作者：柯元旦
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
Android内核剖析试读：
内容简介
本书详细分析了Android内核的内部机制，包括窗口管理系统、Activity管理系统、输入法框架、编译系统等，为Android内核定制及高级应用程序开发提供技术参考。
书中提及“附图”请到http://www.broadview.com.cn/14398下载。
本书适合于所有Android相关的工程师及产品经理，还可作为相关培训机构的教材。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据Android内核剖析/柯元旦著. —北京：电子工业出版社，2011.9ISBN 978-7-121-14398-4Ⅰ.①A… Ⅱ.①柯… Ⅲ.①移动终端－应用程序－程序设计 Ⅳ.①TN929.53中国版本图书馆CIP数据核字（2011）第168438号策划编辑：符隆美责任编辑：高洪霞特约编辑：赵树刚印 刷：北京天宇星印刷厂装 订：三河市鹏成印业有限公司出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路173信箱 邮编100036开 本：860×1092 1/16 印张：38.5 字数：1109千字印 次：2011年9月第1次印刷印 数：5000册 定价：79.90元
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服务热线：（010）88258888。前 言FOREWORD“内核剖析”乍一听起来挺吓唬人的，但这个词语存在两个问题，第一个是什么才能称为内核？另一个是“谁”才有能力或者有机会写一本“内核剖析”的书？
本书之所以在前言中提出这个问题，就是为了不吓唬大家，并给大家一种信心，相信自己有能力理解本书的内容。
首先来回答第一个问题，什么才能称为内核？大家都知道，Linux内核的本质包含了线程调度、内存管理及输入/输出管理，那么请问Windows操作系统的内核是什么呢？我们常说，苹果的操作系统Mac OS X的内核是基于UNIX的，那么可以说Mac OS的内核是UNIX吗？
如果仅从线程调度、内存管理，以及输入/输出的角度来区分Windows和Mac OS系统的话，能很明显地感觉到缺少点什么，那就是图形用户接口（GUI），Android、Windows、Mac OS三者的操作方式完全不同，因此，对于图形操作系统而言，本人倾向于将GUI也划归到内核的范畴，这也就是为什么本书使用“内核”作为标题的原因。本书所谓的“内核剖析”的核心也正在于Android所设计的GUI框架的内部原理。Android操作系统是基于Linux实现的，本书并不是去剖析Linux。
下面再来回答第二个问题，即“谁”才有能力或者有机会写一本“内核剖析”的书？如果有人告诉你，一个非微软公司的技术人员写了一本Windows操作系统内核剖析的书，你信吗？反正我不信，原因是，没有阅读过Windows内核源码的人是不可能写出这样的书的，幸运的是Android的源码是开放的。可是源码开放就一定能写这样一本书吗？
在本书截稿时，我未曾见过一本真正分析Android内核的书，大多数书籍都是关于Android SDK应用开发的。在过去的工作经历中，常常遇到一些同事，由于对Android内核不了解，导致在应用程序开发时遇到一些无法解决的问题。遗憾的是，IT类优秀书籍本来就很少，中文原创的更少，Android领域的几乎没有，本人之前也写过一本《Android程序设计》，坦白地讲，当我对Android内核彻底剖析后，觉得那本书有“误人子弟”的成分。因此，我才决定要将自己对Android的理解分享给更多的读者。
那么，我有可能写出一本真正的“内核剖析”的书吗？
我2003年毕业于西安电子科技大学通信工程学院，毕业后与两名同学一起创业，当时我们的目标是做一个“心情播放器”，其本质是一个彩屏多媒体掌上设备，当初想把它做成一个能够根据人的心情自动播放音乐的设备，不谈产品，仅从技术的角度来讲，我们基于美国德州仪器（TI）公司的一款DSP处理器完成了“心情播放器”的设计，包括软件和硬件，该软件系统包括支持最多16个线程的多线程管理、内存管理、FAT16文件系统、GUI子系统，以及一套标准应用程序开发框架、桌面程序等，在这里要再次感谢同宿舍的陈静军同学，他是我到目前为止见过的写代码最优秀的人，在这个项目中，静军设计了这个操作系统的内核及GUI子系统，而我设计了硬件主板、驱动、系统开发框架等，说到这里，如果静军来写一本内核剖析的书，肯定会比我写得更好，在当初设计操作系统前，由于静军还没有加入到我们团队，我才花时间研究了嵌入式操作系统，并设计了一些简单的接口，而当静军加入后，这些工作就由他完成了，因此，从严格意义上讲，我并没有实际编写过操作系统内核代码，只不过从硬件、驱动、系统等不同层面设计了一个系统框架而已。
在这个项目中，一切只是从一颗处理器入手，没有基于任何代码，所有底层代码都是我们编写的，包括汇编和C语言程序设计，因此，在这个过程中，我彻底了解了C语言如何被编译成汇编代码，以及特定处理器如何影响上层的C程序。
当然，这个故事是以失败而告终的，后来我继续从事嵌入式产品设计，包括使用TI高性能DSP处理器、x86处理器，ARM处理器等，不过，仅过了两年时间，又去从事互联网产品的设计，并开始使用Java、C++、PHP、JavaScript、Erlang等不同语言进行软件开发，在使用各种语言时，我常常思考这些语言与底层系统的关系，并从编译原理的角度来理解每一种语言，从而能够理解不同语言的运行环境和操作系统的关系。
直到Android的诞生，我当时对Android的描述是，这是一个把嵌入式系统和互联网应用集合在一起的一个技术。幸运的是这些我都还算熟悉，因此就开始了Android的开发，最开始的时候仅仅是应用程序的开发，虽然也常常考虑Android底层的问题，但由于没有源码，所以也就没有仔细研究，后来发现，这也是一件好事，因为如果不熟悉上层的开发接口，则很难理解内核的一些概念。
后来，应用层积累得差不多了，源码也开放了，于是我就迫不及待地开始了内核之旅，所有的分析都是基于源码的阅读和测试，中间的过程的确是辛苦的，包括在Ubuntu及Mac OS上建立编译环境、思考Android中的异步调度架构、平衡工作和学习的时间等，早上坐地铁也常常看Google groups中关于Android的各种问答。不过，每当你明白一个大的架构的关键之处时，也是一件很开心的事情。
谈及以上履历的目的在于启发正在读大学的朋友，一名电子工程师一定要理论、硬件、软件及梦想同时具备，不要把自己区分为“硬件工程师”、“软件工程师”，我们可以称自己为电子工程师或者“梦想家”。另外，学习一定要循序渐进，如果你还不了解微机原理，那么就不要学习C语言，如果你还不了解数字电路，那么就不要学习微机原理，上层的软件开发需要对底层基础知识的理解，只有这样才能成为一名创造者，并设计出卓越的产品。
多么希望我们中国的大学生在不久的将来也能创造出像Google、Microsoft、Facebook这样著名的企业。内容介绍
本书内容分为五大部分，分别如下：
第1部分，基础篇。因为Android内核研究必须基于Unix-Like的主机系统上，常见的有Ubuntu和Mac OS X，因此，该部分介绍Linux的一些基础知识，以及在Linux上管理源码的工具git。
第2部分，内核篇。Android内核的核心就是一套GUI系统。该部分主要包含视图的内部工作机制及视图管理器（Window Manager Service）和Activity管理器（Activity Manager Service）的内部工作机制。
第3部分，系统篇。内核不等于操作系统，Android是一个操作系统，因此，除了内核之外，还必须定义一套系统架构，比如应用程序的格式定义，以及应用程序如何被安装和卸载、输入法框架等，有时候这部分内容也叫做外壳（Shell）。
第4部分，编译篇。Android相关的源码据说超过1000万行，这套源码由众多的子项目组成，因此，联合编译这些子项目就是一个复杂的问题。Android源码中定义了一套编译框架，该框架可以方便地编译不同类型的子项目，比如一个动态链接库项目、Jar包项目等。了解该套编译架构后，就可以自由地在源码中添加需要的子项目，并控制系统中已有子项目的编译过程。
第5部分，硬件驱动篇。Android目前最成功的产品当然就是智能手机，但同时由于Android开源的特点，也就可以应用于其他一些特定的产品，比如玩具、学习机、税控机、门禁系统等，因此，该部分介绍了一款硬件开源的Android开发板卡。本来，该部分内容还包括OpenGL框架、多媒体框架及Android硬件抽象层（HAL）三方面内容，但由于出版时间原因，暂未包含，本书下一版将包含这些内容。读者对象
本书适合于五类读者。
第一类，开发过Android应用程序的工程师。如果你刚开始接触Android，那么这本书可能会很难理解，建议去Android官方网站用两周的时间学习基本的Android应用程序开发，或者去看本人早期创作的《Android程序设计》一书，但要带着怀疑的态度去读。
第二类，Android技术相关的产品经理。对于产品经理而言，了解项目的技术难度及技术可行性，将有助于制定产品开发时间表。虽然产品经理不需要详细了解技术如何实现，但起码应该知道产品技术的复杂度。
第三类，有扎实的开发经验，却未曾接触过Android的开发人员。系统框架的表面尽管各有千秋，但其内涵却不会差别太大，对于有扎实开发经验的朋友而言，只需要重新了解一下Android中的新概念，就能快速地将这些新概念与已有的知识融合起来，这样，便可以节省大量的时间。
第四类，正在基于iOS开发的工程师。本人最近正在研究iOS的开发，令人惊讶的是iOS和Android开发框架是如此相似。Object-C语言和Java语言的语法虽然差别较大，但其思想却很相似，包括单继承、动态性、内存回收机制等。iOS和Android的Framework也惊人相似，比如都使用sqlite进行数据存储，也使用Preference进行参数存储；视图系统的API接口也类似的地方，都可以使用OpengGL进行界面绘制。当然，iOS和Android视图系统还是有一定的差别，比如iOS中每一个View对象都有两个Layer，从而可以方便地使用OpenGL绘制任何一个View对象，而Android却只有一个，所以Android的动画效果没有iOS那样灵活。遗憾的是iOS不是开源的，因此，我们没有机会去了解iOS内部的详细机制，不过既然iOS和Android有这么多相似的地方，那么就可以通过了解Android的内核机制去思考iOS的一些特性。
第五类，想要编写一个GUI子系统的学生。Android虽然更多地用于手机产品，但其内部的GUI子系统的实现却是一种通用的思路，因此，可以完全抛开Android的系统特性，而仅仅去研究其GUI子系统的实现思路，有了这种思路就可以使用各种语言设计自己想要的GUI子系统。
欢迎朋友们与我进行进一步的交流，我的E-mail是yuandanke@gmail.com。作 者第1部分 基础篇
第1章 Linux基础
第2章 Java基础
第3章 Android源码下载及开发环境配置
第4章 使用git第1章 Linux基础
Android Framework的研究和开发必须在Unix-like（和Unix很像）的主机系统上进行，常用的主机平台包括Ubuntu和Mac OS。另外，Android的底层任务管理及驱动都是基于Linux系统，所以，本书第一章首先来介绍一些Linux的基础知识。如果读者已经熟悉Linux系统，则可以跳过本章。1.1 Linux文件系统概述
估计大多数读者最初使用的都是Windows操作系统，并习惯了Windows中的文件系统。在以往的概念中，文件系统有以下特点：
• 文件系统是由文件及目录组成。
• 每个目录或者文件在磁盘上都对应了一定的存储空间。
• 每个目录或者文件都可以被复制或者删除，除了一些只读的系统文件外。
• 如果有多个存储实体，比如磁盘、U盘，那么，它们将对应多个并列的、不同的文件系统。
• 文件系统有不同的类型，比如早期的FAT16，以及后来的FAT32、NTFS等。
而在Linux系统中，文件系统的概念却与之有较大的差别。现在请开启电脑，一定要是Unix-like的系统，然后开启一个Terminal，就是很像Windows中的DOS界面的一个终端程序，并执行以下命令：
第一个命令用于跳转到根目录，第二个命令用于列出当前目录下的所有文件。如果该目录下包含隐藏文件，则可以使用ls -a命令，参数-a用于显示所有文件。在Unix-like系统中，根目录一般包含如表1-1所示的目录。表1-1 Linux系统根目录结构
Unix-like系统中“文件系统”的概念包含两个意思，第一是“根文件系统”，第二是“存储类文件系统”。后者的概念基本等同于Windows操作系统，而前者则与Windows差别较大，它并不是用于存储实际文件的。本节就来讨论“根文件系统”的概念，根文件系统简称rootfs（Root File System），它有如下特点。
第一，“文件”不仅是指硬盘上的数据，它还包括任何设备资源。在Unix-like系统中，所有的硬件设备都被看做是文件，“文件”是内核范畴的概念，磁盘、U盘、内存、网络，甚至CPU都被内核抽象为“文件”。为了区别于一般意义上的文件，内核级别的文件被称为“设备文件”或“设备虚拟文件”，这些设备文件在rootfs目录中可以被看到，表面上就像Windows系统中的磁盘文件。
第二，并不是所有的目录或文件都对应磁盘上的存储空间。比如，sys、proc、dev这三个目录，它们对应的不是存储空间，而是设备文件，这三个目录中的内容由内核及相应的驱动程序维护。
第三，“存储类文件系统”不能和rootfs并列存在，而只能挂载到rootfs下的一个子目录上，这与Windows系统中的文件系统完全不同。新建一个目录，然后把一个磁盘中的文件系统和这个目录连接起来，这在Windows系统中是不可想象的，而在Unix-like系统中，这却是标准的挂载一个“存储类文件系统”的方法。
第四，Unix-like中“存储类文件系统”内部则等同于Windows中的文件系统，包括文件系统类型。Windows系统中常见的文件系统类型包括FAT16、FAT32、NTFS, Linux系统中也支持这些文件系统类型，但更常见的却是ext2、ext3、ext4、yaffs等。
Unix-like系统中，操作系统只能有一个根文件系统，但可以包含多个“存储类文件系统”。假设，某Linux系统根目录下的home目录中有以下三个文件路径：
此时有一个磁盘，该磁盘上有三个分区，如果在Windows系统中查看该磁盘的话，其内部包含E、F、 G三个磁盘。而在Linux中，则可以把这三个分区分别挂载到以上三个路径下，从而，用户会在以上三个路径下查看到和Windows系统下E、F、G三个分区完全相同的内容。唯一的区别是，在Linux中用户不能通过这三个文件夹来查看磁盘的信息，而在Windows系统中，用户是可以通过E、F、G直接查看磁盘信息的。
执行挂载、卸载“存储文件系统”的操作可以在Terminal下使用mount和umount命令。1.2 Linux启动过程
Linux启动过程对于初学者而言有点扑朔迷离，这是因为启动过程关乎处理器配置、内存配置、外围硬件配置，而不同的处理器和硬件系统会采用不同的策略，从而具体的启动过程会有所差异。但无论差异如何，从计算机系统的角度来看，启动过程一般分为三个步骤，如图1-1所示。图1-1 通用系统的启动过程
首先是开机，开机就是给系统开始供电，此时硬件电路会产生一个确定的复位时序，保证CPU是最后一个被复位的器件。为什么CPU要最后被复位呢？因为，如果CPU第一个被复位，则当CPU复位后开始运行时，其他硬件内部的寄存器状态可能还没有准备好，比如磁盘或者内存，那么就可能出现外围硬件初始化错误。
当正确完成复位后，CPU开始执行第一条指令，该指令所在的内存地址是固定的，这由CPU的制造者指定。不同的CPU可能会从不同的地址获取指令，但这个地址必须是固定的，这个固定地址所保存的程序往往被称为“引导程序”(Bootloader)，因为其作用是装载真正的用户程序。
至于如何装载，则是一个策略问题，不同的CPU会提供不同的装载方式，比如有的是通过普通的并口存储器，有的则是通过SD卡，还有的是通过RS232接口。无论硬件上使用何种接口装载，装载过程必须提供以下信息，具体包括：
• 从哪里读取用户程序？
• 用户程序的长度是多少？
• 装载完用户程序后，应该跳转到哪里，即用户程序的执行入口在哪里？
不同硬件系统会采用不同的策略，但只要以上三个信息是确定的，用户程序就会被装载到确定的地址，并执行相同的操作。
第二步是执行内核程序，这里所说的内核程序在上一步中指的就是“用户程序”。因为从CPU的角度来看，除Bootloader之外的所有的程序都是用户程序，只是从软件的角度来看，用户程序被分为“内核程序”和“应用程序”，而本步执行的是“内核程序”。
内核程序初始化时执行的操作包括，初始化各种硬件，包括内存、网络接口、显示器、输入设备，然后建立各种内部数据结构，这些数据结构将用于多线程调度及内存的管理等。当内核初始化完毕后，就开始运行具体的应用程序了。在一般情况下，习惯于将第一个应用程序称为“Home程序”。
第三步就是运行Home程序，比如Windows系统的桌面，就是一个典型的Home程序。之所以称其为Home程序，是因为通过该程序可以方便地启动其他应用程序。而传统的Linux系统启动后，第一个运行程序一般是一个Terminal，尽管它表面上就像一个Dos界面，但它也可以被称为Home程序，因为Home程序设计的目标就是提供一个入口，用户可以通过该入口启动其他应用程序。
以上从通用操作系统的角度介绍了启动过程，接下来，具体来看Android所使用的Linux内核的启动过程。因为目前的Android系统多运行在ARM处理器之上，因此，下面主要分析运行于ARM处理器上的Linux的启动过程。在介绍之前，先来简单区分三个概念：ARM、处理器、CPU。
ARM本身是一个公司的名称，从技术的角度来看，它又是一种微处理器内核的架构。
处理器是一种统称，可以指具体的CPU芯片，比如Intel 8086处理器，苹果的A8处理器等。处理器内部一般包含CPU、片上内存、片上外设接口等不同的硬件逻辑。
CPU是处理器内部的中央处理单元的缩写，CPU可以按照类型分为短指令集架构和长指令集架构两大类，ARM属于短指令集架构的一种。
对于ARM处理器，当复位完毕后，处理器首先执行其片上ROM中的一小块程序。这块ROM的大小一般只有几KB，该段程序就是Bootloader程序，这段程序执行时会根据处理器上一些特定引脚的高低电平状态，选择从何种物理接口上装载用户程序，比如USB口、串口、SD卡、并口Flash等。
多数基于ARM的实际硬件系统，会从并口NAND Flash芯片中的0x00000000地址处装载程序。对于一些小型嵌入式系统而言，该地址中的程序就是最终要执行的用户程序；而对于Android而言，该地址中的程序还不是Android程序，而是一个叫做uboot或者fastboot的程序，其作用是初始化硬件设备，比如网口、SDRAM、RS232等，并提供一些调试功能，比如向NAND Flash中写入新的数据，这可用于开发过程中的内核烧写、升级等。
当uboot（fastboot）被装载后便开始运行，它一般会先检测用户是否按下了某些特别按键，这些特别按键是uboot在编译时预先约定好的，用于进入调试模式。如果用户没有按这些特别的按键，则uboot会从NAND Flash中装载Linux内核，装载的地址是在编译uboot时预先约定好的。
Linux内核被装载后，就开始进行内核初始化的过程，该过程如表1-2所示。表1-2 Linux内核的启动步骤（续表）
以上过程中，init.rc文件在Android手机中的系统根目录下，可以使用adb pull命令提取出该文件：
init.rc的内容格式类似于一种脚本，但是它却不是标准的Linux脚本，而是仅用于启动的脚本。关于init.rc的完整格式请参考Linux相关文档。1.3 常用Linux 命令
Linux中的命令非常多，本节仅介绍一些在开发Android过程中常用的Linux命令。
• man
man的含义是manual，即手册。当我们不清楚某个Linux命令的作用和用法时，可以使用man command进行查询，command为具体的命令名称，比如man ls。
• find
find命令用于查找某个文件或者文件夹，比如：
该命令用于查找当前目录下扩展名为Java的所有文件，find命令后面的“点”代表当前目录，*为通配符，代表任何名称。
• grep
grep命令为正则表达式匹配命令，该命令用于字符串匹配。比如，想查找hello.java文件中包含“Activity”字符串的所有地方，可使用如下命令。
grep和find的区别在于，find用于查找目录或者文件，而grep用于查找指定的字符串，并且字符串可以由正则表达式描述。关于正则表达式请参考其他相关资料。
• xargs。
确切的说，xargs并不是一个命令，而是一个标识，代表了上一个命令的执行结果，并作为下一个命令的参数。Linux命令可以流水线执行，也叫做“多管道”执行，即两个命令用“|”分隔符隔开。比如，想查找当前目录下文件名中包含“oa”的所有文件，可使用以下命令：
该命令中ls用于列出所有文件，“多管道”后面的命令把前面命令的输出结果作为后面命令的参数。
再举一个例子，想查找当前目录下所有包含“Activity”字符串的Java文件，命令如下：
再举例，想查找当前目录下子目录名称为res下的所有.xml文件，并且列出这些.xml文件中包含“status_bar_size”字符串的地方。注意，本例的限制条件是，查找的是res目录下的.xml文件，而不是所有的.xml文件。命令如下：
该命令中，find命令进行了嵌套使用，内部find包含在“`”符号之中。注意这不是单引号，而是键盘上数字键1左边对应的那个符号。内嵌的find命令用于查找名称为res的目录或文件，外部的find命令从得到的这些目录下继续查找.xml文件，“多管道”后面的命令用于查找指定的字符串。
• cat。
cat命令用于连接文件内容并在Terminal中输出文件内容，该命令后面如果只有一个文件名称，则仅输出该文件内容。cat参数中的文件可以是普通意义上的有存储空间的文件，也可以是Linux系统中的设备文件。比如，可以查看当前目录下main.java的文件内容，使用如下命令：
也可以查看设备文件，以下命令用于查看/dev/disk0的内容：
该命令中sudo的含义是使用管理员权限执行后续的命令，因为有些命令要求有管理员的权限。
• chmod。
在Linux系统中，文件的访问者被划分为三类，并针对这三类用户指定不同的访问权限。这三类访问者是：
• user (u)，用户自身，即创建该文件的用户。
• group (g)，用户所在组，即与创建在一个组里面的用户。
• other (o)，其他用户。
chmod命令就是用于设置这三类访问者对某文件的访问权限。访问权限分为读（r）权限、写（w）权限、执行（x）权限，文件类型不同，“执行”的含义不同。可以通过ls -l命令查看文件的访问权限，Linux系统使用10位（bit）数据表示访问的权限，比如某文件的访问权限如下。
• bit 0：使用 - 或者 d 表示，前者表示这是一个文件，后者表示这是一个目录（directory）。
• bit 1～bit 3：用户自身（user）对该文件的访问权限。
• bit 4～bit 6：用户组（group）对该文件的访问权限。
• bit 7～bit 9：其他用户（other）对该文件的访问权限。
举例，某个文件的属性为-rwxrwx---，这表示它是个文件，用户对该文件拥有读取、写入、执行权限，用户组对该文件也拥有读取、写入、执行权限，而其他用户则不能读取、不能写入、不能执行。
再举一个例子，dr-x--x---表示它是一个文件夹。用户对该文件夹拥有读取、执行权限，但不能修改；用户组对该文件拥有执行权限，即只能打开该文件夹，但不能读取和修改；其他用户则不能读取、不能修改，也不能打开该文件夹。
下面来看chmod命令如何修改文件的访问权限。假设有一个脚本文件copy.sh，创建该文件时，默认的访问权限不包括执行（x），但要运行该脚本，用户必须拥有对该文件的执行权限，于是使用以下命令为用户添加执行权限：
命令中u+x的含义是给user添加执行（x）的权限，类似的也可以是o+x、o+rw、g+rwx等。为了便于使用，可以用a代表三类用户，比如a+x、a+rwx等，这里的a代表all，即所有三类用户。
对于某些Linux系统，比如Android手机底层的Linux，chmod命令不识别r、w、x这样的参数，而只能使用8进制数字值来表示，比如：
其中的777为8进制的数，对应的二进制数据为111 111 111，这就分别代表了u、g、o三类用户的访问权限。
• ps，kill。
ps用于列出当前运行的所有进程，kill用于杀死某个进程。这两个命令多用于系统调试，比如，可以先用ps列出所有进程，从输出信息中得到每个进程的id值，即pid，然后调用kill -9 pid，就可以杀死指定pid对应的进程。-9是一个参数，详情可使用man kill查看。
• export。
该命令用于将某个变量值的作用域设为全局范围。比如，可以将某个路径赋值给系统环境变量PATH，然后再export PATH，从而，其他所有程序都可以使用该路径。
该命令还有另外一个巧用。有些公司为了资产管理的需求，往往会给每一台PC机进行编号、命名，比如xxxcom_yyypart_username，这就导致打开Terminal后提示符之前的字符串太长。此时，可以使用export PS1=me命令，PS1一般代表了当前Terminal，等号后面的字符串则任由用户定制，它将代替那串冗长的提示符。执行完后，用户会发现Terminal变得简单多了。1.4 Shell脚本备忘
要全面介绍Shell脚本需要单独的一本书，而这不是本书，这就是为什么本节名称中使用“备忘”的原因。本节主要介绍脚本的基本概念及常用内容，以做个备忘，供以后参考。
读者常常会听到“脚本”这个词语，比如JavasCript被称之为Java脚本（尽管这与Java语言没有丝毫关系），PHP语言也被称为PHP脚本，那么，到底什么是脚本？
脚本的英文是script，该单词的含义是“剧本”的意思，即“一场戏的演出流程”。脚本本身不代表任何计算机语言，也不属于任何计算机语言的范畴，但到目前为止，人们往往把那种不需要编译的程序文件称之为脚本。举个反例，C语言在执行前必须要经过编译、链接，然后才能执行，所以它不是脚本，Java语言也需要编译，因此也不是脚本，而对于JavasCript语言，它的代码是不需要编译的，而是被“解释”执行，脚本运行时需要一个“解释器”，解释器能够读懂预先定义好的脚本语法，并执行之。
所有的脚本有两个共同的特点：
脚本内容是字面上可以读懂的文本文件（Human Readable）。
不同的脚本必须由不同的解释器解释执行，而脚本的语法则由解释器的设计者来定义。
在Linux系统中，常用的脚本包括Bash、Perl，本书仅讲解Bash脚本的使用，Perl脚本请参考其他文档。
前面说过，script的本义是“剧本”，因此，可以想象，脚本文件的结构应该是一个流程，剧本中应该包含不同角色要表演的动作。Linux命令其实就是“剧本”中的角色动作，script解释器除了能够导演这些角色外，还定义了一些条件判断语法，角色可以根据不同的条件进行表演，这种条件判断的语法就像C语言中的if/else、switch/case语句，不过具体的使用方法则有所差别。下面是一个简单的脚本文件：
把以上代码保存为一个文本文件，名称为me命令，文件的扩展名可以任意，但常用.sh作为扩展名，意思是shell，或者干脆不要扩展名，因为Linux系统不像Windows那样“在乎”扩展名。保存后，执行chmod a+x me命令，为me添加执行权限，然后，可以在Ternimal中运行该脚本：
在该脚本文件中，第一行#!/bin/bash这个语句是必需的，并且必须在首行，从而操作系统让该文件选择Bash来解释执行脚本文件。如果是Perl脚本，第一行则为#!/bin/perl。
第二行中的echo是一个Linux命令，#后面是注释。
在脚本中可以调用各种Linux命令，因此，脚本的用途非常广泛，凡是需要按一定的次序执行多个Linux命令的场合都可以使用脚本来完成。下面分别介绍脚本中的一些基本语法。1.4.1 获取输入
输入包含三种，第一种是执行脚本时用户的输入；第二种是将前一个脚本的输出作为该脚本的输入；第三种是脚本函数的参数，关于函数参数见后面小节。
用户的输入可以用$n表示，n为1～9自然数，分别代表输入中的第n个参数。比如“echo i love you”，该命令中第一个参数为i，第二个参数为love，第三个为you，参数是以空格或者Tab键分隔的。举例如下：
执行该脚本，输出为:1.4.2 变量定义
就像C语言一样，脚本语言也可以定义变量，但脚本中的变量类型一般比较简单，所以在Bash脚本中的变量没有类型，所有的变量都是字符串。变量不要单独定义，可直接赋值，赋值语句中不能有空格。引用变量时只需在变量前加一个$符号即可。为了避免引用混淆，常常使用双引号包含要引用的变量，如以下代码所示：
该段代码的两次输出分别为bll和all，因为第一句echo语句中引用了变量A，而第二句中则引用了变量All。1.4.3 条件判断
条件判断主要是判断两个字符串是否相等、两个数字是否相等。其语法格式如以下代码所示：
该段代码判断用户输入的第一个参数，如果其值等于“normal”字符串，则显示“this is normal case”，如果第一个参数为空，则显示“no input，ignal ...”。
条件判断语法中需要注意以下几点：
• 每个if语句后面的执行部分必须跟在then后面，这似乎有点多余，但是Bash脚本就是这么规定的。
• 多个判断分支可以使用elif语句。
• 条件语句必须使用fi结束。
• 条件语句中“[”符号后面必须要有一个空格，比如 if [ "$1" = "normal" ]不能写为 if ["$1" = "normal" ]，也就是说在“[”和“$1 = normal”之间都必须要有空格。其原因是Bash脚本中“[”符号并不是简单的一个中括弧，而是一个可执行文件（命令），该命令是一个条件判断命令。这个听起来有点奇怪，但如果把“[”想象为一个函数名称，比如test，则该语句可写为if test “#1”= “normal”，这样看起来似乎更容易理解。
在以上代码中，对于第一个条件判断语句if [ "$1" = "normal" ]，有人可能会问，是否可以写为 if [ "$1" =“23”]，即用数字代替字符串？答案是肯定的，不过实际上并没有用数字代替字符串，这里的“23”加了双引号，因此，会按照字符串处理。如果写成 if [ "$1" = 23 ]是否可以呢？答案也是可以的，但这里使用的依然不是数字，而还是“23”字符串，只是在编码时，为了避免混淆，对于字符串一般都使用双引号，这与C语言中使用字符串是不同的。那么到底如何才能够把23当做数字进行对比呢？答案是使用“-eq”，比如 if [ "$1" –eq“23”]，Bash脚本的比较语句中严格区分操作数，字符串的比较和整数的比较使用不同的操作符，如表1-3所示。表1-3 Bash脚本的比较运算符（续表）1.4.4 while []...do... done语句
该语句的作用类似于C语言中的do...while语句，举例如下：
以上脚本的作用是根据用户输入的参数，执行不同内容。
while语句和if语句中的条件判断格式完全相同。read是一个Linux命令，用于提示用户输入并以按回车键（LF）结束输入。输入的内容保存到变量ACTION中，接下来的case语句根据ACTION的值，执行不同的动作。
in本身也是一个Linux命令，每一个case分支用一个具体的值表示，并带一个小括弧，case分支也可以有通配符，即星号，每一个分支的结束符号是两个分号。esac也是一个Linux命令，这里我们可以理解为case语句的结束标识。
要退出整个while循环，可以使用break语句，done语句是整个while语句的结束标识。1.4.5 for循环
Bash中的for循环类似于Java中的foreach语句，for一般和in联合使用，用于从某个集合中逐个取出元素并对其进行操作，如以下代码所示：
该段代码显示in集合中的所有元素，in语句后面紧跟目标集合，X是一个变量名称，for语句的结束标识是done。
再举一个例子，如以下代码所示：
在这段代码中，in集合的来源是Linux ls命令，即当前目录下所有文件。需要注意的是如果要把Linux的某个命令的输出作为集合的输入，或者作为其他命令的输入，需要把该命令包含在“”符号之中，该符号是键盘上!符号左边的那个按键；而如果仅仅是执行某个Linux命令则不需要“”符号，如以上代码最后一句uname，该命令用于显示操作系统的内部名称。
代码中basename和dirname命令用于显示一个字符串中的路径和文件名称。比如，字符串/usr/local/lib/libexpat.so，对应的dirname是/usr/local/lib，对应的basename是libexpat.so。basename和dirname本身并不去检测该文件是否真正存在于磁盘上，而仅仅是针对字符串的操作。
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