Shell编程基础（五）Shell数组与Subshell
Shell数组
数组是一组数据的集合，数组中的每个数据被称为一个数组元素。目前Bash仅支持一维索引数组和关联数组，Bash对数组大小没有限制。
索引数组
定义索引数组的基本语法格式：
数组名[索引]=值
或
数组名=(值1 值2 值3 ...)
数组定义：
[root@localhost shell]# a[0]=11
[root@localhost shell]# a[1]=22
[root@localhost shell]# a[2]="Hello"
[root@localhost shell]# a[3]="World"
[root@localhost shell]# b=("Shell" "Python" "PHP")
调用数组
- ${数组名[索引]}：返回一个数组元素
- ${数组名[*]}：将数组的所有元素作为一个整体全部返回
- ${数组名[@]}：将数组的所有元素视为独立的个体全部返回
- ${#数组名[*]}或${#数组名[@]}：返回数组元素的个数
- ${!数组名[*]}或${!数组名[@]}：返回数组的全部索引
数组的调用：
[root@localhost shell]# echo ${a[0]}
11
[root@localhost shell]# echo ${a[2]}
Hello
[root@localhost shell]# echo ${a[*]}
11 22 Hello World
[root@localhost shell]# echo ${#a[*]}
4
[root@localhost shell]# echo ${!a[*]}
0 1 2 3
因为${数组名[@]}将所有数组元素视为独立的个体，所以可以使用循环语句遍历出所有的数组元素。
[root@localhost shell]# for i in "${a[@]}"
> do
> echo $i
> done
11
22
Hello
World
使用”数组名=(值1 值2 …)”方式定义的数组与第一种方式效果是一样的，使用这样的方式定义的数组，系统默认使用以0位起始值得有序数字为索引。
[root@localhost shell]# for i in "${b[@]}"
> do
> echo $i
> done
Shell
Python
PHP
[root@localhost shell]# echo ${!b[*]}
0 1 2
[root@localhost shell]# echo ${b[*]}
Shell Python PHP
[root@localhost shell]#
关联数组
Bash从4.0版本开始支持关联数组，使用关联数组，数组的下标可以是任意字符串。关联数组的索引要求具有唯一性。
定义关联数组的基本格式：
declare -A 数组名
数组名[key]=value
或
declare -A 数组名
数组名=([key1]=值1 [key2]=值2 ...)
定义关联数组必须使用“ declare -A 数组名 ”声明一个关联数组，其他的语法与普通索引数组一致。需要注意的是，索引数组无法转换为关联数组。
关联数组定义：
[root@localhost shell]# declare -A man
[root@localhost shell]# man[name]=Tom
[root@localhost shell]# man[age]=20
[root@localhost shell]# man[addr]="beijing"
[root@localhost shell]# man[phone]=13588888888
[root@localhost shell]# declare -A women
[root@localhost shell]# women=([name]=Lily [age]=18 [addr]=shanghai [phone]=18588888888)
调用读取关联数组：
[root@localhost shell]# echo ${man[name]}
Tom
[root@localhost shell]# echo ${#man[*]}
4
[root@localhost shell]# echo ${!man[@]}
name phone age addr
[root@localhost shell]# echo ${women[*]}
Lily 18588888888 18 shanghai
[root@localhost shell]# for i in ${!man[*]}; do echo "$i: ${man[$i]}"; done
name: Tom
phone: 13588888888
age: 20
addr: beijing
[root@localhost shell]#
Subshell
通过当前Shell启动的一个新的子进程或子Shell被称为SubShell（子Shell）。子Shell会自动继承父Shell的很多环境，如变量、工作目录、文件描述符等，反之，子Shell中的环境仅在子Shell中有效，父Shell无法读取子Shell的环境。
使用分组命令符号()可以让命令在子Shell中运行，通过Shell变量BASH_SUBSHELL可以查看子Shell的数量，该变量的初始值为0，每启动一个字Shell该变量的值会自动加1。
[root@localhost subshell]# vim subshell01.sh
#!/bin/bash
# 功能描述：子Shell演示示例
# 父Shell
hi="parent shell"
echo "+++++++++++++"
echo -e "\033[31m+ 父Shell +\033[0m"
echo "+++++++++++++"
echo "PWD=$PWD"
echo "bash_subshell=$BASH_SUBSHELL"
# 通过()开启子Shell
(
sub_hi="subshell"
echo -e "\t+++++++++++++"
echo -e "\t\033[33m+ 子Shell +\033[0m"
echo -e "\t+++++++++++++"
echo -e "\tPWD=$PWD"
echo -e "\tbash_subshell=$BASH_SUBSHELL"
echo -e "\thi=$hi"
echo -e "\tsubhi=$sub_hi"
cd /opt;echo -e "\tPWD=$PWD"
)
# 返回父Shell
echo "+++++++++++++++++"
echo "+ 返回父Shell +"
echo "+++++++++++++++++"
echo "PWD=$PWD"
echo "hi=$hi"
echo "sub_hi=$sub_hi"
echo "bash_subshell=$BASH_SUBSHELL"
[root@localhost subshell]# chmod +x subshell01.sh
[root@localhost subshell]# ./subshell01.sh
+++++++++++++
+ 父Shell +
+++++++++++++
PWD=/opt/shell/subshell
bash_subshell=0
+++++++++++++
+ 子Shell +
+++++++++++++
PWD=/opt/shell/subshell
bash_subshell=1
hi=parent shell
subhi=subshell
PWD=/opt
+++++++++++++++++
+ 返回父Shell +
+++++++++++++++++
PWD=/opt/shell/subshell
hi=parent shell
sub_hi=
bash_subshell=0
[root@localhost subshell]#
脚本执行流程如下图所示：
另外，除了使用()可以启动子Shell外，还可以使用&（将命令放入后台执行）、|（管道符）启动子Shell。使用命令替换符$()也会产生新的子Shell，在Shell脚本中执行一个外部命令同样会启动新的子Shell。
如下示例中使用管道符开启子Shell：
[root@localhost subshell]# vim subshell02.sh
#!/bin/bash
# 功能描述：使用管道符开启子Shell对程序的影响
sum=0
df | grep "^/" | while read name total used free other
do
echo "free=$free"
let sum+=free
echo "sum=$sum"
done
echo $sum
[root@localhost subshell]# chmod +x subshell02.sh
# 由于使用管道符|启动了子Shell，导致while循环中的所有命令都是在子Shell中执行的，sum在子Shell中进行的自加运算，在父Shell中无效，故最终输出的值为0。
[root@localhost subshell]# ./subshell02.sh
free=19079772
sum=19079772
0
[root@localhost subshell]#
那么如何解决上述管道符启动子Shell对程序的影响呢？可以通过文件重定向的方式读取文件的方式，就不会启动子Shell。
[root@localhost subshell]# df | grep ^/ > df.txt
[root@localhost subshell]# vim subshell03.sh
#!/bin/bash
# 使用文件重定向，解决管道符启动子Shell对程序的影响问题
sum=0
while read name total used free other
do
let sum+=$free
done < df.txt
echo $sum
[root@localhost subshell]# chmod +x subshell03.sh
[root@localhost subshell]# ./subshell03.sh
19079780
[root@localhost subshell]#
在脚本中使用外部命令，包括加载其他脚本也都会开启一个字Shell，所以在脚本中需要调用其他脚本时一定要使用source或.加载。
定义在其他脚本中使用的公共变量
[root@localhost subshell]# vim env.sh
#!/bin/bash
# 定义公共变量在其他脚本中使用
file="/etc/passwd"
password="T-have-a-dream"
error_info="Please try again later"
编写脚本执行外部命令或加载其他脚本
[root@localhost subshell]# vim subshell04.sh
#!/bin/bash
# 使用bash命令调用其他脚本
bash env.sh
echo "password=$password"
echo "Error:$error_info"
# 使用source调用其他脚本
source env.sh
echo "password=$password"
echo "Error:$error_info"
# 使用.调用其他脚本
. env.sh
echo "password=$password"
echo "Error:$error_info"
[root@localhost subshell]# chmod +x subshell04.sh
[root@localhost subshell]# ./subshell04.sh
password=
Error:
password=T-have-a-dream
Error:Please try again later
password=T-have-a-dream
Error:Please try again later
启动进程的方式
Shell中执行命令创建进程的方式有：fork方式、exec方式、source方式。
fork方式
通常情况下在系统中通过相对路径或绝对路径执行一个命令时，都会由父进程开启一个子进程，当子进程结束后再返回父进程，这种行为过程就叫做fork。
当脚本中正常调用一个外部命令或其他脚本时，都会fork一个子进程，我们的命令会运行在这个字Shell中。
[root@localhost subshell]# vim subshell05.sh
#!/bin/bash
# 功能描述：fork子进程的示例
# 调用外部命令时会fork子进程
sleep 10
# 绝对路径或相对路径调用外部脚本时会fork子进程
/opt/shell/subshell/subshell02.sh
./subshell02.sh
[root@localhost subshell]# chmod +x subshell05.sh
[root@localhost subshell]# ./subshell05.sh
free=19079820
sum=19079820
0
free=19079820
sum=19079820
0
在执行上述脚本的同时时，新开一个窗口执行pstree命令查看进程树。
脚本执行结束后返回父进程。
exec方式
使用exec方式调用其他命令或脚本时，系统不会开启子进程，而是使用新的程序替换当前的Shell环境，因为当前Shell环境被替换了，所以当exec调用的程序结束后，当前环境会被关闭。
exec执行命令流程图：
[root@localhost subshell]# vim exec.sh
#!/bin/bash
# 使用exec方式调用外部命令
exec ls
echo "test"
cd /etc;echo $PWD
[root@localhost subshell]# chmod +x exec.sh
[root@localhost subshell]# ./exec.sh
df.txt env.sh exec.sh subshell01.sh subshell02.sh subshell03.sh subshell04.sh subshell05.sh
[root@localhost subshell]#
source方式
使用source命令或.（点）可以不开启子Shell，而在当前Shell环境中将需要执行的命令加载进来，执行完加载的命令后，继续执行脚本中后续的指令。
[root@localhost subshell]# vim source.sh
#!/bin/bash
# 使用source加载外部脚本
source env.sh
echo "Error: $error_info"
ls /
[root@localhost subshell]# chmod +x source.sh
[root@localhost subshell]# ./source.sh
Error: Please try again later
bin boot data dev dvd etc home lib lib64 media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var
[root@localhost subshell]#
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