Командын мөрийн орчин

Өмнөх лекцээр үзсэнчлэн shell бол зүгээр нэг програм ажиллуулагч биш. Ихэнх shell өөрөө бүрэн хэмжээний scripting хэлтэй, дээр нь олон нийтлэг pattern, abstraction агуулдаг. Гэхдээ Python, Ruby шиг ерөнхий зориулалтын хэлнүүдээс ялгаатай нь shell script-ийн төвд програм ажиллуулах, тэдгээрийг хооронд нь эвтэйхэн холбох санаа байдаг.

Shell script бичихэд convention их чухал. CLI програм shell орчинд эвтэйхэн ажиллахын тулд хүмүүсийн хүлээдэг хэдэн нийтлэг дүрмийг дагадаг. Одоо CLI програмууд яаж ажилладаг, яаж тохируулдаг, shell-тэй яаж “сайн иргэн” шиг харилцдагийг үзье.

CLI интерфейс

Ихэнх програмчлалын хэл дээр функц бичихэд ингэж харагддаг:

def add(x: int, y: int) -> int:
    return x + y

Энд оролт, гаралт нь шууд харагдаж байна. Shell script харин эхлээд харахад арай өөр мэдрэмж төрүүлнэ:

#!/usr/bin/env bash

if [[ -f $1 ]]; then
    echo "Target file already exists"
    exit 1
else
    if $DEBUG; then
        grep 'error' - | tee $1
    else
        grep 'error' - > $1
    fi
    exit 0
fi

Ийм script дотор юу болж байгааг ойлгохын тулд shell програмууд хоорондоо болон shell орчинтой харилцахдаа ашигладаг хэдэн үндсэн ойлголтыг эхлээд авъя:

Аргументууд

Shell програм ажиллахдаа аргументын жагсаалт авдаг. Shell-ийн хувьд аргументууд зүгээр л string; харин тэдгээрийг яаж тайлбарлах нь тухайн програмаас хамаарна. Жишээ нь ls -l folder/ гэж ажиллуулахад shell /bin/ls-ийг ['-l', 'folder/'] гэсэн аргументуудтай дуудна.

Shell script дотор эдгээрийг тусгай syntax-аар авна. Эхний аргумент $1, хоёр дахь нь $2 гэх мэтээр $9 хүртэл явна. Бүх аргументыг жагсаалт байдлаар авах бол $@, аргументын тоо хэрэгтэй бол $# ашиглана. Ажиллаж байгаа script/program-ийн нэр $0 дээр байдаг.

Ихэнх програмын хувьд аргументууд нь flags болон ердийн тэмдэгт мөрүүдийн холимог байдаг. Flag-уудыг нэг зураас (-) эсвэл давхар зураас (--)-аар эхэлсэн байдлаар нь ялгаж болно. Flag нь ихэвчлэн сонголтоор ашиглагддаг бөгөөд програмын ажиллагааг өөрчлөх үүрэгтэй. Жишээлбэл, ls -l нь ls командын гаралтыг хэрхэн форматлахыг өөрчилдөг.

Та --all гэх мэт урт нэртэй давхар зураастай flag болон ихэвчлэн ганц үсгээс бүрдэх -a гэх мэт нэг зураастай flag-уудыг харах болно. Ижил тохиргоог хоёр хэлбэрээр зааж өгч болно: ls -a болон ls --all нь ижил утгатай. Нэг зураастай flag-уудыг ихэвчлэн нэгтгэж бичдэг тул ls -l -a болон ls -la нь мөн ижил утгатай. Flag-уудын дараалал ч гаралтын үр дүнд нөлөөлөхгүй: ls -la болон ls -al нь ижил үр дүн үзүүлнэ. Зарим flag маш түгээмэл ашиглагддаг бөгөөд та shell орчинтой илүү танилцах тусам тэдгээрийг шууд ашигладаг болно (жишээ нь, --help, --verbose, --version).

Flags нь shell-ийн дүрмүүдийн (conventions) маш сайн жишээ юм. Shell хэл нь програмаа заавал - эсвэл -- ашиглахыг шаарддаггүй. Та myprogram +myoption myfile гэсэн синтакстай програм бичиж болох ч энэ нь бусдыг төөрөгдүүлнэ, учир нь хүмүүс зураас ашигласан хэлбэрийг хүлээдэг. Практикт ихэнх програмчлалын хэл CLI flag задлан шинжлэх бэлэн сангуудыг (жишээ нь, Python дээрх argparse) санал болгодог.

CLI програмуудын өөр нэг нийтлэг дүрэм бол програмууд нь ижил төрлийн олон тооны аргумент хүлээн авдаг юм. Ийм байдлаар аргумент өгөхөд команд нь тэдгээрийн файл/folder бүр дээр ижил үйлдлийг гүйцэтгэдэг.

mkdir src
mkdir docs
# is equivalent to
mkdir src docs

Энэ хялбар синтакс нь эхлээд харахад шаардлагагүй мэт санагдаж болох ч globbing-той хамтран ашиглах үед маш сайн болж ирдэг. Globbing эсвэл globs нь shell програмыг дуудахаас өмнө өргөжүүлэн хувиргадаг тусгай хэв маяг юм.

Бид одоогийн folder доторх бүх .py файлуудыг рекурсив бус байдлаар устгахыг хүссэн гэж бодъё. Өмнөх лекцээр сурсан зүйлээр бол бид үүнийг ингэж хийж болно:

for file in $(ls | grep -P '\.py$'); do
    rm "$file"
done

Гэвч бид үүнийг ердөө rm *.py гэж орлуулж болно!

Бид терминал дээр rm *.py гэж бичих үед shell /bin/rm програмыг ['*.py'] гэсэн аргументтай ажиллуулдаггүй. Үүний оронд shell одоогийн folderнаас *.py загварт таарч буй файлуудыг хайдаг бөгөөд эндэх * нь ямар ч төрлийн тэмдэгтээс бүрдсэн хоосон буюу түүнээс олон тэмдэгт мөрийг илэрхийлнэ. Тиймээс хэрэв манай folder дотор main.py болон utils.py байгаа бол rm програм ['main.py', 'utils.py'] гэсэн аргументуудыг хүлээн авах болно.

Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг globs нь орлуулах тэмдэгт * (юу ч байж болох хоосон эсвэл олон тэмдэгт), ? (яг нэг дурын тэмдэгт) болон хаалт {} юм. Хаалт {} нь таслалаар тусгаарлагдсан загваруудын жагсаалтыг олон аргумент болгон задлан өргөжүүлдэг.

Практикт globs-ийг тодорхой жишээнүүдээр ойлгох нь илүү хялбар байдаг.

touch folder/{a,b,c}.py
# Will expand to
touch folder/a.py folder/b.py folder/c.py

convert image.{png,jpg}
# Will expand to
convert image.png image.jpg

cp /path/to/project/{setup,build,deploy}.sh /newpath
# Will expand to
cp /path/to/project/setup.sh /path/to/project/build.sh /path/to/project/deploy.sh /newpath

# Globbing techniques can also be combined
mv *{.py,.sh} folder
# Will move all *.py and *.sh files

Зарим shell-үүд (жишээ нь, zsh) рекурсив замыг багтаасан ** зэрэг илүү нарийн globbing-ийг дэмждэг. Тиймээс rm **/*.py нь бүх .py файлуудыг рекурсив байдлаар устгах болно.

Урсгалууд

Бид ингэж програмуудын дарааллыг ажиллуулах үед:

cat myfile | grep -P '\d+' | uniq -c

grep програм нь cat болон uniq програмуудын аль алинтай нь харилцаж байгааг харж болно.

Энд анхаарах чухал зүйл бол бүх гурван програм нэгэн зэрэг ажиллаж байгаа явдал юм. Өөрөөр хэлбэл, shell эхлээд cat-ыг ажиллуулаад, дараа нь grep-ийг, дараа нь uniq-ийг ажиллуулдаггүй. Үүний оронд бүх гурван процесс нэгэн зэрэг үүсч, shell нь cat-ын гаралтыг grep-ийн оролттой, grep-ийн гаралтыг uniq-ийн оролттой холбодог. Пайп (|) операторыг ашиглах үед shell нь дарааллын дагуу нэг програмаас дараагийн програм руу урсах өгөгдлийн урсгал дээр ажилладаг.

Pipeline доторх command-ууд бүгд шууд эхэлдгийг ингэж шалгаж болно:

$ (sleep 15 && cat numbers.txt) | grep -P '^\d$' | sort | uniq  &
[1] 12345
$ ps | grep -P '(sleep|cat|grep|sort|uniq)'
  32930 pts/1    00:00:00 sleep
  32931 pts/1    00:00:00 grep
  32932 pts/1    00:00:00 sort
  32933 pts/1    00:00:00 uniq
  32948 pts/1    00:00:00 grep

Бид cat-аас бусад бүх процессууд шууд ажиллаж байгааг харж байна. Shell нь аль нэг процесс дуусахаас өмнө бүх процессуудыг үүсгэж, тэдгээрийн урсгалуудыг холбодог. cat нь зөвхөн sleep дууссаны дараа эхлэх бөгөөд cat-ын гаралт grep руу дамжих гэх мэтээр үргэлжилнэ.

Програм бүр standard input буюу stdin гэж нэрлэгддэг оролтын урсгалтай байдаг. Pipe хийх үед stdin автоматаар холбогддог. Скрипт дотор олон програмууд stdin-ээс уншихыг илэрхийлэхийн тулд файлын нэрний оронд - тэмдэгтийг хүлээн авдаг:

# These are equivalent when data comes from a pipe
echo "hello" | grep "hello"
echo "hello" | grep "hello" -

Үүнтэй адилаар програм бүр standard output буюу stdout, мөн standard error буюу stderr гэсэн хоёр гаралтын урсгалтай байдаг. stdout нь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг урсгал бөгөөд програмын гаралтыг дараагийн command руу pipe хийхэд ашиглагддаг. stderr нь програмын анхааруулга болон бусад алдааны мэдээллүүдийг хэвлэхэд зориулагдсан урсгал бөгөөд ингэснээр уг гаралт дараагийн command руу дамжин боловсруулагдахаас сэргийлдэг.

$ ls /nonexistent
ls: cannot access '/nonexistent': No such file or directory
$ ls /nonexistent | grep "pattern"
ls: cannot access '/nonexistent': No such file or directory
# The error message still appears because stderr is not piped
$ ls /nonexistent 2>/dev/null
# No output - stderr was redirected to /dev/null

Shell нь эдгээр урсгалуудыг чиглүүлэх (redirecting) синтаксийг санал болгодог. Жишээнүүд:

# Redirect stdout to a file (overwrite)
echo "hello" > output.txt

# Redirect stdout to a file (append)
echo "world" >> output.txt

# Redirect stderr to a file
ls foobar 2> errors.txt

# Redirect both stdout and stderr to the same file
ls foobar &> all_output.txt

# Redirect stdin from a file
grep "pattern" < input.txt

# Discard output by redirecting to /dev/null
cmd > /dev/null 2>&1

Unix философийг сайн харуулдаг өөр нэг хүчтэй хэрэгсэл бол fzf fuzzy finder юм. Энэ нь stdin-ээс мөрүүд уншаад, шүүж сонгох интерактив интерфейс гаргаж өгдөг:

$ ls | fzf
$ cat ~/.bash_history | fzf

fzf нь shell-ийн олон үйлдлүүдтэй нэгдэн ажиллах боломжтой. Shell-ийг өөрчлөх хэсэгт бид үүнийг хэрхэн ашиглах талаар дэлгэрэнгүй үзэх болно.

Орчны хувьсагчид

Bash-д хувьсагч оноохдоо foo=bar гэсэн синтакс ашиглах ба хувьсагчийн утгыг авахдаа $foo гэж бичнэ. foo = bar гэж бичих нь буруу синтакс бөгөөд shell үүнийг foo програмыг ['=', 'bar'] аргументуудтай дуудаж байна гэж задлан шинжлэх болно. Shell скрипт дээр хоосон зайны үүрэг нь аргументуудыг салгах явдал байдаг. Энэ ажиллагаа нь эхэндээ гэнэтийн алдаа дагуулж болох тул үүнийг анхаарна уу.

Shell хувьсагчид төрөл гэж байхгүй бөгөөд бүгд тэмдэгт мөр байдаг. Shell дээр тэмдэгт мөр бичихэд дан хашилт болон давхар хашилтын тэмдэгтүүд өөр өөр үүрэгтэй гэдгийг санаарай. '-оор хашсан тэмдэгт мөр нь хувьсагчийг задлахгүй, команд орлуулахгүй, мөн тусгай тэмдэгтүүдийг хөрвүүлэхгүйгээр шууд утгыг хадгалдаг бол "-оор хашсан тэмдэгт мөр нь эдгээрийг ажиллуулж хувиргадаг.

foo=bar
echo "$foo"
# prints bar
echo '$foo'
# prints $foo

Командын гаралтыг хувьсагчид хадгалахын тулд бид command substitution-ыг ашигладаг. Бид дараах кодыг ажиллуулахад:

files=$(ls)
echo "$files" | grep README
echo "$files" | grep ".py"

ls-ийн гаралт (тодруулбал stdout) $files хувьсагчид хадгалагдах бөгөөд бид үүнийг дараа нь ашиглаж болно. $files хувьсагчийн агуулга нь ls-ийн гаралтын шинэ мөр шилжүүлэх тэмдэгтүүдийг хадгалдаг тул grep зэрэг програмууд мөр бүр дээр бие даан ажиллах боломжтой байдаг.

Үүнтэй төстэй, арай бага дурдагддаг өөр нэг боломж бол process substitution бөгөөд <( CMD ) нь CMD командыг ажиллуулж, гаралтыг нь түр зуурын файлд хадгалаад уг түр файлын нэрийг <()-ийн оронд орлуулан тавьдаг. Энэ нь програмууд утгыг STDIN-ээр биш харин файлаар дамжуулан авахыг хүлээж байгаа үед их хэрэг болдог. Жишээлбэл, diff <(ls src) <(ls docs) нь src болон docs folder доторх файлуудын ялгааг харуулах болно.

Shell-ээс өөр нэг програмыг ажиллуулах бүрд тэрээр environment variables (орчны хувьсагчид) гэж нэрлэгддэг хувьсагчдын багцыг дамжуулдаг. Бид shell дээр printenv командыг ажиллуулан одоогийн environment variables-ийг харж болно. Environment variable-ийг тодорхой програмд зориулан дамжуулахын тулд командын өмнө хувьсагч оноох үйлдлийг бичнэ:

Орчны хувьсагчдыг ТОМ ҮСГЭЭР (жишээ нь, HOME, PATH, DEBUG) бичих журамтай. Энэ нь техникийн шаардлага биш боловч локал хувьсагчдаас (ихэвчлэн жижиг үсгээр бичигддэг) ялгахад тусалдаг.

TZ=Asia/Tokyo date  # prints the current time in Tokyo
echo $TZ  # this will be empty, since TZ was only set for the child command

Үүний оронд бид одоогийн орчныг өөрчлөх export суурилагдсан функцийг ашиглаж болох бөгөөд ингэснээр дараах бүх хүү процессууд уг хувьсагчийг өвлөн авах болно:

export DEBUG=1
# All programs from this point onwards will have DEBUG=1 in their environment
bash -c 'echo $DEBUG'
# prints 1

Хувьсагчийг устгахын тулд shell-ийн built-in unset командыг ашиглана, жишээ нь unset DEBUG.

Орчны хувьсагчид нь shell-ийн өөр нэгэн дүрэм юм. Тэдгээрийг олон програмын ажиллагааг шууд бусаар өөрчлөхөд ашиглаж болно. Жишээлбэл, shell нь одоогийн хэрэглэгчийн home folder-ийн замыг $HOME орчны хувьсагчид хадгалдаг. Ингэснээр програмууд --home /home/alice гэж зааж өгөхийг шаардалгүйгээр энэ хувьсагчаас мэдээллийг авч чаддаг. Өөр нэг жишээ бол олон програмууд огноо, цагийг форматыг тодорхойлоход ашигладаг $TZ хувьсагч юм.

Гаралтын кодууд

Бидний өмнө үзсэнчлэн, shell програмын үндсэн гаралт нь stdout/stderr урсгалууд болон файлын систем дэх өөрчлөлтүүдээр илэрхийлэгддэг.

Анхны тохиргоогоор shell скрипт нь гаралтын код (exit code) тэг утгыг буцаадаг. Дүрмийн дагуу тэг гаралтын код нь бүх зүйл амжилттай болсныг илтгэдэг бол тэгээс өөр утга нь алдаа гарсан болохыг илэрхийлнэ. Тэгээс өөр код буцаахын тулд бид shell-ийн exit NUM суурилагдсан командыг ашиглах ёстой. Хамгийн сүүлд ажилласан командын гаралтын кодыг бид тусгай $? хувьсагчаар дамжуулан авч болно.

Shell-д AND болон OR үйлдлүүдийг гүйцэтгэх && болон || логик операторууд байдаг. Ердийн програмчлалын хэлнээс ялгаатай нь shell дэх эдгээр операторууд нь програмуудын гаралтын кодууд дээр ажилладаг. Тэд хоёулаа богино холболтын (short-circuiting) операторууд юм. Энэ нь өмнөх командын амжилттай (код 0) эсвэл амжилтгүй (тэгээс өөр код) болсон дээр үндэслэн дараагийн командуудыг нөхцөлтэйгөөр ажиллуулахад ашиглагдаж болно гэсэн үг юм. Жишээнүүд:

# echo will only run if grep succeeds (finds a match)
grep -q "pattern" file.txt && echo "Pattern found"

# echo will only run if grep fails (no match)
grep -q "pattern" file.txt || echo "Pattern not found"

# true is a shell program that always succeeds
true && echo "This will always print"

# and false is a shell program that always fails
false || echo "This will always print"

Үүнтэй ижил зарчим if болон while нөхцөлүүдэд хамаарна, тэд хоёулаа гаралтын кодуудыг ашиглан шийдвэр гаргадаг:

# if uses the return code of the condition command (0 = true, nonzero = false)
if grep -q "pattern" file.txt; then
    echo "Found"
fi

# while loops continue as long as the command returns 0
while read line; do
    echo "$line"
done < file.txt

Сигналууд

Зарим тохиолдолд та ажиллаж байгаа програмыг зогсоох шаардлагатай болдог, жишээлбэл команд хэтэрхий удаан ажиллах үед. Програмыг зогсоох хамгийн энгийн арга бол Ctrl-C дарах бөгөөд үүний дараа команд зогсох болно. Гэхдээ энэ нь цаанаа хэрхэн ажилладаг, яагаад заримдаа процессыг зогсоож чаддаггүй вэ?

$ sleep 100
^C
$

Энд ^C нь терминал дээр Ctrl-C дарах үед харагдах тэмдэглэгээ юм.

Цаанаа дараах үйл явц өрнөсөн:

  1. Бид Ctrl-C дарсан
  2. Shell энэ тусгай тэмдэгтүүдийг таньсан
  3. Shell процесс sleep процесс руу SIGINT сигналыг илгээсэн
  4. Сигнал нь sleep процессын ажиллагааг зогсоосон

Сигналууд (Signals) нь тусгай харилцааны механизм юм. Процесс сигнал хүлээн авах үедээ ажиллагаагаа зогсоож, сигналыг боловсруулаад, сигналын өгсөн мэдээлэлд үндэслэн ажиллагааны урсгалаа өөрчлөх боломжтой байдаг. Ийм учраас сигналуудыг програм хангамжийн тасалдал (software interrupts) гэж нэрлэдэг.

Бидний хувьг Ctrl-C дарах нь shell-ийг процесс руу SIGINT сигналыг илгээхэд хүргэдэг. SIGINT-ийг барьж аваад үл тоомсорлодог, ажиллагаагаа зогсоодоггүй Python програмын жижиг жишээг доор үзүүлэв. Энэ програмыг зогсоохын тулд бид Ctrl-\ дарж SIGQUIT сигналыг илгээх хэрэгтэй.

#!/usr/bin/env python
import signal, time

def handler(signum, time):
    print("\nI got a SIGINT, but I am not stopping")

signal.signal(signal.SIGINT, handler)
i = 0
while True:
    time.sleep(.1)
    print("\r{}".format(i), end="")
    i += 1

Энэ програмд SIGINT-ийг хоёр удаа илгээж, дараа нь SIGQUIT илгээхэд юу болохыг доор үзүүлэв. ^ нь терминал дээр Ctrl товчлуурыг илэрхийлнэ.

$ python sigint.py
24^C
I got a SIGINT, but I am not stopping
26^C
I got a SIGINT, but I am not stopping
30^\[1]    39913 quit       python sigint.py

SIGINT болон SIGQUIT нь терминалтай холбоотой хүсэлтүүдэд ашиглагддаг бол процессыг аюулгүй, зөв зогсоох ерөнхий сигнал бол SIGTERM юм. Энэ сигналыг илгээхийн тулд бид kill командыг kill -TERM <PID> синтакс ашиглан дуудаж болно.

Сигнал нь процессыг устгахаас гадна өөр зүйлсийг хийж чадна. Жишээлбэл, SIGSTOP нь процессыг түр зогсооно. Терминал дээр Ctrl-Z дарах нь shell-ийг SIGTSTP (Terminal Stop - терминалын SIGSTOP хувилбар) сигнал илгээхэд хүргэдэг.

Бид түр зогссон ажлыг fg эсвэл bg command-уудаар харгалзан урд талд (foreground) эсвэл ард (background) үргэлжлүүлэн ажиллуулж болно.

jobs command нь одоогийн терминалын сесстэй холбоотой дуусаагүй байгаа ажлуудыг жагсаадаг. Та эдгээр ажлуудыг pid-ээр нь зааж өгч болно (pid-ийг олохын тулд pgrep-ийг ашиглана). Мөн процессыг хувийн тэмдэгт % болон ажлын дугаараар (jobs command-ын харуулдаг дугаар) зааж өгөх боломжтой. Хамгийн сүүлд ард ажиллуулсан ажлыг тусгай $! параметрээр авна.

Командын төгсгөлд & залгаж бичвэл command-ыг шууд ард ажиллуулж, prompt-ийг танд буцааж өгөх болно. Гэхдээ энэ нь shell-ийн STDOUT-ийг ашигласаар байх тул гаралт хэвлэгдээд төвөгтэй байж болно (үүнийг шийдэхийн тулд гаралтыг чиглүүлнэ үү). Үүнтэй ижил үр дүнд хүрэхийн тулд ажиллаж байгаа програмыг Ctrl-Z дарж зогсоогоод дараа нь bg гэж ажиллуулж болно.

Ард ажиллаж байгаа процессууд нь таны терминалын хүү процессууд хэвээр байх бөгөөд хэрэв та терминалыг хаавал тэд устгагдах болно (терминал хаагдахад тэдэнд SIGHUP сигнал очих болно). Үүнээс сэргийлэхийн тулд програмыг nohup (SIGHUP сигналыг үл тоомсорлогч wrapper) ашиглан ажиллуулах эсвэл ажиллаж эхэлсэн процессыг disown command-аар салгаж болно. Эсвэл дараагийн хэсэгт үзэх терминал үржүүлэгчийг ашиглаж болно.

Доорх жишээнд эдгээр ойлголтуудыг харуулав.

$ sleep 1000
^Z
[1]  + 18653 suspended  sleep 1000

$ nohup sleep 2000 &
[2] 18745
appending output to nohup.out

$ jobs
[1]  + suspended  sleep 1000
[2]  - running    nohup sleep 2000

$ kill -SIGHUP %1
[1]  + 18653 hangup     sleep 1000

$ kill -SIGHUP %2   # nohup protects from SIGHUP

$ jobs
[2]  + running    nohup sleep 2000

$ kill %2
[2]  + 18745 terminated  nohup sleep 2000

SIGKILL нь тусгай сигнал бөгөөд үүнийг процесс барьж авч чадахгүй тул процессыг шууд зогсоодог. Гэхдээ энэ нь системд өнчин хүү процессуудыг үлдээх зэрэг сөрөг үр дагавартай байж болно.

Та эдгээр болон бусад сигналуудын талаар эндээс эсвэл man signal, kill -l командаар дэлгэрүүлж үзнэ үү.

Shell скрипт дотор сигнал хүлээн авах үед командуудыг ажиллуулахын тулд trap суурилагдсан командыг ашиглаж болно. Энэ нь цэвэрлэгээ хийх үйлдлүүдэд их хэрэг болдог:

#!/usr/bin/env bash
cleanup() {
    echo "Cleaning up temporary files..."
    rm -f /tmp/mytemp.*
}
trap cleanup EXIT  # Run cleanup when script exits
trap cleanup SIGINT SIGTERM  # Also on Ctrl-C or kill

Алсын серверүүд

Өнөө үед програмчид өдөр тутмын ажилдаа алсын серверүүдтэй ажиллах нь улам бүр түгээмэл болж байна. Үүний тулд хамгийн түгээмэл ашиглагддаг хэрэгсэл бол SSH (Secure Shell) бөгөөд энэ нь алсын сервертэй холбогдож танил shell интерфейсийг олгодог. Бид сервертэй дараах командаар холбогдоно:

ssh alice@server.mit.edu

Энд бид server.mit.edu сервер рүү alice хэрэглэгчээр нэвтрэхийг оролдож байна.

ssh-ийн хүмүүс тэр бүр анзаардаггүй нэг давуу тал нь command-ыг интерактив бус байдлаар ажиллуулж болдогт байдаг. ssh нь command-ын stdin-ийг дамжуулж, stdout-ийг буцааж авах ажлыг зөв хийдэг тул бусад command-тай амархан хослуулж болно:

# here ls runs in the remote, and wc runs locally
ssh alice@server ls | wc -l

# here both ls and wc run in the server
ssh alice@server 'ls | wc -l'

Сүлжээ тасрах, унтах горимд шилжих, сүлжээ солигдох болон сүлжээний хоцролт ихтэй үед найдвартай ажилладаг SSH-ийг орлох Mosh хэрэгслийг суулгаад ашиглаад үзээрэй.

Remote server дээр command ажиллуулахын тулд ssh таныг зөвшөөрөлтэй хэрэглэгч мөн гэдгийг баталгаажуулах ёстой. Үүнийг нууц үгээр эсвэл SSH түлхүүрээр хийж болно. Түлхүүрт суурилсан authentication нь public-key криптограф ашигладаг тул нууц private key-гээ ил гаргалгүйгээр server-т өөрийгөө таниулна. Энэ арга нь илүү эвтэйхэн, бас аюулгүй тул боломжтой бол үүнийг ашигласан нь дээр. Private key (ихэвчлэн ~/.ssh/id_rsa, сүүлийн үед ~/.ssh/id_ed25519) нь нууц үгтэй адил мэдрэмтгий зүйл тул сайн хамгаалж, хэзээ ч бусадтай хуваалцаж болохгүй.

Түлхүүрийн хослолыг үүсгэхийн тулд ssh-keygen ажиллуулна.

ssh-keygen -a 100 -t ed25519 -f ~/.ssh/id_ed25519

Хэрэв та GitHub руу SSH түлхүүр ашиглан ханддаг бол энд дурдсан алхмуудыг аль хэдийн хийсэн бөгөөд хүчинтэй түлхүүрийн хослолтой байгаа байх. Түлхүүрийн нууц үгийг шалгаж, баталгаажуулахын тулд ssh-keygen -y -f /path/to/key командыг ажиллуулж болно.

Сервер тал дээр ssh нь аль үйлчлүүлэгчийг нэвтрүүлэхээ шийдэхийн тулд .ssh/authorized_keys файлыг шалгадаг. Өөрийн нийтийн түлхүүрийг сервер рүү хуулахын тулд:

cat .ssh/id_ed25519.pub | ssh alice@remote 'cat >> ~/.ssh/authorized_keys'

# or more simply (if ssh-copy-id is available)

ssh-copy-id -i .ssh/id_ed25519 alice@remote

Command ажиллуулахаас гадна ssh-ийн нээсэн холболтоор файлаа server рүү, эсвэл server-ээс локал руу найдвартай зөөж болно. scp нь уламжлалт хэрэгсэл бөгөөд syntax нь scp path/to/local_file remote_host:path/to/remote_file. rsync нь local болон remote талд аль файл аль хэдийн ижил байгааг таньж, дахин хуулахгүй гэдгээрээ scp-ээс давуу. Мөн symlink, permission удирдах, тасарсан хуулалтыг үргэлжлүүлэх --partial flag гэх мэт нэмэлт боломжтой. rsync нь scp-тэй төстэй syntax ашигладаг.

SSH үйлчлүүлэгчийн тохиргоо ~/.ssh/config файлд байрлах бөгөөд энд бид серверүүд болон тэдгээрийн анхны тохиргоог тодорхойлж болно. Энэ тохиргооны файлыг зөвхөн ssh бус, мөн scp, rsync, mosh зэрэг бусад програмууд уншиж ашигладаг.

Host vm
    User alice
    HostName 172.16.174.141
    Port 2222
    IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519

# Configs can also take wildcards
Host *.mit.edu
    User alice

Терминал үржүүлэгчид

CLI интерфейсийг ашиглах үед та нэгэн зэрэг олон зүйл ажиллуулах шаардлагатай болдог. Жишээлбэл, код засварлагч болон програмаа зэрэгцүүлж харахыг хүсэж болно. Үүнийг олон терминалын цонх нээж хийж болох ч terminal multiplexer ашиглах нь илүү тохиромжтой шийдэл юм.

tmux зэрэг terminal multiplexers нь терминалын цонхыг хэсгүүд (panes) болон таб (windows) болгон хувааж ашиглах боломжийг олгосноор олон shell сессүүдтэй үр дүнтэй ажиллах нөхцөлийг бүрдүүлдэг. Түүнчлэн, terminal multiplexer нь одоогийн терминалын сессийг detach хийгээд, дараа нь reattach хийх боломж өгдөг. Үүнээс шалтгаалан terminal multiplexers нь алсын сервертэй ажиллах үед nohup зэрэг аргуудыг ашиглах шаардлагагүй болгодог тул маш тохиромжтой байдаг.

Өнөө үед хамгийн алдартай terminal multiplexer бол tmux юм. tmux нь тохируулах өндөр боломжтой бөгөөд холбогдох товчны хослолуудыг ашиглан олон таб, хэсгүүдийг үүсгэж тэдгээрийн хооронд хурдан шилжиж болно.

tmux-ийг ашиглахын тулд түүний товчны хослолуудыг мэдэх шаардлагатай бөгөөд тэдгээр нь бүгд <C-b> x хэлбэртэй байна: (1) Ctrl+b дарж, (2) Ctrl+b-ийг суллаад, (3) x товчлуурыг дарна. tmux нь дараах шатлал бүхий объектуудтай:

tmux-ийн талаар илүү iихийг мэдэхийн тулд энэ богино заавар болон энэ дэлгэрэнгүй тайлбарыг уншина уу.

tmux болон SSH ашиглаж сурсны дараа та өөрийн ажиллах орчныг дурын машин дээр өөрийнхөөрөө байлгахыг хүсэх болно. Энд shell тохиргоо (shell customization) хэрэг болно.

Shell-ийг өөртөө тааруулан өөрчлөх

Олон CLI програм dotfiles гэж нэрлэдэг plain-text файлуудаар тохируулагддаг. Файлын нэр нь .-оор эхэлдэг тул (~/.vimrc гэх мэт) ийм файлууд ls хийхэд default-аар харагддаггүй, hidden байдаг.

Dotfiles нь shell-ийн өөр нэгэн дүрэм юм. Эхэнд байгаа цэг нь тэдгээрийг жагсаалтад харуулахгүй нуух зорилготой байдаг.

Shell-үүд нь ийм файлуудаар тохируулагддаг програмуудын нэг жишээ юм. Ажиллаж эхлэхдээ shell нь тохиргоогоо ачаалахын тулд олон файл уншдаг. Shell-ийн төрөл болон нэвтрэх сесс (login session) эсвэл интерактив сессээс хамааран энэ үйл явц нь нэлээд нарийн төвөгтэй байж болно. Сэдвийн талаарх маш сайн нөөцийг эндээс үзнэ үү.

bash-ийн хувьд .bashrc эсвэл .bash_profile файлыг засварлах нь ихэнх системд тохирдог. Dotfiles ашиглан тохируулж болох зарим хэрэгслүүд:

Түгээмэл хийгддэг тохиргооны өөрчлөлт бол shell програм хайх шинэ байршлуудыг нэмэх юм. Програм хангамж суулгах үед та энэ загвартай таарах болно:

export PATH="$PATH:path/to/append"

Энд бид shell-д $PATH хувьсагчийн утгыг одоогийн утга дээр шинэ замыг нэмж оноож, бүх хүү процессууд PATH-ийн энэ шинэ утгыг өвлөн авахыг зааж байна. Энэ нь хүү процессуудад path/to/append folder доор байрлах програмуудыг олох боломж өгнө.

Shell-ээ өөрчлөх нь ихэвчлэн шинэ CLI хэрэгслүүдийг суулгахыг шаарддаг. Багц удирдагчид (package managers) үүнийг хялбар болгодог. Тэд програм татах, суулгах, шинэчлэх үйлдлүүдийг хариуцдаг. Үйлдлийн систем бүр өөр өөрийн багц удирдагчтай байдаг: macOS нь Homebrew, Ubuntu/Debian нь apt, Fedora нь dnf, харин Arch нь pacman ашигладаг. Бид багц удирдагчдын талаар кодын тээвэрлэлт лекцээр дэлгэрэнгүй үзэх болно.

macOS дээр Homebrew ашиглан хоёр хэрэгтэй програмыг хэрхэн суулгахыг доор үзүүлэв:

# ripgrep: a faster grep with better defaults
brew install ripgrep

# fd: a faster, user-friendly find
brew install fd

Эдгээрийг суулгаснаар та grep-ийн оронд rg, харин find-ын оронд fd командыг ашиглаж болно.

curl | bash анхааруулга: Та curl -fsSL https://example.com/install.sh | bash гэх мэт суулгах зааврыг олноор харах болно. Энэ арга нь скриптийг татаж аваад шууд ажиллуулдаг тул маш хялбар боловч эрсдэлтэй; та шалгаагүй кодоо шууд ажиллуулж байна гэсэн үг юм. Илүү аюулгүй арга бол эхлээд татаж аваад, кодыг шалгаад дараа нь ажиллуулах юм:

curl -fsSL https://example.com/install.sh -o install.sh
less install.sh  # review the script
bash install.sh

Some installers use a slightly safer variant: /bin/bash -c "$(curl -fsSL https://url)" which at least ensures bash interprets the script rather than your current shell.

When you try to run a command that isn’t installed, your shell will show command not found. The website command-not-found.com is a helpful resource you can use to search for any command to find out how to install it across different package managers and distributions.

Another useful tool is tldr, which provides simplified, example-focused man pages. Instead of reading through lengthy documentation, you can quickly see common usage patterns:

$ tldr fd
  An alternative to find.
  Aims to be faster and easier to use than find.

  Recursively find files matching a pattern in the current directory:
      fd "pattern"

  Find files that begin with "foo":
      fd "^foo"

  Find files with a specific extension:
      fd --extension txt

Sometimes you don’t need a whole new program, but rather just a shortcut for an existing command with specific flags. That’s where aliases come in.

We can also create our own command aliases using the alias shell built-in. A shell alias is a short form for another command that your shell will replace automatically before evaluating the expression. For instance, an alias in bash has the following structure:

alias alias_name="command_to_alias arg1 arg2"

Note that there is no space around the equal sign =, because alias is a shell command that takes a single argument.

Aliases have many convenient features:

# Түгээмэл flags-д зориулсан товчлол үүсгэх
alias ll="ls -lh"

# Байнга бичдэг урт command-уудыг хурдан бичих
alias gs="git status"
alias gc="git commit"

# Буруу бичихээс сэргийлэх
alias sl=ls

# Програмуудыг илүү найдвартай тохиргоотой болгох
alias mv="mv -i"           # -i нь файлыг дахин бичихээс өмнө асууна
alias mkdir="mkdir -p"     # -p нь эцэг folder байхгүй бол үүсгэнэ
alias df="df -h"           # -h нь хэмжээг хүнд уншихад хялбар форматоор харуулна

# Алиасуудыг хослуулж болно
alias la="ls -A"
alias lla="la -l"

# Алиасыг үл тоомсорлон жинхэнэ command-ыг ажиллуулахдаа өмнө нь \ тавина
\ls
# Эсвэл unalias ашиглан алиасыг бүрмөсөн идэвхгүй болгоно
unalias la

# Алиасын тодорхойлолтыг харахын тулд alias-ийг дуудна
alias ll
# ll='ls -lh' гэж хэвлэнэ

Aliases have limitations: they cannot take arguments in the middle of a command. For more complex behavior, you should use shell functions instead.

Most shells support Ctrl-R for reverse history search. Type Ctrl-R and start typing to search through previous commands. Earlier we introduced fzf as a fuzzy finder; with fzf’s shell integration configured, Ctrl-R becomes an interactive fuzzy search through your entire history, far more powerful than the default.

How should you organize your dotfiles? They should be in their own folder, under version control, and symlinked into place using a script. This has the benefits of:

What should you put in your dotfiles? You can learn about your tool’s settings by reading online documentation or man pages. Another great way is to search the internet for blog posts about specific programs, where authors will tell you about their preferred customizations. Yet another way to learn about customizations is to look through other people’s dotfiles: you can find tons of dotfiles repositories on GitHub — see the most popular one here (we advise you not to blindly copy configurations though). Here is another good resource on the topic.

All of the class instructors have their dotfiles publicly accessible on GitHub: Anish, Jon, Jose.

Frameworks and plugins can improve your shell as well. Some popular general frameworks are prezto or oh-my-zsh, and smaller plugins that focus on specific features:

Shells like fish include many of these features by default.

You don’t need a massive framework like oh-my-zsh to get these features. Installing individual plugins is often faster and gives you more control. Large frameworks can significantly slow down shell startup time, so consider installing only what you actually use.

AI in the Shell

There are many ways to incorporate AI tooling in the shell. Here are a few examples at different levels of integration:

Command generation: Tools like simonw/llm can help generate shell commands from natural language descriptions:

$ llm cmd "find all python files modified in the last week"
find . -name "*.py" -mtime -7

Pipeline integration: LLMs can be integrated into shell pipelines to process and transform data. They’re particularly useful when you need to extract information from inconsistent formats where regex would be painful:

$ cat users.txt
Contact: john.doe@example.com
User 'alice_smith' logged in at 3pm
Posted by: @bob_jones on Twitter
Author: Jane Doe (jdoe)
Message from mike_wilson yesterday
Submitted by user: sarah.connor
$ INSTRUCTIONS="Extract just the username from each line, one per line, nothing else"
$ llm "$INSTRUCTIONS" < users.txt
john.doe
alice_smith
bob_jones
jdoe
mike_wilson
sarah.connor

Бид хувьсагч дотор хоосон зай байгаа тул "$INSTRUCTIONS" (хашилттай) ашиглаж байгааг болон файлын агуулгыг stdin рүү чиглүүлэхийн тулд < users.txt-ийг ашиглаж байгааг анхаарна уу.

AI shell-үүд: Claude Code зэрэг хэрэгслүүд нь англи хэлээр өгсөн зааврыг shell-ийн үйлдэл, файл засварлах болон олон алхамт нарийн төвөгтэй ажлууд болгон хөрвүүлдэг meta-shell-ийн үүргийг гүйцэтгэдэг.

Терминал эмуляторууд

Shell-ээ тохируулахаас гадна өөрийн ашиглах terminal emulator (терминал эмулятор) болон түүний тохиргоог сонгоход хэсэг хугацаа зарцуулах нь зүйтэй. Terminal emulator нь таны shell ажилладаг текстэн интерфейсийг олгодог GUI програм юм. Маш олон terminal emulators байдаг.

Терминал дээрээ олон зуун, магадгүй олон мянган цагийг зарцуулах тул түүний тохиргоог анхаарах нь үр өгөөжтэй байдаг. Та терминал дээрээ дараах зүйлсийг өөрчилж болно:

Дасгал ажил

Аргументууд ба globs

  1. Та заримдаа cmd --flag -- --notaflag гэх мэт командуудыг харах болно. -- нь програмд flag задлан шинжлэхээ зогсоохыг заадаг тусгай аргумент юм. ---ийн дараа байгаа бүх зүйлийг байрлалын аргумент (positional argument) гэж үзнэ. Энэ нь яагаад хэрэгтэй байж болох вэ? touch -- -myfile гэж ажиллуулан файл үүсгээд, дараа нь -- ашиглахгүйгээр устгахыг оролдоно уу.

  2. man ls хуудсыг уншаад ингэж файлуудыг жагсаах ls команд бичнэ үү:
    • Нууц файлыг оролцуулан бүх файлыг харуулна
    • Хэмжээг хүнд уншихад хялбар форматоор харуулна (жишээ нь 454279954-ийн оронд 454M)
    • Файлуудыг сүүлд өөрчлөгдсөн хугацаагаар нь эрэмбэлнэ
    • Гаралт нь өнгөтэй байна

    Жишээ гаралт иймэрхүү харагдана:

     -rw-r--r--   1 user group 1.1M Jan 14 09:53 baz
 drwxr-xr-x   5 user group  160 Jan 14 09:53 .
 -rw-r--r--   1 user group  514 Jan 14 06:42 bar
 -rw-r--r--   1 user group 106M Jan 13 12:12 foo
 drwx------+ 47 user group 1.5K Jan 12 18:08 ..
  3. Process substitution <(command) нь command-ын гаралтыг файл шиг ашиглах боломж өгдөг. Process substitution-тай diff ашиглан printenv болон export-ийн гаралтыг харьцуулна уу. Тэд юугаараа ялгаатай вэ? (Сэжүүр: diff <(printenv | sort) <(export | sort) ажиллуулна уу).

Environment Variables

  1. Дараах үйлдлийг гүйцэтгэх bash функцууд болох marco болон polo-г бичнэ үү: таныг marco ажиллуулах бүрд одоогийн ажиллаж буй folder хадгалагдах бөгөөд таныг ямар ч folder дотор байсан polo ажиллуулахад cd хийж таныг marco-г ажиллуулсан folder руу буцаах болно. Алдааг хялбар засахын тулд кодыг marco.sh файлд бичиж, source marco.sh ажиллуулан өөрийн shell-д ачаалж туршина уу.

Return Codes

  1. Танд хааяа нэг алдаа заадаг команд байна гэж бодъё. Алдааг илрүүлэхийн тулд гаралтыг хадгалах шаардлагатай боловч алдаа заах хүртэл гараар ажиллуулах нь цаг их үрнэ. Дараах скриптийг алдаа заах хүртэл нь ажиллуулах бөгөөд түүний стандарт гаралт болон алдааны урсгалуудыг файлд хадгалж, төгсгөлд нь бүх гаралтыг хэвлэдэг bash скрипт бичнэ үү. Хэрэв скрипт алдаа заах хүртэл нийт хэдэн удаа ажилласныг хэвлэж чадвал бонус оноо болно.

     #!/usr/bin/env bash

 n=$(( RANDOM % 100 ))

 if [[ n -eq 42 ]]; then
    echo "Something went wrong"
    >&2 echo "The error was using magic numbers"
    exit 1
 fi

 echo "Everything went according to plan"

Signals and Job Control

  1. Терминал дээр sleep 10000 ажлыг эхлүүлээд, Ctrl-Z дарж түр зогсоон bg command-аар ард ажиллуулна уу. Одоо pgrep ашиглан түүний pid-ийг олж, pkill ашиглан pid-ийг гараар бичихгүйгээр устгана уу. (Сэжүүр: -lf flags ашиглана уу).

  2. Та нэг процессыг дуустал өөр процессыг ажиллуулахгүй хүлээхийг хүсэж байна гэж бодъё. Үүнийг хэрхэн шийдэх вэ? Энэ дасгалд хүлээх процесс маань үргэлж sleep 60 & байна. Үүнд хүрэх нэг арга бол wait командыг ашиглах юм. Sleep командыг ажиллуулаад, ls командыг арын процесс дуустал хүлээдэг болгон туршина уу.

    Гэвч, хэрэв бид өөр багц сессээс эхлүүлбэл энэ арга ажиллахгүй, учир нь wait нь зөвхөн хүү процессууд дээр ажилладаг. Тэмдэглэлд дурдаагүй нэг зүйл бол kill командын гаралтын төлөв амжилттай бол 0, үгүй бол тэгээс өөр утга буцаадаг юм. kill -0 нь сигнал илгээдэггүй боловч процесс байхгүй тохиолдолд тэгээс өөр код буцаана. PID авдаг бөгөөд уг процесс дуусах хүртэл хүлээдэг pidwait нэртэй bash функц бичнэ үү. CPU-ийг дэмий үрэхээс сэргийлэхийн тулд sleep ашиглах хэрэгтэй.

Files and Permissions

  1. (Гүнзгийрүүлсэн) Directory дотроос хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн файлыг recursive байдлаар олдог command эсвэл script бичнэ үү. Илүү ерөнхий байдлаар, бүх файлыг өөрчлөгдсөн хугацаагаар нь жагсааж чадах уу?

Terminal Multiplexers

  1. Энэ tmux зааврыг дагаж суралцаад, дараа нь эдгээр алхмуудын дагуу үндсэн тохиргоонуудыг хийж сурна уу.

Aliases and Dotfiles

  1. Командыг буруу бичих үед зориулан cd рүү хөрвөх dc алиасыг (alias) үүсгэнэ үү.

  2. history | awk '{$1="";print substr($0,2)}' | sort | uniq -c | sort -n | tail -n 10 ажиллуулан өөрийн хамгийн их ашигласан 10 командыг олж, тэдгээрт зориулсан богино алиас бичих талаар бодно уу. Тэмдэглэл: энэ нь Bash дээр ажиллана; хэрэв та ZSH ашиглаж байгаа бол зүгээр history биш history 1 ашиглана уу.

  3. Өөрийн dotfiles-д зориулж folder үүсгэн хувилбарын хяналтад (Git) оруулна уу.

  4. Ядаж нэг програмын тохиргоог (эхлэхдээ shell prompt-ийг өөрчлөх $PS1 тохиргоо байж болно) өөрийн dotfiles-д нэмнэ үү.

  5. Өөрийн dotfiles-ыг шинэ машин дээр хурдан (мөн механик ажиллагаагүй) суулгах аргыг бэлтгэнэ үү. Энэ нь файл бүрд ln -s хийдэг энгийн скрипт эсвэл тусгай хэрэгсэл ашигласан байж болно.

  6. Суулгах скриптээ шинэ виртуал машин дээр туршиж үзнэ үү.

  7. Өөрийн одоогийн ашиглаж буй хэрэгслүүдийн бүх тохиргоог dotfiles сан руугаа шилжүүлнэ үү.

  8. Өөрийн dotfiles-оо GitHub дээр нийтэлнэ үү.

Remote Machines (SSH)

Эдгээр дасгалд зориулж Linux virtual machine суулгаарай (эсвэл аль хэдийн байгаа нэгийг ашиглаж болно). Virtual machine сайн мэдэхгүй бол суулгах талаар энэ tutorial-ийг үзээрэй.

  1. ~/.ssh/ directory рүү орж SSH түлхүүр байгаа эсэхийг шалгана уу. Байхгүй бол ssh-keygen -a 100 -t ed25519 ашиглан үүсгээрэй. Passphrase болон ssh-agent ашиглавал дээр; дэлгэрэнгүй мэдээлэл энд бий.

  2. .ssh/config файлыг ингэж засварлана уу:

     Host vm
     User username_goes_here
     HostName ip_goes_here
     IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519
     LocalForward 9999 localhost:8888

  3. ssh-copy-id vm ажиллуулан өөрийн ssh нийтийн түлхүүрийг сервер рүү хуулна уу.

  4. Өөрийн VM дотор python -m http.server 8888 ажиллуулан вэб сервер эхлүүлнэ үү. Өөрийн локал машин дээр хөтчөөрөө http://localhost:9999 хаягаар орон VM-ийн вэб сервер рүү хандана уу.

  5. Өөрийн SSH серверийн тохиргоог sudo vim /etc/ssh/sshd_config командаар нээж PasswordAuthentication утгыг өөрчлөн нууц үгээр нэвтрэхийг хаана уу. Мөн PermitRootLogin утгыг өөрчлөн root хэрэглэгчээр нэвтрэхийг хаана уу. SSH үйлчилгээг sudo service sshd restart ажиллуулан дахин ачаалж, дахин нэвтэрч туршина уу.

  6. (Асуулт) VM дотор mosh-ийг суулгаж холболт үүсгэнэ үү. Дараа нь серверийн сүлжээний холболтыг салгана уу. Mosh холболтыг буцааж сэргээж чадаж байна уу?

  7. (Асуулт) ssh командын -N болон -f flag-уудын үүргийг судалж, арын горимд портыг чиглүүлэх командыг олно уу.

Энэ хуудсыг засварлах.

Лиценз: CC BY-NC-SA.