本文說明的是一條linux命令在執行時大致要經過哪些過程？以及這些過程的大致順序。 1.1 shell解析命令行 shell讀取和執行命令時的大致操作過程如下圖： 以執行以下命令為例： echo -e "some files:" ~/i* "\nThe date:$(date +%F)\n$name ...
本文說明的是一條linux命令在執行時大致要經過哪些過程？以及這些過程的大致順序。
1.1 shell解析命令行
shell讀取和執行命令時的大致操作過程如下圖：
以執行以下命令為例：
echo -e "some files:" ~/i* "\nThe date:$(date +%F)\n$name's age is $((a+4))" >/tmp/a.log
假設在執行該命令前，已賦值變數"name=longshuai"和"a=24"，於是重定向到/tmp/a.log中的結果為：
some files: /root/inotify.sh /root/inotify.sh.ori The date:2017-08-14 longshuai's age is 28
(1).讀取輸入的命令行。
(2).解析引用並分割命令行為各個單詞，各單詞稱為token。其中重定向所在的token會被保存下來，直到擴展步驟(5)結束後才進行相關處理，如進行擴展、截斷文件等。
shell中有3種引用方式：反斜線引用、單引號引用和雙引號引用。
◇ 反斜線轉義：使得元字元變為普通的字面字元。但這隻能對反斜線後一個字元進行轉義。
◇ 單引號引用：單引號內的所有字元全部變為字面符號符號。但註意：單引號內不能再使用單引號，即使使用了反斜線轉義也不允許。
◇ 雙引號引用：使雙引號內所有字元變為字面符號，但"\"、"$"、"`"(反引號)除外，如果開啟了"!"引用歷史命令時，則感嘆號也除外。
解析引用後，於是就可以將命令行進行單詞分割，分割後的每一部分都稱為一個token。分隔時，不僅分割單個命令，還分割命令列表，所以分隔符包括：空格、tab、分號、管道符號、&、&&、||、重定向符號、圓括弧等。
於是上述命令分割為以下幾個token：
如果分割時發現了管道符號，或者是命令列表等組合了多個命令的情況，則每個命令都的token都相互獨立。
(3).檢查命令行結構。主要檢查是否有命令列表、是否有shell編程結構的命令，如if判斷命令、迴圈結構的for/while/select/until，這些命令屬於保留關鍵字，需要特殊處理。
(4).對第一個token進行別名擴展。如果檢查出它是別名，則擴展後回到(2)再次進行token分解過程。
(5).進行各種擴展。擴展順序為：大括弧擴展；波浪號擴展；參數、變數和命令替換、算術擴展(如果系統支持，此步還進行進程替換)；單詞拆分；文件名擴展。
不同引號的引用方式，將改變擴展的起始步驟，正如上圖所畫，沒有任何引號時將從頭到尾全部擴展，使用單引號時將完全不會進行任何擴展，使用雙引號時將從變數替換開始繼續擴展。
①大括弧擴展：如/tmp/{a,b}.log擴展為/tmp/a.log和/tmp/b.log。
②波浪號擴展：擴展為家目錄。如root用戶下的~/.ssh擴展為/root/.ssh。
③變數擴展：即操作和替換變數值。如$a替換為它的值24，${name:-longshuai}替換為longshuai。
④命令替換：此過程將執行命令替換中的命令，並將結果替換到token的對應位置處。
⑤進程替換：將進程的執行結果替換到對應位置。類似於命令替換。替換格式為"<(cmd_list)"和">(cmd_list)"，例如"cat <(cat /etc/hosts)"。redhat系列應該都支持進程替換。
⑥算術擴展：計算算術值，並將計算結果替換到對應位置處。例如$((a+4))替換為28。
經過以上幾種擴展後，得到如下結果：
⑦單詞拆分：掃描變數擴展、命令替換和算術擴展的結果，對非引號內的結果按照$IFS的值對這些結果進行單詞分割。
註意，如果沒有進行擴展，或者擴展結果使用引號包圍了，則不會進行此步的單詞拆分。
預設情況下，$IFS值為" \t\n"，所以擴展結果中每遇到空格、製表符、換行符都將被分割為兩個單詞。
這一步其實很容易犯錯，典型的是test命令。例如變數name="Ma longshuai"，則test $name == "longshuai"將報錯，因為變數擴展後該語句變為test Ma longshuai == "longshuai"，由於是變數替換，所以隨後進行單詞拆分，使得Ma和longshuai被拆分為兩個單詞，但實際上它們共同組成變數name的值。
所以，為了正確操作變數替換和命令替換，儘量將它們使用引號包圍。例如test "$name" == "longshuai"，這時將不會進行單詞拆分。
⑧文件名擴展：對每個token進行搜索，將搜索"*"、"?"和"["符號，搜索到了將進行文件名擴展。例如將上面的"/root/i*"擴展為"/root/inotify.sh /root/inotify.sh.ori"。
(6).引號去除。經過上面的過程，該擴展的都擴展了，不需要的引號在此步就可以去掉了。
所以得到如下結果。
(7).搜索和執行命令。
單詞分割後，複雜的命令行將由各個簡單命令結構組成。於是可以搜索每個簡單命令結構的第一個token中的命令，同時還帶有一系列命令選項。例如上面的"echo"和"-e"。
如果命令中不含任何斜杠：
①則先判斷是否有此名稱的shell function存在，如果有則調用它，否則進行下一步搜索。
②判斷該命令是否為bash內置命令，如果是則執行它，否則進行下一步搜索。
③從$PATH的路徑下搜索該命令，如果搜索到了，則執行，否則報錯。
如果命令中包含一個或多個斜杠，則進行相對路徑擴展、絕對路徑查找，找到了則執行，否則報錯。
(8).返回退出狀態碼。
1.2 eval命令
正常情況下，當搜索到命令時將會執行命令，但如果搜索到的命令為eval時，則處理方式有所不同。
它的語法格式為：
eval command arguments
按照前文所述shell解析過程，將最終得到eval command和一系列擴展後的選項、參數，當搜索命令時，搜索到的結果為eval命令，於是eval命令將除了eval命令(以及eval的選項)的所有token再次傳遞給shell進行二次解析。但重定向所在token除外，因為重定向token早已被shell保存下來，所以不會再次截斷文件。
也就是說，"command arguments"被當作eval命令的參數，被傳遞給shell進行解析、執行。
執行過程如下圖所示：
使用示例來說明：
[root@xuexi ~]# a=24;name='long$a' # 註意，使用的是單引號，禁止$a被擴展
如果直接執行echo $name，則結果為"long$a"，但如果執行eval echo $name，結果將是"long24"。
[root@xuexi ~]# eval echo $name long24
首先shell按照正常過程解析，在變數替換時由於使用了單引號，所以$name第一次變數替換的結果為"long$a"，直到命令搜索時發現搜索到的命令是eval命令，執行eval命令，該命令將其參數"echo long$a"再次傳遞給shell，相當於在標準輸入中輸入了"echo long$a"，於是shell進行二次解析，這次的變數替換將$a替換為24，最後搜索命令發現是echo命令，於是最終得到"long24"。
關於eval，更多的用法是間接變數$$var的用法，在bash shell中需要在第一個$前加上反引號，即\$$var，這麼做的原因是顯然的：防止第一次shell解析時被當作特殊變數"$$"被擴展。
[root@xuexi ~]# a=b [root@xuexi ~]# b=haha [root@xuexi ~]# eval echo \$$a haha
註：本文並非一定准確，只是根據man bash總結而來。如有錯誤，請明確指出。多謝
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