دوره آموزشی لینوکس 102 LPIC-1

شل (Shell) چیست؟

شل، واسطی بین کاربر و سیستم‌عامل است که دستورات را دریافت و اجرا می‌کند. در لینوکس، شل‌ها به دو دسته متن‌محور (Command-Line Shells) و گرافیکی (Graphical Shells) تقسیم می‌شوند.

انواع شل‌های محبوب در لینوکس:

1. Bash (Bourne Again Shell):
   • رایج‌ترین شل در توزیع‌های لینوکسی.
   • پشتیبانی از تاریخچه دستورات (Command History) و اسکریپت‌نویسی پیشرفته.
2. Zsh (Z Shell):
   • قابلیت سفارشی‌سازی بیشتر نسبت به Bash.
   • تکمیل خودکار دستورات پیشرفته.
3. Ksh (Korn Shell):
   • مناسب برای اسکریپت‌نویسی و عملکرد بالا در سرورها.
4. Fish (Friendly Interactive Shell):
   • طراحی مدرن با قابلیت‌های بصری بیشتر.

اسکریپت‌نویسی در شل

اسکریپت‌های شل فایل‌هایی متنی هستند که شامل مجموعه‌ای از دستورات برای خودکارسازی وظایف مختلف در سیستم می‌باشند. این اسکریپت‌ها می‌توانند وظایفی مانند پشتیبان‌گیری، مدیریت فایل‌ها یا نصب برنامه‌ها را به صورت خودکار انجام دهند.

ساختار یک اسکریپت شل:

1. Shebang (#!):
   • اولین خط هر اسکریپت شل با #!/bin/bash شروع می‌شود. این خط مشخص می‌کند که کدام شل برای اجرای اسکریپت استفاده شود.

   #!/bin/bash
   echo "Hello, World!"

2. دستورات شرطی و حلقه‌ها:
   • استفاده از شرط‌ها (if, case) و حلقه‌ها (for, while) برای مدیریت جریان اجرای برنامه.

    دستور شرطی
   if [ -d /home/user ]; then
       echo "Directory exists."
   else
       echo "Directory does not exist."
   fi

3. متغیرها:
   • تعریف و استفاده از متغیرها برای ذخیره داده‌ها.

   name="Linux"
   echo "Welcome to $name!"

4. توابع:
   • استفاده از توابع برای سازماندهی کد و استفاده مجدد از دستورات.

   function greet {
       echo "Hello, $1!"
   }
   greet "User"

مدیریت داده‌ها در لینوکس

مدیریت داده‌ها شامل پردازش و مدیریت فایل‌ها و اطلاعات متنی است. لینوکس ابزارهای قدرتمندی برای این منظور ارائه می‌دهد.

ابزارهای پردازش داده‌ها:

1. grep:
   • جستجو در فایل‌ها بر اساس الگوهای متنی.

   grep "error" logfile.txt

2. awk:
   • پردازش و فرمت داده‌ها.

   awk '{print $1, $3}' data.txt

3. sed:
   • ویرایش متون به صورت خط به خط.

   sed 's/old/new/g' file.txt

4. cut:
   • استخراج قسمت‌های مشخصی از خطوط فایل.

   cut -d',' -f1 data.csv

5. sort و uniq:
   • مرتب‌سازی داده‌ها و حذف خطوط تکراری.

   sort file.txt | uniq

6. tr:
   • جایگزینی کاراکترها.

   echo "HELLO" | tr 'A-Z' 'a-z'

چرا شل‌ها و اسکریپت‌ها اهمیت دارند؟

1. اتوماتیک‌سازی وظایف:
   • صرفه‌جویی در زمان با خودکارسازی وظایف تکراری.
2. مدیریت سرورها:
   • اجرای دستورات و اسکریپت‌ها روی سرورهای راه دور از طریق SSH.
3. پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات:
   • نوشتن اسکریپت‌های سفارشی برای مدیریت پشتیبان‌گیری.
4. سفارشی‌سازی محیط کاری:
   • تغییر و تنظیم متغیرهای محیطی و تنظیمات سیستم.

نتیجه‌گیری

درک شل‌ها، اسکریپت‌نویسی و ابزارهای مدیریت داده‌ها، کلیدی برای افزایش بهره‌وری در لینوکس است. یادگیری این مهارت‌ها به شما اجازه می‌دهد تا سیستم‌های پیچیده را با کارآمدی بیشتری مدیریت کنید. برای شروع، از ابزارهای ساده مانند grep و sed استفاده کنید و سپس به سمت اسکریپت‌نویسی پیشرفته حرکت کنید.

شل چیست و چرا سفارشی‌سازی مهم است؟

شل (Shell) واسطی بین کاربر و سیستم‌عامل است که دستورات شما را دریافت کرده و آن‌ها را اجرا می‌کند. سفارشی‌سازی محیط شل به شما این امکان را می‌دهد که:

• بهره‌وری خود را افزایش دهید.
• محیط کاری راحت‌تر و جذاب‌تری داشته باشید.
• دسترسی سریع‌تری به ابزارهای پرکاربرد داشته باشید.

متغیرهای محیطی و شل

متغیرهای محیطی، مقادیری هستند که بر رفتار شل و برنامه‌های اجراشده در آن تأثیر می‌گذارند. این متغیرها به راحتی قابل تنظیم هستند.

مثال‌هایی از متغیرهای محیطی مهم:

1. PATH:
   • مشخص می‌کند که شل از کدام مسیرها برای پیدا کردن فایل‌های اجرایی استفاده کند.

   echo $PATH
   export PATH=$PATH:/custom/path

2. HOME:
   • مسیر دایرکتوری خانه کاربر.

   echo $HOME

3. PS1:
   • قالب نمایش خط فرمان.

   export PS1="[\u@\h \W]\$ "

4. LANG:
   • تنظیمات مربوط به زبان و منطقه زمانی.

   export LANG=en_US.UTF-8

مدیریت فایل‌های تنظیمات شل

هر شل در لینوکس فایل‌های خاصی برای تنظیمات دارد. در اینجا به فایل‌های تنظیماتی پرکاربرد می‌پردازیم:

1. Bash (Bourne Again Shell):

• .bashrc:
  • فایل تنظیماتی برای جلسات تعاملی (Interactive).
  • مناسب برای تعریف متغیرها، aliasها، و تنظیمات سفارشی.

  alias ll='ls -la'
  export EDITOR=vim

• .bash_profile یا .bash_login:
  • برای تنظیمات مربوط به جلسات ورود (Login Sessions).

2. Zsh (Z Shell):

• .zshrc:
  • مشابه .bashrc در Bash.

  alias gs='git status'
  PROMPT='%n@%m:%~$ '

• .zprofile:
  • برای تنظیمات مربوط به جلسات ورود.

ابزارها و افزونه‌های سفارشی‌سازی شل

برای افزایش قابلیت‌ها و زیبایی محیط شل، می‌توانید از ابزارها و افزونه‌های زیر استفاده کنید:

1. Oh My Zsh:

• فریم‌ورکی برای مدیریت و سفارشی‌سازی Zsh.
• شامل پلاگین‌ها و تم‌های متعدد.نصب:

  sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)"

2. Powerlevel10k:

• یک تم قدرتمند و زیبا برای Zsh.
• قابلیت نمایش وضعیت گیت، زمان و موارد دیگر.نصب:

  git clone --depth=1 https://github.com/romkatv/powerlevel10k.git ~/.oh-my-zsh/custom/themes/powerlevel10k

3. Bash-it:

• ابزاری برای سفارشی‌سازی Bash.
• مشابه Oh My Zsh ولی برای Bash.نصب:

  git clone --depth=1 https://github.com/Bash-it/bash-it.git ~/.bash_it
  ~/.bash_it/install.sh

اضافه کردن alias و توابع سفارشی

alias:

Aliasها دستورات کوتاهی هستند که جایگزین دستورات طولانی‌تر می‌شوند.

alias ll='ls -la'
alias gs='git status'

توابع سفارشی:

توابع به شما اجازه می‌دهند دستورات پیچیده‌تر را بسته‌بندی کنید.

function mkcd() {
    mkdir -p "$1" && cd "$1"
}

سفارشی‌سازی PS1 (خط فرمان)

متغیر PS1 تعیین می‌کند که خط فرمان شما چگونه نمایش داده شود. می‌توانید از مقادیر زیر برای سفارشی‌سازی استفاده کنید:

• \u: نام کاربر.
• \h: نام میزبان.
• \w: مسیر جاری.

مثال:

export PS1="[\u@\h \w]\$ "

نتیجه‌گیری

سفارشی‌سازی محیط شل، تجربه کار با لینوکس را جذاب‌تر و کارآمدتر می‌کند. با تغییر متغیرهای محیطی، تنظیم aliasها و استفاده از ابزارهایی مانند Oh My Zsh، می‌توانید محیط شل خود را متناسب با نیازهای شخصی‌تان تغییر دهید. این تنظیمات ساده می‌توانند بهره‌وری شما را به طور چشمگیری افزایش دهند.

متغیر محیطی چیست؟

متغیر محیطی، جفتی از کلید و مقدار (Key-Value) است که اطلاعاتی را به سیستم و برنامه‌ها ارائه می‌دهد. برای مثال:

• PATH: مسیرهایی که سیستم از آن‌ها برای یافتن فایل‌های اجرایی استفاده می‌کند.
• HOME: مسیر دایرکتوری خانه کاربر.
• LANG: زبان پیش‌فرض سیستم.

مشاهده متغیرهای محیطی

برای مشاهده متغیرهای محیطی در لینوکس می‌توانید از دستورات زیر استفاده کنید:

1. لیست همه متغیرهای محیطی:

   printenv

   یا:

   env

2. نمایش مقدار یک متغیر خاص:

   echo $VARIABLE_NAME

   مثال:

   echo $PATH

متغیرهای محیطی پرکاربرد

1. PATH:

• مشخص‌کننده مسیرهایی است که سیستم در آن‌ها به دنبال فایل‌های اجرایی می‌گردد.

echo $PATH

2. HOME:

• مسیر دایرکتوری خانه کاربر.

echo $HOME

3. LANG:

• تنظیمات مربوط به زبان و منطقه زمانی.

echo $LANG

4. USER:

• نام کاربر فعلی.

echo $USER

5. SHELL:

• مسیر شل پیش‌فرض.

echo $SHELL

تنظیم متغیرهای محیطی

تنظیم موقت متغیرهای محیطی

برای تنظیم متغیرهای محیطی به صورت موقت (فقط برای جلسه جاری ترمینال):

export VARIABLE_NAME="value"

مثال:

export MY_VAR="Hello, Linux!"
echo $MY_VAR

این مقدار پس از بستن ترمینال از بین خواهد رفت.

تنظیم دائم متغیرهای محیطی

برای تنظیم متغیرها به صورت دائمی، باید آن‌ها را در یکی از فایل‌های تنظیماتی ذخیره کنید.

1. فایل‌های تنظیماتی شل:
   • Bash:
     • فایل ~/.bashrc برای جلسات تعاملی.
     • فایل ~/.bash_profile برای جلسات ورود (Login Sessions).
   • Zsh:
     • فایل ~/.zshrc.

   مثال:

   echo 'export MY_VAR="Persistent Value"' >> ~/.bashrc
   source ~/.bashrc

2. فایل‌های سیستمی: برای تنظیم متغیرهای محیطی برای تمام کاربران، می‌توانید از فایل‌های زیر استفاده کنید:
   • /etc/environment
   • /etc/profile
   • فایل‌های داخل /etc/profile.d/

   مثال:

   echo 'MY_VAR="System Wide Value"' | sudo tee -a /etc/environment
   source /etc/environment

ویرایش متغیرهای موجود

برای ویرایش متغیرهای موجود، می‌توانید مقادیر جدید را به متغیر اضافه کنید.

ویرایش PATH:

مثال: اضافه کردن مسیر /custom/path به PATH.

export PATH=$PATH:/custom/path
echo $PATH

حذف متغیرهای محیطی

برای حذف متغیرهای محیطی، از دستور unset استفاده کنید:

unset VARIABLE_NAME

مثال:

unset MY_VAR

کاربردهای متغیرهای محیطی در لینوکس

1. مدیریت مسیرهای فایل‌های اجرایی:
   • متغیر PATH مشخص می‌کند که سیستم از کجا فایل‌های اجرایی را پیدا کند.
2. تنظیمات زبان و منطقه زمانی:
   • با تغییر متغیر LANG، می‌توانید زبان و فرمت منطقه زمانی را تنظیم کنید.

   export LANG=en_US.UTF-8

3. سفارشی‌سازی محیط کاری:
   • می‌توانید متغیرهایی برای تنظیمات شخصی یا ابزارهای مورد استفاده‌تان تعریف کنید.
4. استفاده در اسکریپت‌ها:
   • اسکریپت‌ها می‌توانند از متغیرهای محیطی برای اجرای وظایف پویا استفاده کنند.

   #!/bin/bash
   echo "The value of MY_VAR is: $MY_VAR"

امنیت متغیرهای محیطی

متغیرهای محیطی می‌توانند حاوی اطلاعات حساس باشند (مانند رمزهای عبور). برای ایمن نگه داشتن آن‌ها:

• از ذخیره اطلاعات حساس در فایل‌های عمومی پرهیز کنید.
• از ابزارهای مدیریت رمز عبور مانند pass یا vault استفاده کنید.

نتیجه‌گیری

متغیرهای محیطی یکی از ابزارهای قدرتمند لینوکس برای سفارشی‌سازی محیط و افزایش بهره‌وری هستند. با تنظیم صحیح آن‌ها، می‌توانید فرآیندهای کاری خود را بهینه کرده و محیطی متناسب با نیازهایتان ایجاد کنید.

متغیر شل چیست؟

متغیرهای شل در واقع مقادیر متنی یا عددی هستند که توسط شل مدیریت می‌شوند و می‌توانند در دستورات یا اسکریپت‌های شل استفاده شوند. این متغیرها به صورت پویا تعریف و ویرایش می‌شوند و شامل موارد زیر هستند:

• متغیرهای محلی: فقط در جلسه جاری یا اسکریپت فعال هستند.
• متغیرهای جهانی: به تمام جلسات و فرایندهای زیرمجموعه ارث می‌رسند (معمولاً متغیرهای محیطی).

تفاوت بین متغیرهای شل و محیطی

1. متغیر شل:
   • درون جلسه شل تعریف می‌شود و فقط در همان جلسه معتبر است.
   • برای انتقال به فرآیندهای دیگر نیاز به استفاده از export دارد.
2. متغیر محیطی:
   • متغیرهایی هستند که توسط سیستم تعریف شده و در تمام فرآیندهای جاری و زیرمجموعه قابل دسترسی‌اند.

مثال:

 تعریف متغیر شل
MY_VAR="Hello"
echo $MY_VAR  # خروجی: Hello

# تبدیل به متغیر محیطی
export MY_VAR

ایجاد و تنظیم متغیرهای شل

تعریف متغیر شل

برای تعریف یک متغیر شل، کافی است یک نام برای آن انتخاب کرده و مقدار آن را تعیین کنید.

MY_VAR="Hello, Linux!"
echo $MY_VAR

نکات:

• نام متغیر باید با حروف یا _ شروع شود و نمی‌تواند شامل فاصله یا کاراکترهای خاص باشد.
• مقدار متغیر می‌تواند رشته‌ای، عددی یا حتی خالی باشد.

استفاده از متغیرها در دستورات

متغیرها را با قرار دادن $ قبل از نام آن‌ها استفاده می‌کنیم:

NAME="Alice"
echo "Hello, $NAME!"

خروجی:

Hello, Alice!

تنظیم دائمی متغیرهای شل

برای تنظیم دائمی متغیرهای شل، آن‌ها را در یکی از فایل‌های تنظیماتی زیر اضافه کنید:

1. فایل‌های کاربر:
   • ~/.bashrc یا ~/.zshrc (برای تنظیمات شخصی).

   export MY_VAR="Persistent Value"

2. فایل‌های سیستمی:
   • /etc/profile یا فایل‌های داخل /etc/profile.d/ (برای تمام کاربران).

   export SYSTEM_VAR="System Value"

انواع متغیرهای شل

1. متغیرهای تعریف‌شده توسط کاربر:
   • متغیرهایی که کاربر تعریف کرده و معمولاً در اسکریپت‌ها استفاده می‌شوند.

   FILE_PATH="/home/user/docs"

2. متغیرهای پیش‌فرض شل:
   • متغیرهایی که توسط خود شل تعریف شده‌اند و اطلاعاتی درباره محیط شل ارائه می‌دهند.
   • مثال‌ها:
     • $PWD: دایرکتوری فعلی.
     • $USER: نام کاربر جاری.
     • $HOME: مسیر دایرکتوری خانه.
     • $SHELL: مسیر شل جاری.
3. متغیرهای موقعیتی (Positional Variables):
   • متغیرهایی که به آرگومان‌های ورودی اسکریپت ارجاع می‌دهند.

   #!/bin/bash
   echo "First argument: $1"
   echo "Second argument: $2"

4. متغیرهای ویژه (Special Variables):
   • متغیرهایی با کاربرد خاص:
     • $?: وضعیت خروج دستور قبلی.
     • $$: شناسه فرآیند (PID) شل جاری.
     • $#: تعداد آرگومان‌های ورودی.
     • $@ یا $*: تمام آرگومان‌های ورودی.

ویرایش متغیرهای شل

برای تغییر مقدار یک متغیر، کافی است مقدار جدیدی به آن اختصاص دهید:

MY_VAR="Initial Value"
echo $MY_VAR  # خروجی: Initial Value

MY_VAR="Updated Value"
echo $MY_VAR  # خروجی: Updated Value

حذف متغیرهای شل

برای حذف یک متغیر، از دستور unset استفاده کنید:

echo $MY_VAR  # خروجی خالی خواهد بود

استفاده از متغیرها در اسکریپت‌های شل

متغیرها ابزار قدرتمندی در اسکریپت‌نویسی هستند. به مثال زیر توجه کنید:

#!/bin/bash
# تعریف متغیرها
NAME="Linux"
VERSION="5.0"

# استفاده از متغیرها
echo "Welcome to $NAME version $VERSION!"

# محاسبات ساده
NUM1=10
NUM2=20
SUM=$((NUM1 + NUM2))
echo "Sum: $SUM"

نکات و بهترین شیوه‌ها

1. استفاده از نام‌گذاری معنادار:
   • نام متغیرها را به گونه‌ای انتخاب کنید که هدف آن‌ها مشخص باشد.

   BACKUP_PATH="/home/user/backups"

2. استفاده از نقل‌قول‌ها:
   • برای جلوگیری از مشکلات با کاراکترهای خاص.

   MESSAGE="Hello, World!"
   echo "$MESSAGE"

3. پیش‌گیری از بازنویسی تصادفی:
   • متغیرها را فقط در محدوده موردنیاز تعریف کنید.
4. مدیریت خطاها:
   • استفاده از $? برای بررسی موفقیت یا شکست دستورات.

   mkdir /newdir
   if [ $? -eq 0 ]; then
       echo "Directory created successfully!"
   else
       echo "Failed to create directory."
   fi

نتیجه‌گیری

متغیرهای شل ابزارهای انعطاف‌پذیری هستند که می‌توانند وظایف مختلف را ساده‌تر و خودکار کنند. یادگیری و مدیریت این متغیرها، به ویژه در اسکریپت‌نویسی، یکی از مهارت‌های ضروری برای هر کاربر لینوکس است.

فایل‌های تنظیماتی شل: چرا اهمیت دارند؟

فایل‌های تنظیماتی شل به شما این امکان را می‌دهند که:

• متغیرهای محیطی مانند PATH و LANG را تنظیم کنید.
• alias‌ها و توابع شل را تعریف کنید.
• اسکریپت‌هایی برای اجرا در هنگام ورود به سیستم یا باز کردن شل تعاملی بنویسید.

آشنایی با فایل‌های تنظیماتی اصلی

1. .bashrc

• محل قرارگیری: ~/.bashrc
• کاربرد:
  • مخصوص شل‌های تعاملی غیر ورود (Non-login Interactive Shells) است.
  • معمولاً برای تعریف alias‌ها، توابع شل و متغیرهای محلی استفاده می‌شود.
• مثال‌هایی از تنظیمات رایج در .bashrc:

  # تعریف alias
  alias ll='ls -la'
  
  # تنظیم متغیر محیطی
  export EDITOR=vim
  
  # پیام خوش‌آمدگویی سفارشی
  echo "Welcome to your Bash Shell!"

2. .profile

• محل قرارگیری: ~/.profile
• کاربرد:
  • مخصوص شل‌های ورود (Login Shells) است.
  • برای تنظیمات عمومی مانند متغیرهای محیطی یا اجرای اسکریپت‌های دیگر استفاده می‌شود.
• مثال:

   تنظیم متغیر PATH
  export PATH="$HOME/bin:$PATH"
  
  # اجرای فایل‌های دیگر
  if [ -f ~/.bashrc ]; then
      . ~/.bashrc
  fi

3. .bash_profile

• محل قرارگیری: ~/.bash_profile
• کاربرد:
  • مشابه .profile، اما مخصوص شل Bash است.
  • اگر .bash_profile موجود باشد، Bash به جای .profile از آن استفاده می‌کند.
• مثال:

  # تنظیمات اولیه شل
  export PATH="$HOME/scripts:$PATH"

4. .bash_logout

• محل قرارگیری: ~/.bash_logout
• کاربرد:
  • برای اجرای دستورات هنگام خروج از شل (Logout).
• مثال:

  # پاکسازی ترمینال هنگام خروج
  clear

تفاوت بین .bashrc و .profile

ویرایش و مدیریت فایل‌های تنظیماتی

1. باز کردن فایل‌ها برای ویرایش

برای ویرایش این فایل‌ها، می‌توانید از یک ویرایشگر متن مانند vim یا nano استفاده کنید.

nano ~/.bashrc

2. ذخیره تغییرات و اعمال آن‌ها

پس از ویرایش فایل‌های تنظیماتی، تغییرات با باز کردن یک جلسه جدید اعمال می‌شوند. اگر بخواهید فوراً تغییرات را اعمال کنید:

source ~/.bashrc

نمونه تنظیمات کاربردی در فایل‌های تنظیماتی

تنظیم alias‌ها

Alias‌ها میانبرهایی برای دستورات پیچیده هستند.

alias gs='git status'
alias ll='ls -la --color=auto'

تعریف توابع شل

توابع به شما اجازه می‌دهند مجموعه‌ای از دستورات را در قالب یک تابع بسته‌بندی کنید.

function mkcd() {
    mkdir -p "$1" && cd "$1"
}

تنظیم متغیرهای محیطی

می‌توانید متغیرهای محیطی را برای استفاده در شل و برنامه‌ها تعریف کنید.

export JAVA_HOME="/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64"
export PATH="$JAVA_HOME/bin:$PATH"

سفارشی‌سازی خط فرمان (PS1)

با تنظیم متغیر PS1، می‌توانید قالب خط فرمان خود را تغییر دهید.

export PS1="[\u@\h \W]\$ "

نکات پیشرفته برای مدیریت فایل‌های تنظیماتی

1. اجرای شرطی تنظیمات

می‌توانید تنظیمات خاصی را بر اساس شرایط مشخص اجرا کنید.

if [ "$(uname)" = "Linux" ]; then
    alias ls='ls --color=auto'
else
    alias ls='ls -G'
fi

2. بارگذاری فایل‌های دیگر

برای تقسیم‌بندی تنظیمات، می‌توانید فایل‌های تنظیماتی جداگانه ایجاد کنید و آن‌ها را بارگذاری کنید.

if [ -f ~/.aliases ]; then
    . ~/.aliases
fi

3. جلوگیری از اجرای چندباره تنظیمات

برای جلوگیری از اجرای چندباره تنظیمات:

if [ -z "$MY_CUSTOM_VAR" ]; then
    export MY_CUSTOM_VAR="configured"
    echo "Custom settings loaded."
fi

رفع مشکلات رایج در فایل‌های تنظیماتی

1. عدم اعمال تغییرات:
   • اطمینان حاصل کنید که فایل مربوطه بارگذاری شده است. از source استفاده کنید:

     source ~/.bashrc

2. خطاهای نحوی:
   • از دستورات bash -n یا source برای بررسی خطاهای نحوی استفاده کنید:

     bash -n ~/.bashrc

3. بارگذاری فایل اشتباه:
   • اگر از Bash استفاده می‌کنید، مطمئن شوید که .bashrc یا .bash_profile به درستی تنظیم شده‌اند.

نتیجه‌گیری

فایل‌های تنظیماتی مانند .bashrc و .profile ابزارهای قدرتمندی برای سفارشی‌سازی محیط شل هستند. با استفاده از این فایل‌ها می‌توانید محیط کاری خود را متناسب با نیازهایتان پیکربندی کنید و کارایی خود را افزایش دهید.

توی دوره LPIC 1 – Exam 101 زیاد با این محیط کار کردیم. حالا میخایم یه مقدار شخصی سازی بکیم.

انتظار میره در پایان این پارت بتونید: تنظیم بکنید بر اساس نیازهای شخصی خودتون یا کاربرهای دیگه به عنوان مدیر سیستم، متغییر PATH رو بدونید، function تعریف بکنید و همچنین میخایم با اسکلت و ساختار لینوکس آشنا بشیم.

منظور از اسکلت فایلی هستش به اسم skel مثل فولدر دیفالت ویندوزه برای پروفایل های کاربری، هر چیزی که داخلش بذارید، داخل پروفایل همه کاربرها میاد، اما چیزی که قرار هستش اینجا بگیم مفهوم login و non-login shellه.

ببینید ما دو جور شل داریم، یه شلی که شل های لاگین ن. وقتی شما وارد میشید باید یوزرنیم پسوردتون رو وارد کنید تا بتونید لاگین بکنید توش. اما یه چیزی ام داریم به اسم non-login shell.

خب اجازه بدید بریم داخل محیط عملی تا بهتر این موضوع براتون جا بیفته.

اسکریپت شل چیست؟

اسکریپت شل یک فایل متنی است که شامل دستورات شل (Shell) است و می‌تواند مانند یک برنامه اجرایی اجرا شود. این اسکریپت‌ها معمولاً با استفاده از شل Bash، Zsh یا دیگر شل‌ها نوشته می‌شوند.

دلایل استفاده از اسکریپت‌های شل

• خودکارسازی وظایف تکراری: اجرای خودکار دستورات پیچیده.
• مدیریت آسان سیستم: تسریع در اجرای وظایف سیستمی.
• انعطاف‌پذیری بالا: قابلیت ترکیب دستورات مختلف.
• کاهش خطا: با اسکریپت‌نویسی، احتمال اشتباه در اجرای دستی کاهش می‌یابد.

مراحل نوشتن اسکریپت شل

1. انتخاب و ایجاد فایل اسکریپت

ابتدا یک فایل متنی با پسوند .sh ایجاد کنید:

touch my_script.sh

2. تعریف شِبانگ (Shebang)

شِبانگ مشخص می‌کند که اسکریپت باید با کدام شل اجرا شود. برای Bash، از خط زیر در ابتدای فایل استفاده کنید:

#!/bin/bash

3. اضافه کردن دستورات شل

دستورات شل را به فایل اضافه کنید. به عنوان مثال:

#!/bin/bash
echo "Hello, World!"

4. تنظیم مجوز اجرا

برای اجرای اسکریپت، باید به آن مجوز اجرا بدهید:

chmod +x my_script.sh

5. اجرای اسکریپت

اسکریپت را با استفاده از دستور زیر اجرا کنید:

./my_script.sh

اصول نوشتن اسکریپت‌های شل حرفه‌ای

1. مستندسازی کد با نظرات

برای خوانایی بیشتر، از نظرات استفاده کنید:

!/bin/bash
# این اسکریپت برای نمایش پیام خوش‌آمدگویی استفاده می‌شود
echo "Welcome to Shell Scripting!"

2. استفاده از متغیرها

برای ذخیره مقادیر و استفاده مجدد:

#!/bin/bash
NAME="Ali"
echo "Hello, $NAME!"

3. استفاده از شرط‌ها (Conditionals)

برای تصمیم‌گیری:

#!/bin/bash
if [ -f /etc/passwd ]; then
    echo "File exists."
else
    echo "File does not exist."
fi

4. استفاده از حلقه‌ها (Loops)

برای تکرار دستورات:

#!/bin/bash
for i in {1..5}; do
    echo "Iteration $i"
done

5. مدیریت ورودی و خروجی

• دریافت ورودی از کاربر:

  #!/bin/bash
  read -p "Enter your name: " NAME
  echo "Hello, $NAME!"

• ذخیره خروجی یک دستور:

  DATE=$(date)
  echo "Today is $DATE"

6. توابع شل

برای استفاده مجدد از کد:

#!/bin/bash
function greet() {
    echo "Hello, $1!"
}
greet "Ali"

7. مدیریت خطاها

• بررسی وضعیت خروجی دستورات:

  mkdir /newdir
  if [ $? -eq 0 ]; then
      echo "Directory created successfully."
  else
      echo "Failed to create directory."
  fi

ساختارهای پرکاربرد در اسکریپت‌های شل

ساختار شرطی if-else

if [ شرط ]; then
    دستورات
else
    دستورات دیگر
fi

حلقه for

    دستورات
done

حلقه while

    دستورات
done

سوئیچ case

    pattern1)
        دستورات ;;
    pattern2)
        دستورات ;;
    *)
        دستورات پیش‌فرض ;;
esac

بهترین شیوه‌ها در اسکریپت‌نویسی شل

1. نام‌گذاری معنادار: از نام‌های معنادار برای فایل‌ها، متغیرها و توابع استفاده کنید.
2. استفاده از نظرات: توضیح واضح برای بخش‌های مختلف اسکریپت.
3. مدیریت خطاها: همیشه خطاهای احتمالی را مدیریت کنید.
4. سازگاری با شل‌های مختلف: از دستورات استاندارد برای سازگاری بیشتر استفاده کنید.
5. تست اسکریپت: قبل از استفاده در محیط واقعی، اسکریپت را در محیط آزمایشی اجرا کنید.

نمونه اسکریپت: پشتیبان‌گیری خودکار

!/bin/bash

# تنظیم متغیرها
SOURCE_DIR="/home/user/documents"
BACKUP_DIR="/home/user/backups"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
BACKUP_FILE="$BACKUP_DIR/backup_$DATE.tar.gz"

# بررسی وجود دایرکتوری پشتیبان
if [ ! -d "$BACKUP_DIR" ]; then
    mkdir -p "$BACKUP_DIR"
fi

# ایجاد پشتیبان
tar -czf "$BACKUP_FILE" "$SOURCE_DIR"

# بررسی موفقیت عملیات
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "Backup created successfully: $BACKUP_FILE"
else
    echo "Backup failed."
fi

اشتباهات رایج در اسکریپت‌نویسی شل

1. عدم استفاده از شِبانگ: باعث می‌شود شل پیش‌فرض سیستم انتخاب شود که ممکن است ناخواسته باشد.
2. مدیریت نکردن خطاها: اجرای دستورات بدون بررسی نتیجه آن‌ها.
3. استفاده از نام‌های عمومی برای متغیرها: ممکن است با متغیرهای دیگر تداخل ایجاد کند.
4. عدم مستندسازی: سخت شدن نگهداری و ویرایش کد.

نتیجه‌گیری

نوشتن اسکریپت‌های شل یکی از مهارت‌های ضروری برای مدیریت لینوکس و خودکارسازی وظایف است. با تسلط بر اصول معرفی‌شده در این مقاله، می‌توانید اسکریپت‌های حرفه‌ای و کارآمدی ایجاد کنید. اگر تازه‌کار هستید، از پروژه‌های کوچک شروع کنید و به تدریج به موضوعات پیچیده‌تر بپردازید.

1. استاندارد ورودی (Standard Input یا stdin)
2. استاندارد خروجی (Standard Output یا stdout)
3. استاندارد خطا (Standard Error یا stderr)

این مفاهیم برای ارتباط بین برنامه‌ها و مدیریت داده‌ها ضروری هستند. در این مقاله، به بررسی کامل این جریان‌ها، کاربرد آن‌ها و نحوه مدیریتشان با دستورات و اسکریپت‌های شل می‌پردازیم.

تعریف جریان‌های استاندارد

1. استاندارد ورودی (stdin)

جریانی است که داده‌ها را به برنامه ارسال می‌کند.

• ورودی پیش‌فرض معمولاً صفحه‌کلید است.
• فایل توصیفی آن مقدار 0 دارد.
• نمونه کاربرد: استفاده از دستور read برای دریافت داده از کاربر.

  read name
  echo "Your name is $name"

2. استاندارد خروجی (stdout)

جریانی است که خروجی عادی یک برنامه را ارسال می‌کند.

• خروجی پیش‌فرض معمولاً ترمینال است.
• فایل توصیفی آن مقدار 1 دارد.
• نمونه کاربرد:

  echo "Hello, World!"

3. استاندارد خطا (stderr)

جریانی است که پیام‌های خطای برنامه را ارسال می‌کند.

• خروجی پیش‌فرض نیز ترمینال است.
• فایل توصیفی آن مقدار 2 دارد.
• نمونه کاربرد:

  ls /nonexistent_directory

مدیریت جریان‌ها: تغییر مسیر (Redirection)

در لینوکس، می‌توانید جریان‌های داده‌ای را به فایل‌ها یا دستورات دیگر هدایت کنید.

1. تغییر مسیر stdout

برای ذخیره خروجی عادی در یک فایل:

echo "This is stdout" > output.txt

2. تغییر مسیر stderr

برای ذخیره پیام‌های خطا در یک فایل:

ls /nonexistent_directory 2> error.log

3. ترکیب stdout و stderr

برای ذخیره همزمان خروجی و خطاها:

command > all_output.txt 2>&1

4. ارسال ورودی به stdin

برای ارسال داده‌ها به stdin از فایل یا دستور:

cat < input.txt

عملیات پیشرفته با جریان‌های داده‌ای

1. استفاده از tee برای همزمانی خروجی

دستور tee خروجی stdout را در یک فایل ذخیره می‌کند و همزمان در ترمینال نمایش می‌دهد.

echo "Hello, Linux!" | tee output.txt

2. فیلتر کردن خروجی با دستورات دیگر

می‌توانید خروجی یک دستور را به ورودی دستور دیگر هدایت کنید.

ls | grep "file"

3. نادیده گرفتن stdout یا stderr

• نادیده گرفتن stdout:

  command > /dev/null

• نادیده گرفتن stderr:

  command 2> /dev/null

• نادیده گرفتن هر دو:

  command &> /dev/null

4. ارسال جریان‌ها به فایل‌ها

• ذخیره stdout و stderr در فایل‌های جداگانه:

  command > output.log 2> error.log

• ادغام و ذخیره در یک فایل:

  command > combined.log 2>&1

مدیریت خطاها در اسکریپت‌های شل

1. بررسی وضعیت خروجی (Exit Status)

هر دستور در لینوکس یک کد خروجی تولید می‌کند:

• 0: موفقیت‌آمیز.
• غیر از 0: خطا.

مثال:

mkdir /new_directory
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "Directory created successfully."
else
    echo "Failed to create directory." >&2
fi

2. استفاده از set -e برای توقف اجرای اسکریپت در صورت خطا

با فعال کردن set -e، اسکریپت در اولین خطا متوقف می‌شود.

#!/bin/bash
set -e
cp file1.txt file2.txt
rm file1.txt

3. مدیریت خطاها با trap

برای اجرای دستورات خاص در هنگام وقوع خطا:

#!/bin/bash
trap 'echo "An error occurred!"' ERR
cp non_existent_file.txt /backup/

تفاوت stdin، stdout و stderr در یک نگاه

نمونه اسکریپت عملی برای مدیریت جریان‌ها

اسکریپت: شمارش خطوط یک فایل و مدیریت خطاها

!/bin/bash

# بررسی وجود فایل ورودی
if [ ! -f "$1" ]; then
    echo "Error: File not found!" >&2
    exit 1
fi

# شمارش خطوط فایل
LINE_COUNT=$(wc -l < "$1")
echo "The file $1 has $LINE_COUNT lines."

نحوه اجرا

chmod +x count_lines.sh
./count_lines.sh myfile.txt

بهترین شیوه‌ها در مدیریت stdin، stdout و stderr

1. از تغییر مسیر برای ذخیره یا فیلتر کردن داده‌ها استفاده کنید.
2. همواره پیام‌های خطا را به stderr هدایت کنید:

   echo "Error: Something went wrong!" >&2

3. کدهای خروجی را بررسی کنید تا از موفقیت یا شکست دستورات مطمئن شوید.
4. خروجی‌های مهم را مستندسازی و ذخیره کنید.
5. از /dev/null برای حذف خروجی‌های غیرضروری استفاده کنید.

نتیجه‌گیری

مفاهیم stdin، stdout و stderr ابزارهایی قدرتمند برای مدیریت جریان‌های داده‌ای در لینوکس هستند. با درک و استفاده صحیح از این مفاهیم، می‌توانید اسکریپت‌های شل حرفه‌ای بنویسید و وظایف پیچیده را به راحتی خودکار کنید.