Bash 中的 shopt -s globstar：递归 Glob 模式详解

引言

在 Unix-like 系统中，Bash（Bourne-Again SHell）作为最流行的命令行 shell，已成为开发者和系统管理员的必备工具。Bash 不仅仅是一个简单的命令解释器，它还提供了强大的文件路径扩展机制，即"globbing"（通配符匹配）。Globbing 允许用户使用如 *、? 等模式来匹配文件和目录，而无需编写复杂的正则表达式或调用外部工具。这使得文件操作变得高效而直观。

然而，传统的 globbing 模式有一个显著的局限性：它无法递归遍历子目录。例如，使用 ls *.txt 只能匹配当前目录下的 .txt 文件，而忽略嵌套在子目录中的文件。这在处理复杂目录结构时常常令人沮丧，尤其是项目目录或日志文件夹中文件层层嵌套的情况下。幸运的是，Bash 4.0 版本引入了一个名为"globstar"的 shell 选项，通过 shopt -s globstar 启用，它让双星号 ** 成为递归匹配的利器。 这个选项将 globbing 的能力扩展到整个目录树，让用户能够轻松实现如 ls **/*.txt 这样的递归文件查找。

本文将详细介绍 globstar 的原理、启用方法、基本与高级用法、实际应用场景，以及与传统工具如 find 的比较，确保你能立即上手。

globstar 的历史与启用方法

globstar 并非 Bash 的原创功能，它受到了其他 shell 如 Zsh 和 Ksh93 的启发。这些 shell 早在 Bash 4.0（2009 年发布）之前就已支持递归 globbing。 Bash 的引入 globstar 旨在增强其与这些现代 shell 的兼容性，同时保持向后兼容性。默认情况下，globstar 是禁用的，这避免了潜在的意外行为------因为在旧版 Bash 中，** 仅被视为单个 * 的变体，仅匹配当前目录。

要启用 globstar，只需在 Bash 会话中执行以下命令：

shopt -s globstar

这里的 shopt 是 Bash 的内置命令，用于管理 shell 选项（shell options）。-s 参数表示"set"（设置），globstar 是选项名称。执行后，你可以通过 shopt globstar 检查状态，它会输出 globstar on。 如果想临时禁用，可以使用 shopt -u globstar（-u 为 unset），或在脚本开头添加 shopt -u globstar 以确保兼容旧环境。

对于永久启用，你可以将 shopt -s globstar 添加到 ~/.bashrc 文件中。这样，每次启动 Bash 时都会自动加载。需要注意的是，globstar 要求 Bash 版本至少 4.0。如果你使用的是较旧的系统（如某些嵌入式设备），可能需要升级 Bash 或回退到 find 等工具。

在脚本中，检查 globstar 是否启用也很重要。可以使用条件语句：

if shopt -q globstar; then
    echo "globstar 已启用"
    # 执行递归 glob 代码
else
    echo "globstar 未启用，请使用 find 命令"
    # 备选方案
fi

shopt -q（quiet 模式）会静默执行，并根据选项状态设置退出码（0 表示 on，非 0 表示 off）。这种检查确保脚本在不同环境中鲁棒运行。

基本用法：从简单递归查找开始

启用 globstar 后，** 的行为发生质变。它不再是简单的通配符，而是递归匹配器：** 会匹配当前目录下的所有文件和零或更多层级的目录及子目录。 最经典的示例就是用户提到的 ls **/*.txt，它会递归查找当前目录树中所有 .txt 文件。

假设你的目录结构如下：

project/
├── README.txt
├── src/
│   ├── main.py
│   └── utils/
│       └── helper.txt
└── docs/
    └── guide.txt

不启用 globstar 时，ls *.txt 只输出 README.txt。但启用后，ls **/*.txt 会输出：

README.txt
src/utils/helper.txt
docs/guide.txt

这大大简化了文件搜索，无需 find . -name "*.txt" 的冗长语法。

另一个基本示例：列出所有子目录。使用 ls **/ 会递归列出所有目录路径，如 src/ utils/ docs/ 等。 注意末尾的 / 确保只匹配目录（详见高级用法）。

在 for 循环中，globstar 同样强大：

for file in **/*.log; do
    echo "处理日志: $file"
    # 例如：tail -f "$file"
done

这会遍历所有 .log 文件，进行批量处理，如日志分析或备份。 相比 for file in $(find . -name "*.log"); do ... done，globstar 版本更简洁，且避免了命令替换的潜在问题（如文件名中空格）。

globstar 还支持数组赋值：

txt_files=(**/*.txt)
echo "找到 ${#txt_files[@]} 个 txt 文件"
for file in "${txt_files[@]}"; do
    echo "$file"
done

${#txt_files[@]} 返回数组长度，便于统计文件数。这种方式比管道 ls **/*.txt | wc -l 更高效，因为它不创建子 shell。

高级用法：组合模式与排除技巧

globstar 的真正魅力在于与其它 glob 字符的组合，以及细粒度控制。Bash 的 glob 包括 *（匹配任意字符序列，不包括 /）、?（单个字符）、[ ]（字符类）和 { }（大括号扩展）。启用 globstar 后，这些可以与 ** 无缝结合。

首先，区分 ** 和 **/：

• **：匹配文件和目录。例如，echo ** 会列出所有文件和目录路径，包括嵌套的。
• **/：后跟 / 时，只匹配目录和子目录。例如，printf "%s\n" **/ 会输出所有目录路径，如 src/ docs/ src/utils/。 这类似于 find . -type d，但更简洁。

组合示例：查找特定子目录下的文件，如 **/{src,docs}/*.py。这会递归匹配 src 或 docs 目录下的所有 .py 文件。 大括号 {src,docs} 是 Bash 的扩展功能，与 globstar 完美协作。

字符类示例：**/.[^.]* 匹配所有隐藏文件（以 . 开头，但不以 .. 开头）。[!.]* 排除以 . 开头的文件。 完整命令：ls **/.[!.]* 递归列出非隐藏隐藏文件？不，[!.]* 匹配不以 . 开头的文件。修正：要匹配隐藏文件，ls **/.[!.]* 实际匹配以 . 开头但第二个字符不是 . 的文件，如 .git 但排除 ..。

排除模式是高级用法中的亮点。虽然 Bash glob 不原生支持否定，但可以通过 !（扩展 glob）结合。启用 shopt -s extglob 后，可以使用 !(pattern) 排除。 示例：ls **/*.txt !**/backup/*.txt 查找所有 .txt 但排除 backup 目录下的。

另一个高级技巧：深度限制。虽然 globstar 默认无深度限制，但结合 {1,3}（大括号范围）模拟：**/{1,3}/*.txt 但这不精确，因为 ** 已递归。实际中，对于深度控制，仍推荐 find。但对于模式如 **/*.{jpg,png}，它高效匹配图像文件。

在脚本中，globstar 可用于条件匹配：

case "$1" in
    **/*.zip) unzip "$1" ;;
    **/*.tar.gz) tar -xzf "$1" ;;
    *) echo "不支持的文件类型" ;;
esac

这根据递归路径自动解压。

与 find 命令的比较：何时选择 globstar

globstar 常常被视为 find 的轻量替代品，但两者各有优劣。find 是外部命令，支持复杂过滤（如 -mtime 时间戳、-size 大小），并可执行动作（如 -exec）。globstar 则纯 shell 内部，速度更快，无需 fork 子进程。

比较示例：递归查找 .txt 文件。

• globstar：wc -l **/*.txt 统计所有 txt 行数。
• find：find . -name "*.txt" -exec wc -l {} + 类似，但更慢。

基准测试显示，在大型目录中，globstar 可快 2-5 倍，因为它避免了外部调用。 但 find 支持 -prune 排除目录，如 find . -path "./backup" -prune -o -name "*.txt" -print，而 globstar 需要 extglob 辅助。

何时用 globstar？简单模式匹配、脚本内循环。

何时用 find？复杂查询、权限检查。

最佳实践：小项目用 globstar，大型系统用 find。

实际应用场景：从日常到脚本编写

globstar 在实际工作中无处不在。以下是几个实用场景。

1. 文件备份与同步

备份所有源代码：tar -cf backup.tar **/{*.py,*.sh}。这打包当前目录下所有 Python 和 shell 脚本，递归子目录。 同步到远程：rsync -av **/*.html user@server:/web/ 高效传输网站文件。

2. 批量文件处理

清理旧日志：rm **/*.log.(old|bak) 删除以 .old 或 .bak 结尾的日志。结合日期：但 globstar 无时间过滤，可与 find 混合：find . -name "**/*.log" -mtime +7 -delete。

图像处理：假设有 ImageMagick，mogrify -resize 800x **/*.{jpg,png} 批量缩放所有图像。

3. 开发工作流

在 Git 项目中，搜索变更：git diff **/*.py 但 git 不直接支持；实际用 grep -r "pattern" **/*.py 递归 grep。 测试覆盖：pytest **/test_*.py 运行所有测试文件。

4. 系统管理

监控服务：ps aux | grep **/proc/[0-9]*/status 但 procfs 特殊；更实用：kill **/*.pid 清理进程 ID 文件。

在 Docker 或 CI/CD 中，globstar 简化 artifact 收集：如 GitLab CI 的 artifacts: paths: - "**/*.jar" 递归打包 JAR 文件。

5. 脚本示例：智能文件整理器

以下是一个完整脚本，利用 globstar 整理下载文件夹：

#!/bin/bash
shopt -s globstar  # 启用 globstar
shopt -s extglob   # 启用扩展 glob

downloads="$HOME/Downloads"

cd "$downloads" || exit 1

# 移动图像
mv **/*.{jpg,jpeg,png,gif} Pictures/ 2>/dev/null

# 移动文档
mv **/*.{pdf,docx,txt} Documents/ 2>/dev/null

# 移动压缩包
mv **/*.{zip,rar,tar.gz} Archives/ 2>/dev/null

echo "整理完成！"

这个脚本会递归扫描 Downloads，分类移动文件。 你可以扩展它，添加日志或确认提示。

总结

shopt -s globstar 是 Bash 中一个低调却强大的功能，它将简单的 ** 转变为递归魔力，极大简化了文件操作。从 ls **/*.txt 的日常查找，到复杂脚本的批量处理，globstar 让 Bash 更接近现代 shell 的优雅。在编写自动化脚本时，记住这一工具，它将给你节省大量时间。