Shell腳本編程入門

認識Shell

Shell原意為貝殼

Linux系統中的shell是一個特殊的應用程序，它介于操作系統內核與用戶之間，充當一個“命令解釋器”的角色，負責接收用戶輸入的操作指令（命令）并進行解釋，將需要執行的操作傳遞給內核執行，并輸出執行結果。

可以使用命令查看當前使用的是哪種shell以及當前Linux系統中都支持哪些shell種類。

 

查看當前系統使用的shell

 

查看當前Linux系統所支持的shell種類

其中/bin/bash是目前大多數Linux版本采用的默認shell。Bash的全稱為Bourne Again Shell，是最受歡迎的開源軟件項目之一。

常見的shell解釋器程序有很多種，使用不同的shell時，其內部指令、命令行提示等方面會存在一些區別。

 

Shell腳本

只要將平時使用的各種Linux命令按順序保存到一個文本文件，然后添加可執行權限，這個文件就成為一個shell腳本了。

編寫一個恰到好處的shell腳本程序，可以批量處理、自動化地完成一系列維護任務、大大減輕管理員的負擔。

周期性的任務可以通過Crond服務來管理，而步驟復雜、操作繁瑣的任務可以使用Shell腳本來批量處理，兩相結合就可以非常靈活、自主地完成各種系統運維工作。Shell腳本負責具體的備份操作，Crond服務負責控制備份周期。

 

1、腳本的編寫

Shell腳本主要由開頭部分、注釋部分以及語句部分組成

1）開頭

“#!/bin/bash”是一行特殊的腳本聲明，表示此行以后的語句通過/bin/bash程序來解釋執行。

符號“#!”用來告訴系統它后面的參數是用來執行該文件的程序。

2）注釋

其它以”#”開頭的語句表示注釋信息，建議在程序中使用注釋，即使過了長時間也能很快的了解腳本的用途。

3）語句

Linux各種命令的集合

 

2、腳本的執行

編寫完成shell腳本后，需要賦予執行權限

執行此腳本文件后，輸出結果與依次執行這兩條命令是相同的，從而實現了“批量處理“的自動化過程。

Linux還提供了執行shell腳本的方式——指定某個shell來解釋腳本語句，或者通過內部命令source(或點號”.”)來加載文件的源代碼執行。

例如，使用”sh first.sh”或“. first.sh”都可以執行firsh.sh腳本中的語句。

注意：以上三種執行方式不添加執行權限也可以執行文件

 

3、腳本調試

bash -n /path/to/scriptfile    檢測腳本中的語法錯誤

bash -x /path/to/scriptfile    調試執行

 

Shell變量

Shell變量用來存放系統和用戶需要使用的特定參數（值）。而且這些參數可以根據用戶的設定或系統環境的變化而相應變化。

常見的Shell變量的類型包括自定義變量、環境變量、預定義變量、位置變量。

1、自定義變量

自定義變量是由系統用戶自己定義的變量，只在用戶自己的Shell環境中有效，因此又稱為本地變量。

 

1）定義新的變量

定義變量的基本格式為”變量名=變量值“，等號兩邊沒有空格。

[root@localhost ~]# name=tom

[root@localhost ~]# age=20

 

變量名稱命名規則：

a.不能使程序中的保留字：例如if, for

b.只能使用數字、字母及下劃線，且不能以數字開頭

c.見名知義

d.統一命名規則：駝峰命名法

 

2）查看和引用變量的值

 

2、環境變量

環境變量指的是出于運行需要而由Linux系統提前創建的一類變量，主要用于設置用戶的工作環境，包括用戶宿主目錄、命令替換路徑、用戶當前目錄、登錄終端等。環境變量的值由linux系統自動維護，會隨著用戶狀態的改變而改變。

使用env命令可以查看當前工作環境下的環境變量，對于常見的一些環境變量應了解其各自的用途。

例如USER表示用戶標識、HOME表示用戶的宿主目錄、LANG表示語言和字符集、PWD表示當前所在的工作目錄、PATH表示命令搜索路徑….

 

查看當前Linux系統中所有的環境變量

   

可以用命令修改環境變量的搜索路徑，這樣寫完shell腳本以后可以直接輸入腳本名稱直接執行，不用每次輸入文件的路徑。

 

臨時修改：只對當前終端有效

 

永久修改：永久有效

修改家目錄下的隱藏文件.bash_profile，添加指定的搜索路徑即可，搜索路徑之間用“:”分隔，添加完成后需要重新讀取該配置文件讓其生效。

 

重新讀取配置文件使其立即生效

 

將搜索路徑添加完成后直接輸入文件名即可運行成功

 

PATH的搜索順序：從左到右依次搜索，

同樣在/usr/bin下面寫一個同名的腳本文件，執行時依然執行/testdir/script目錄下的文件，當把hash緩存清空后，即執行了/usr/bin目錄下的first.sh文件，如果把緩存再次清空，執行腳本文件報錯，清空緩存后，有可以執行了。

從此可見，緩存(hash)中的命令優先于搜索路徑，如果緩存中有這條命令，就不去搜索PATH變量，文件不存在也執行hash，會報錯；清空緩存后，按照PATH變量的搜索順序依次查找，當PATH變量有多個可以匹配，執行先匹配到，匹配到第一個腳本時不再往下搜索。

 

環境變量的配置文件

全局配置文件：/etc/.bash_profile

個人配置文件：~/.bash_profile

 

3、預定義變量

預定義變量是由Bash程序預先定義好的一類特殊變量，用戶只能使用預定義變量，而不能創建新的預定義變量，也不能直接為預定義變量賦值。預定義變量使用$符號和另一個符號組合表示，較常用的幾個預定義變量如下：

$#：表示命令行中位置參數的個數。

$*：傳遞給腳本的所有參數，全部參數合為一個字符串。

$@: 傳遞給腳本的所有參數，每個參數為獨立字符串

$@ $* 只在被雙引號包起來的時候才會有差異

$?：表示前一條命令執行后的返回狀態，0表示成功，非0表示失敗。

$0：表示當前執行的腳本或程序的名稱。

 

示例：備份目錄數據，并顯示備份信息

 

4、位置變量

 位置變量：位置變量也稱為位置參數，在腳本代碼中調用通過命令行傳遞給腳本的參數

當執行命令行操作時，第一個字符表示命令名或腳本程序名，其余的字符串參數按照從左到右的順序依次賦值給位置變量。

$1, $2, …：對應第1、第2等參數， shift [n]換位置

 

示例：計算兩個數值的和

 

示例：判斷給出的文件的行數

 

   定義只讀變量

只讀變量：只能聲明，但不能修改和刪除

readonly name

declare -r name

 

示例：定義只讀變量

注意：只讀變量同樣只在當前終端中有效

 

變量賦值的特殊操作

1）雙引號（”）

雙引號主要起了一個界定字符串的作用，特別是當要賦值的內容中包含空格時，必須以雙引號括起來，否則會報錯；其他情況下雙引號通?？梢允÷浴?/span>

在雙引號范圍內，使用“$”符號可以引用其他變量的值（變量引用），從而能夠直接調用現有變量的值來賦值給新的變量。

2）單引號（’）

當要賦值的內容中包含$、”、 \等具有特殊含義的字符時，應使用單引號括起來。在單引號的范圍內，將無法引用其他變量的值，任何字符均作為普通字符看待。但賦值內容中包含單引號時，需使用“\’”符號進行轉義，以免沖突。

 

3）反撇號（`）

反撇號主要用于命令替換，允許將執行某個命令的屏幕輸出結果賦值給變量。反撇號括起來的范圍內必須是能夠執行的命令行，否則將會出錯。

需要注意的是，使用反撇號難以在一行命令中實現嵌套命令替換操作，這時可以改用“$()”來代替反撇號操作，以解決嵌套的問題。

 

變量的作用范圍

1、設置局部變量

默認情況下，新定義的變量只在當前的Shell環境中有效，因此成為局部變量。當進入子程序或新的子Shell環境時，局部變量將無法再使用。

 

2、設置全局變量

為了使用戶定義的變量在所有的子Shell環境中能夠繼續使用，減少重復設置工作，可以通過內部命令export將指定的變量導出為”全局變量“可以同時制定多個變量名稱作為參數（不需使用$符合），變量名之間以空格分隔。

 

使用export導出全局變量的同時，也可以為變量進行賦值，這樣在新定義全局變量時就不需要提前進行賦值了，也可以將之前的局部變量設置使用export命令設置為全局變量，使其在子shell中可以調用。

注意：設置全局變量后，子進程可以調用父進程的變量，反之則不可以。

 

條件測試

使用專門的測試工具test命令，可以對特定條件進行測試，并根據返回值來判斷條件是否成立（返回值0表示條件成立）。

test 條件表達式

或

[ 條件表達式 ]

 

兩種方式作用完全相同，但后者更為常用，也更貼近編程習慣。需要注意的是，方括號與表達式之間需要至少一個空格進行分割。

根據需要測試的條件類別不同，條件表達式也不一樣。比較常用的條件操作包括文件測試、整數值比較、字符串比較，以及針對多個條件的邏輯測試。

執行條件測試操作后，通過預定義變量”$?“可以獲得測試命令的返回狀態值，從而判斷該條件是否成立。echo $?查看返回狀態值。

 

1、文件測試

    存在性測試

    -e FILE: 文件存在性測試，存在為真，否則為假

    -a FILE：同-e

     

    存在性及類別測試

    -b FILE：  是否存在且為塊設備文件

    -c FILE：  是否存在且為字符設備文件

    -d FILE：  是否存在且為目錄文件

    -f FILE：   是否存在且為普通文件

    -h FILE 或 -L FILE：存在且為符號鏈接文件

    -p FILE：  是否存在且為命名管道文件

    -S FILE：  是否存在且為套接字文件

     

    文件權限測試

    -r：  測試當前用戶是否有權限讀?。?/span>Read）

    -w：         測試當前用戶是否有權限寫入（Write）

    -x： 測試是否這只有可執行權限（Excute）

     

    文件特殊權限測試

    -g FILE：是否存在且擁有sgid權限

    -u FILE：是否存在且擁有suid權限

    -k FILE：是否存在且擁有sticky權限

     

    文件大小測試

    -s FILE: 是否存在且非空；

     

    文件是否打開

    -t fd:        fd表示文件描述符是否已經打開且與某終端相關

    -N FILE：文件自動上一次被讀取之后是否被修改過

    -O FILE：當前有效用戶是否為文件屬主

    -G FILE：當前有效用戶是否為文件屬組

     

    雙目測試

    FILE1 -ef FILE2: FILE1與FILE2是否指向同一個設備上的相同inode

    FILE1 -nt FILE2: FILE1是否新于FILE2

    FILE1 -ot FILE2: FILE1是否舊于FILE2

 

2、數值比較

-eq：   第1個數等于（Equal）第2個數

-ne：   第1個數不等于（Not Equal）第2個數

-gt：    第1個數大于（Greater Than）第2個數

-lt：    第1個數小于（Lesser Than）第2個數

-le：     第1個數小于或等于（Lesser or Equal）第2個數

-ge：  第1個數大于或等于（Lesser or Equal）第2個數

 

3、字符串比較

=：     第1個字符串與第2個字符串相同

!=：    第1個字符串與第2個字符串相同，其中!符號表示取反的意思

-z：    檢查字符串是否為空（Zero），對于未定義或賦予空值的變量將視為空串。

==：    是否等于；

>:      ascii碼是否大于ascii碼

<:      是否小于

!=:     是否不等于

=~:     左側字符串是否能夠被右側的PATTERN所匹配

注意: 此表達式一般用于[[ ]]中；

 

-z "STRING"：字符串是否為空，空為真，不空為假

-n "STRING"：字符串是否不空，不空為真，空為假

注意：用于字符串比較時的用到的操作數都應該使用引號

 

算術運算

bash中的算術運算

+, -, *, /, %取模（取余） , **（乘方）

實現算術運算：

let var=算術表達式

var=$[算術表達式]

var=$((算術表達式))

var=$(expr arg1 arg2 arg3 …)

declare –i var = 數值

echo ‘算術表達式’ | bc

乘法符號有些場景中需要轉義， 如*

bash有內建的隨機數生成器： $RANDOM（ 1-32767）

echo $[$RANDOM%50] ： 0-49之間隨機數

 

賦值

增強型賦值：

+=, -=, *=, /=, %=

let varOPERvalue

例如:let count+=3            自加3后自賦值

自增，自減：

let var+=1

let var++

let var-=1

let var–

 

示例：算術運算

 

示例：j自增自減運算

 

    邏輯測試

&&：邏輯與，表示“而且”的意思，只有當前后兩個條件都成立時，真個測試命令的返回值才為0。使用test命令測試時，&&可改為-a。

||：邏輯與，表示“或者”的意思，只有前后兩個條件有一個成立時，整個測試命令的返回值為0。使用test名測試時，||可改為-o。

!：邏輯否，表示“不”的意思，只有當指定的條件不成立時，正測試命令的返回值才為0。

 

邏輯運算

true, false

1, 0

與：&&

1 與 1 = 1

1 與 0 = 0

0 與 1 = 0

0 與 0 = 0

或：||

1 或 1 = 1

1 或 0 = 1

0 或 1 = 1

0 或 0 = 0

非： ！

! 1 = 0

! 0 = 1

短路運算

短路與：

第一個為0，結果必定為0；

第一個為1，第二個必須要參與運算；

短路或：

第一個為1，結果必定為1；

第一個為0，第二個必須要參與運算；

異或： ^

異或的兩個值,相同為假，不同為真

 

聚集命令

有兩種聚集命令的方法

復合式： date; who | wc –l          命令會一個接一個地運行

子shell： (date; who | wc -l )  >> /tmp/trace

所有的輸出都被發送給單個STDOUT和STDERR

 

組合測試條件

第一種方式：

COMMAND1 && COMMAND2 并且

COMMAND1 || COMMAND2 或者

! COMMAND 非

如： [ -e FILE ] && [ -r FILE ]

第二種方式：

EXPRESSION1 -a EXPRESSION2 并且

EXPRESSION1 -o EXPRESSION2 或者

! EXPRESSION

必須使用測試命令進行；

# [ -z “$HOSTNAME” -o $HOSTNAME "==\"localhost.localdomain" ] && hostname www.magedu.com

# [ -f /bin/cat -a -x /bin/cat ] && cat /etc/fstab

 

示例：判斷兩個變量的大小

 

退出狀態

進程使用退出狀態來報告成功或失敗，$? 變量保存最近的命令退出狀態

0  代表成功

1－255  代表失敗

 

示例：ping一個ip地址，并查看其返回值

 

退出狀態碼

bash自定義退出狀態碼

exit [n]：自定義退出狀態碼；

注意：腳本中一旦遇到exit命令，腳本會立即終止；終止退出狀態取決于exit命令后面的數字

      如果未給腳本指定退出狀態碼，整個腳本的退出狀態碼取決于腳本中執行的最后一條命令的狀態碼

 

示例：根據測試條件返回狀態碼

 

read命令：接受用戶輸入

使用read來把輸入值分配給一個或多個shell變量：

read  [選項]  [參數]

-p    指定要顯示的提示信息

-t    指定讀取值時等待的時間（秒）

-n    讀取用戶輸入的前幾個字符

-s    隱藏用戶的輸入字符

-r    允許輸入包含反斜杠

-d    以-d選項指定的字符作為結束符，如空格、特殊符號

read 從標準輸入中讀取值，給每個單詞分配一個變量，所有剩余單詞都被分配給最后一個變量。

read -p “Enter a filename: “ FILE

 

示例：編寫修改當前用戶的密碼腳本

使用-s選項可隱藏用戶要輸入的字符信息，如密碼等信息