*.jpg *.jpeg *.png，然后解析通配符
echo *.{png,jp{e,}g} # echo显示扩展结果；花括号扩展可以嵌套。
</syntaxhighlight>除了列举备选项，还可以用“..”在花括号扩展中指定字符或数字范围。较新的Bash版本接受一个整数作为第三个参数，指定增量。<syntaxhighlight lang="bash">
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
$ echo file{1..4}.txt
file1.txt file2.txt file3.txt file4.txt
a b c d e
1 4 7 10
a d g j
</syntaxhighlight>当花括号扩展和变量扩展一起使用时，变量扩展解析于花括号扩展之后。有时有必要使用内置的codice_1函数<syntaxhighlight lang="bash">
$ start=1; end=10
$ echo {$start..$end} # 由于解析顺序，无法得到想要的结果
$ eval echo {$start..$end} # 首先进行变量扩展的解析
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
</syntaxhighlight>
使用整数.
与Bourne shell不同的是bash不用另外生成进程即能进行整数运算。bash使用((...))命令和$[...]变量语法来达到这个目的：
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
((...))命令可以用于条件语句，因为它的退出状态是0或者非0（大多数情况下是1），可以用于是与非的条件判断：
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
((...))命令支持下列比较操作符：'==', '!=', '>', '<', '>='，和'<='。
bash不能在自身进程内进行浮点数运算。当前有这个能力的unix shell只有KornShell和Z shell。
输入输出重定向.
bash拥有传统Bourne shell缺乏的I/O重定向语法。bash可以同时重定向标准输出和标准错误，这需要使用下面的语法：
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
这比等价的Bourne shell语法"command > file 2>&1"来的简单。2.05b版本以后，bash可以用下列语法重定向标准输入至字符串（称为here string）：
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
如果字符串包括空格就需要用引号包裹字符串。
例子:
重定向标准输出至文件，写数据，关闭文件，重置标准输出。
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
打开及关闭文件
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
抓取外部命令的输出
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
进程内的正则表达式.
bash 3.0支持进程内的正则表达式，使用下面的语法：
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
正则表达式语法同regex(7) man page所描述的一致。正则表达式匹配字符串时上述命令的退出状态为0，不匹配为1。正则表达式中用圆括号括起的子表达式可以访问shell变量BASH_REMATCH，如下：
<syntaxhighlight lang="bash">
</syntaxhighlight>
使用这个语法的性能要比生成一个新的进程来运行grep命令优越，因为正则表达式匹配在bash进程内完成。如果正则表达式或者字符串包括空格或者shell 关键字，（诸如'*'或者'?'），就需要用引号包裹。Bash 4 开始的版本已经不需要这么做了。
转义字符.
$'string' 形式的字符串会被特殊处理。字符串会被展开成string，并像C语言那样将反斜杠及紧跟的字符进行替换。反斜杠转义序列的转换方式如下：
扩展后的结果将被单引号包裹，就好像美元符号一直就不存在一样。
双引号包裹的字符串前若有一个美元符号（$"..."）将会使得字符串被翻译成符合当前locale的语言。如果当前locale是C或者POSIX，美元符号会被忽略。如果字符串被翻译并替换，替换后的字符串仍被双引号包裹。
关联数组.
Bash 4.0 开始支持关联数组，通过类似AWK的方式，对于多维数组提供了伪支持。<syntaxhighlight lang="bash">
$ declare -A a # 声明一个名为a的伪二位数组
$ i=1; j=2
$ a[$i,$j]=5 # 将键 "$i,$j" 与值 5 对应
</syntaxhighlight>
移植性.
调用Bash时指定 codice_2 或者在脚本中声明 codice_3 ，可以使得Bash几乎遵循 POSIX 1003.2 标准。若要保证一个Bash脚本的移植性，至少需要考虑到 Bourne shell，即Bash取代的shell。Bash有一些传统的 Bourne shell 所没有的特性，包括以下这些：
键盘快捷键.
Bash默认使用Emacs的快捷键，可以通过 codice_5 让它使用Vi的快捷键
进程管理.
Bash有两种执行命令的模式：批处理模式、并发模式。
批处理模式.
要以 批处理模式 执行命令（即按照顺序），必须用codice_6分隔，例子如下：
<syntaxhighlight lang="bash">
command1 ; command2
</syntaxhighlight>
在这个例子中，当codice_7执行完毕，即执行codice_8。
并发模式.
使codice_7后台运行，则单独在结尾处使用codice_10，例子如下：<syntaxhighlight lang="bash">
command1 &
</syntaxhighlight>
要并发执行两个命令，它们必须用codice_10分隔，例子如下：
<syntaxhighlight lang="bash">
command1 & command2
</syntaxhighlight>
在这种情况下，codice_7 在后台执行（通过codice_10），从而立即将控制返回到shell，以执行codice_8。
通过 可以将当前进程挂起（放置后台并暂停运行），可通过 codice_15 命令恢复至前台，也通过codice_16将挂起的进程后台运行。
查看进程状态.
所有进程的情况，我们可以通过codice_17命令查看，包含正在后台运行和停止了的。<syntaxhighlight lang="bash">
$ jobs
- Running command1 &
+ Stopped command2
</syntaxhighlight>上例的输出结果中，中括号包围的数字（如： "和 "[2" ）为job的ID号。加号(+)用于指定codice_15和codice_16命令的默认对象job。减号( - )用于指定，若当前的默认对象job退出后，下一个默认对象job是谁。"Running" 和 "Stopped" 表示进程状态。 最后一个字段为命令。
总结：
启动脚本.
bash启动的时候会运行各种不同的脚本。
当bash作为一个登录的交互shell被调用，或者作为非交互shell但带有--login参数被调用时，它首先读入并执行文件/etc/profile。然后它会依次寻找~/.bash_profile，~/.bash_login，和~/.profile，读入并执行第一个存在且可读的文件。--noprofile参数可以阻止bash启动时的这种行为。
当一个登录shell退出时，bash读取并执行~/.bash_logout文件，如果此文件存在。
当一个交互的非登录shell启动后，bash读取并执行~/.bashrc文件。这个行为可以用--norc参数阻止。--rcfile file参数强制bash读取并执行指定的file而不是默认的~/.bashrc。
如果用sh来调用bash，bash在启动后进入"posix"模式，它会尽可能模仿sh历史版本的启动行为，以便遵守POSIX标准。用sh名字调用的非交互shell不会去读取其他启动脚本，--rcfile参数无效。
当bash以POSIX模式启动时（例如带有--posix参数）它使用POSIX标准来读取启动文件。在此模式下，交互shells扩展变量ENV，从以此为文件名的文件中读取命令并执行。
bash会探测自己是不是被远程shell守护程序运行（通常是rshd）。如果是，它会读取并执行~/.bashrc中的命令。但是rshd一般不会用rc相关参数调用shell，也不会允许指定这些参数。
Bash与Bourne shell和csh启动脚本的比较.
Bash的特性是从Bourne shell和csh发展而来，因此一定程度上允许同Bourne shell的启动文件共享，并提供一些csh用户熟悉的启动特性。
设置可继承的环境变量.
Bourne shell登陆时使用 codice_26 来设置环境变量，这些环境变量可以被子进程继承。Bash可以以兼容的方式使用codice_26 ，只需在Bash自有的脚本中显式执行下面这行代码。通过在codice_26 中避免使用Bash特有的语法，就可以和Bourne shell保持兼容性。<syntaxhighlight lang="bash">
. ~/.profile
</syntaxhighlight>
别名和函数.
更通用的函数以及借鉴自csh的“别名(alias)”很大程度上取代了Bourne shell的别名(alias)和函数。然而这两个特性一般不能从登录式shell中继承，在该登录式shell的子shell中，它们必须被重新定义。尽管有个环境变量codice_29可以被用于这个问题，不过 csh 和 Bash 都可以用子shell的启动脚本直接处理。在Bash当中，codice_30 是交互式子shell启动时执行的脚本。如果想要在登录式shell中使用 codice_30 定义的函数，可以在 codice_32 的环境变量后面加上这样一行：<syntaxhighlight lang="bash">
. ~/.bashrc
</syntaxhighlight>
登录与登出时执行的命令.
最初登录时，csh 执行 codice_33 ，可以执行一些只在登录时执行的操作，例如显示系统负载、硬盘状态、是否收到新邮件、在日志中记录登录时间，等等。Bourne shell 可以在 codice_26 文件中模拟这种行为，但并没有预先定义文件名。可以在 codice_35 文件的环境变量设置和函数定义的后面添加这样一行：<syntaxhighlight lang="bash">
. ~/.bash_login
</syntaxhighlight>与之类似，csh还有一个文件 codice_36 ，这个文件只在登录式shell退出时执行。Bash与之对应的文件是 codice_37 ，并且不需要专门的设置。在 Bourne shell 中，codice_38 这个内置工具可以实现类似的效果。
兼容旧环境的Bash启动脚本示例.
下面这个 codice_35 的框架与 Bourne shell 兼容，并且为 codice_30 和 codice_32 提供类似于 csh 的语义。codice_42 测试指定文件是否存在，如果不存在，跳过 codice_43 后面的部分
<syntaxhighlight lang="bash">
[ -r ~/.profile ] && . ~/.profile # 只使用Bourne shell的语法设置环境变量
if [ -n "$PS1" ] ; then # 判断是否是交互式shell
fi # if块的结束标志
</syntaxhighlight>
Bash 启动脚本与操作系统相关的问题.
一些 Unix 和 Linux 版本常在 codice_44 放置 Bash 的系统级启动脚本。Bash在其标准的初始化过程中执行它们，不过其他启动脚本可以按照不同于Bash启动序列文档所述的顺序来读取这些文件。root 用户的文件默认内容，以及新用户被创建时系统提供的默认文件可能有问题。启动 X Window系统 的启动脚本可能使用用户的 Bash 启动脚本尝试在 窗口管理器 启动之前设置用户的环境变量。这些问题常常可以通过使用 codice_45 或者 codice_46 来读取 codice_26 而解决。