Shell脚本快速上手

标签: Linux   Shell  

Shell是指一种应用程序,这个应用程序提供了一个界面,用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。Ken Thompson的sh是第一种Unix Shell,Windows Explorer是一个典型的图形界面Shell。

Shell脚本(shell script),是一种为shell编写的脚本程序。业界所说的shell通常都是指shell脚本,但是,shell和shell script是两个不同的概念。由于习惯的原因,简洁起见,本文出现的“shell编程”都是指shell脚本编程,不是指开发shell自身(如Windows Explorer扩展开发)。

脚本解释器

1. sh 即Bourne shell,POSIX(Portable Operating System Interface)标准的shell解释器,它的二进制文件路径通常是/bin/sh,由Bell Labs开发。 本文讲的是sh,如果你使用其它语言用作shell编程,请自行参考相应语言的文档。 2. bash Bash是Bourne shell的替代品,属GNU Project,二进制文件路径通常是/bin/bash。业界通常混用bash、sh、和shell,比如你会经常在招聘运维工程师的文案中见到:熟悉Linux Bash编程,精通Shell编程。 在CentOS里,/bin/sh是一个指向/bin/bash的符号链接:

[root@centosraw ~]# ls -l /bin/*sh
-rwxr-xr-x. 1 root root 903272 Feb 22 05:09 /bin/bash
-rwxr-xr-x. 1 root root 106216 Oct 17  2012 /bin/dash
lrwxrwxrwx. 1 root root      4 Mar 22 10:22 /bin/sh -> bash

但在Mac OS上不是,/bin/sh和/bin/bash是两个不同的文件,尽管它们的大小只相差100字节左右:

ls -l /bin/*sh
-r-xr-xr-x  1 root  wheel   618416 Oct 24 17:52 /bin/bash
-rwxr-xr-x  1 root  wheel   379952 Oct 24 17:52 /bin/csh
-r-xr-xr-x  1 root  wheel  1282864 Oct 24 17:52 /bin/ksh
-r-xr-xr-x  1 root  wheel   618480 Oct 24 17:52 /bin/sh
-rwxr-xr-x  1 root  wheel   379952 Oct 24 17:52 /bin/tcsh
-rwxr-xr-x  1 root  wheel   610224 Oct 24 17:52 /bin/zsh

第一个Shell

编写

打开文本编辑器,新建一个文件,扩展名为sh(sh代表shell),扩展名并不影响脚本执行,见名知意就好。

输入一些代码,第一行一般是这样:

#!/bin/bash

“#!”是一个约定的标记,它告诉系统这个脚本需要什么解释器来执行。

运行

运行Shell脚本有两种方法: 1. 作为可执行程序

chmod +x test.sh
./test.sh

注意,一定要写成./test.sh,而不是test.sh,运行其它二进制的程序也一样,直接写test.sh,linux系统会去PATH里寻找有没有叫test.sh的,而只有/bin, /sbin, /usr/bin,/usr/sbin等在PATH里,你的当前目录通常不在PATH里,所以写成test.sh是会找不到命令的,要用./test.sh告诉系统说,就在当前目录找。 通过这种方式运行bash脚本,第一行一定要写对,好让系统查找到正确的解释器。 这里的”系统”,其实就是shell这个应用程序(想象一下Windows Explorer),但我故意写成系统,是方便理解,既然这个系统就是指shell,那么一个使用/bin/sh作为解释器的脚本是不是可以省去第一行呢?是的。 2. 作为解释器参数 这种运行方式是,直接运行解释器,其参数就是shell脚本的文件名,如: /bin/sh test.sh 这种方式运行的脚本,不需要在第一行指定解释器信息,写了也没用。

Shell变量

定义变量

your_name="liangbo"

注意,变量名和等号之间不能有空格,这可能和你熟悉的所有编程语言都不一样。同时,变量名的命名须遵循如下规则:

  • 命名只能使用英文字母,数字和下划线,首个字符不能以数字开头。
  • 中间不能有空格,可以使用下划线(_)。
  • 不能使用标点符号。
  • 不能使用bash里的关键字(可用help命令查看保留关键字)。

除了显式地直接赋值,还可以用语句给变量赋值,如:

for file in `ls /etc`
或
for file in $(ls /etc)

以上语句将 /etc 下目录的文件名循环出来。

使用变量

使用一个定义过的变量,只要在变量名前面加美元符号即可,如:

your_name="liangbo"
echo $your_name
echo ${your_name}

变量名外面的花括号是可选的,加不加都行,加花括号是为了帮助解释器识别变量的边界,比如下面这种情况:

for skill in Ada Coffe Action Java; do
	echo "I am good at ${skill}Script"
done

如果不给skill变量加花括号,写成echo “I am good at $skillScript”,解释器就会把$skillScript当成一个变量(其值为空),代码执行结果就不是我们期望的样子了。

推荐给所有变量加上花括号,这是个好的编程习惯。IntelliJ IDEA编写shell script时,IDE就会提示加花括号。

重定义变量

已定义的变量,可以被重新定义,如:

your_name="liangbo"
echo $your_name

your_name="newname"
echo $your_name

这样写是合法的,但注意,第二次赋值的时候不能写$your_name=“alibaba”,使用变量的时候才加美元符。

Shell 注释

单行

以“#”开头的行就是注释,会被解释器忽略。

多行

多行注释还可以使用以下格式:

:<<EOF
注释内容...
注释内容...
注释内容...
EOF

EOF 也可以使用其他符号:

Shell 字符串

字符串是shell编程中最常用最有用的数据类型,字符串可以用单引号,也可以用双引号,也可以不用引号。

单引号

str='this is a string'

单引号字符串的限制:

  • 单引号里的任何字符都会原样输出,单引号字符串中的变量是无效的
  • 单引号字串中不能出现单引号(对单引号使用转义符后也不行)

双引号

your_name='liangbo'
str="Hello, I know your are \"$your_name\"! \n"
  • 双引号里可以有变量
  • 双引号里可以出现转义字符

字符串操作

拼接字符串

your_name="liangbo"
greeting="hello, "$your_name" !"
greeting_1="hello, ${your_name} !"

echo $greeting $greeting_1

获取字符串长度:

string="abcd"
echo ${#string} #输出:4

提取子字符串

string="alibaba is a great company"
echo ${string:1:4} #输出:liba

查找子字符串

查找字符 is的位置(哪个字母先出现就计算哪个):

string="alibaba is a great company"
echo `expr index "$string" is` #输出:3,这个语句的意思是:找出字母i在这名话中的位置,要在linux下运行,mac下会报错

注意: 以上脚本中 ` 是反引号,而不是单引号 ',不要看错了哦。

Shell 数组

bash支持一维数组(不支持多维数组),并且没有限定数组的大小。

定义数组

在 Shell 中,用括号来表示数组,数组元素用"空格"符号分割开。定义数组的一般形式为:

数组名=(值1 值2 ... 值n)

例如:

array_name=(value0 value1 value2 value3)

或者

array_name=(
value0
value1
value2
value3
)

读取数组

读取数组元素值的一般格式是:

${数组名[下标]}

例如:

valuen=${array_name[n]}

使用 @ 符号可以获取数组中的所有元素,例如:

echo ${array_name[@]}

获取数组的长度

获取数组长度的方法与获取字符串长度的方法相同,例如:

# 取得数组元素的个数
length=${#array_name[@]}
# 或者
length=${#array_name[*]}
# 取得数组单个元素的长度
lengthn=${#array_name[n]}

Shell 传递参数

我们可以在执行 Shell 脚本时,向脚本传递参数,脚本内获取参数的格式为:$nn 代表一个数字,1 为执行脚本的第一个参数,2 为执行脚本的第二个参数,以此类推……

另外,还有几个特殊字符用来处理参数:

参数处理 说明
$# 传递到脚本的参数个数
$* 以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。 如"$*“用「"」括起来的情况、以”$1 $2 … ​$n"的形式输出所有参数。
$$ 脚本运行的当前进程ID号
$! 后台运行的最后一个进程的ID号
$@ 与$*相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。 如"$@“用「"」括起来的情况、以”$1" “$2” … “$n” 的形式输出所有参数。
$- 显示Shell使用的当前选项,与set命令功能相同。
$? 显示最后命令的退出状态。0表示没有错误,其他任何值表明有错误。

在为shell脚本传递的参数中如果包含空格,应该使用单引号或者双引号将该参数括起来,以便于脚本将这个参数作为整体来接收

Shell 运算符

基本运算

原生bash不支持简单的数学运算,但是可以通过其他命令来实现,例如 awk 和 expr,expr 最常用。

expr 是一款表达式计算工具,使用它能完成表达式的求值操作。

例如,两个数相加(注意使用的是反引号 ` 而不是单引号 ‘):

#!/bin/bash

val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为 : $val" #输出:4

两点注意:

  • 表达式和运算符之间要有空格,例如 2+2 是不对的,必须写成 2 + 2,这与我们熟悉的大多数编程语言不一样。
  • 完整的表达式要被 包含,注意这个字符不是常用的单引号,在 Esc 键下边。

算术运算符

下表列出了常用的算术运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:

运算符 说明 举例
+ 加法 expr $a + $b 结果为 30。
- 减法 expr $a - $b 结果为 -10。
* 乘法 expr $a \* $b 结果为 200。
/ 除法 expr $b / $a 结果为 2。
% 取余 expr $b % $a 结果为 0。
= 赋值 a=$b 将把变量 b 的值赋给 a。
== 相等。用于比较两个数字,相同则返回 true。 [ $a == $b ] 返回 false。
!= 不相等。用于比较两个数字,不相同则返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true。

**注意:**条件表达式要放在方括号之间,并且要有空格,例如: [$a==$b] 是错误的,必须写成 [ $a == $b ]

  • 乘号(*)前边必须加反斜杠()才能实现乘法运算;
  • 在 MAC 中 shell 的 expr 语法是:$((表达式)),此处表达式中的 “*” 不需要转义符号 “" 。

关系运算符

关系运算符只支持数字,不支持字符串,除非字符串的值是数字。

下表列出了常用的关系运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:

运算符 说明 举例
-eq 检测两个数是否相等,相等返回 true。 [ $a -eq $b ] 返回 false。
-ne 检测两个数是否不相等,不相等返回 true。 [ $a -ne $b ] 返回 true。
-gt 检测左边的数是否大于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -gt $b ] 返回 false。
-lt 检测左边的数是否小于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -lt $b ] 返回 true。
-ge 检测左边的数是否大于等于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -ge $b ] 返回 false。
-le 检测左边的数是否小于等于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -le $b ] 返回 true。

布尔运算符

下表列出了常用的布尔运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:

运算符 说明 举例
! 非运算,表达式为 true 则返回 false,否则返回 true。 [ ! false ] 返回 true。
-o 或运算,有一个表达式为 true 则返回 true。 [ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
-a 与运算,两个表达式都为 true 才返回 true。 [ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

逻辑运算符

以下介绍 Shell 的逻辑运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:

运算符 说明 举例
&& 逻辑的 AND [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
|| 逻辑的 OR [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

字符串运算符

下表列出了常用的字符串运算符,假定变量 a 为 “abc”,变量 b 为 “efg”:

运算符 说明 举例
= 检测两个字符串是否相等,相等返回 true。 [ $a = $b ] 返回 false。
!= 检测两个字符串是否相等,不相等返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true。
-z 检测字符串长度是否为0,为0返回 true。 [ -z $a ] 返回 false。
-n 检测字符串长度是否为0,不为0返回 true。 [ -n “$a” ] 返回 true。
$ 检测字符串是否为空,不为空返回 true。

文件测试运算符

文件测试运算符用于检测 Unix 文件的各种属性。

属性检测描述如下:

操作符 说明 举例
-b file 检测文件是否是块设备文件,如果是,则返回 true。 [ -b $file ] 返回 false。
-c file 检测文件是否是字符设备文件,如果是,则返回 true。 [ -c $file ] 返回 false。
-d file 检测文件是否是目录,如果是,则返回 true。 [ -d $file ] 返回 false。
-f file 检测文件是否是普通文件(既不是目录,也不是设备文件),如果是,则返回 true。 [ -f $file ] 返回 true。
-g file 检测文件是否设置了 SGID 位,如果是,则返回 true。 [ -g $file ] 返回 false。
-k file 检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit),如果是,则返回 true。 [ -k $file ] 返回 false。
-p file 检测文件是否是有名管道,如果是,则返回 true。 [ -p $file ] 返回 false。
-u file 检测文件是否设置了 SUID 位,如果是,则返回 true。 [ -u $file ] 返回 false。
-r file 检测文件是否可读,如果是,则返回 true。 [ -r $file ] 返回 true。
-w file 检测文件是否可写,如果是,则返回 true。 [ -w $file ] 返回 true。
-x file 检测文件是否可执行,如果是,则返回 true。 [ -x $file ] 返回 true。
-s file 检测文件是否为空(文件大小是否大于0),不为空返回 true。 [ -s $file ] 返回 true。
-e file 检测文件(包括目录)是否存在,如果是,则返回 true。

Shell test命令

test 命令可以执行条件检测,用 test 可以避免使用过多的括号,[] 中的测试条件同样可以通过 test 来完成。

if [ $var -eq 0 ]; then echo "True"; fi

等价于:

if test $var -eq 0; then echo "True"; fi

Shell 流程控制

if else

if

if 语句语法格式:

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN 
fi

写成一行(适用于终端命令提示符):

if [ $(ps -ef | grep -c "ssh") -gt 1 ]; then echo "true"; fi

末尾的fi就是if倒过来拼写,后面还会遇到类似的。

if else

if else 语法格式:

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN
else
    command
fi

if else-if else

if else-if else 语法格式:

if condition1
then
    command1
elif condition2 
then 
    command2
else
    commandN
fi

for 循环

与其他编程语言类似,Shell支持for循环。

for循环一般格式为:

for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

写成一行:

for var in item1 item2 ... itemN; do command1; command2… done;

while 语句

while循环用于不断执行一系列命令,也用于从输入文件中读取数据;命令通常为测试条件。其格式为:

while condition
do
    command
done

无限循环

无限循环语法格式:

while :
do
    command
done

或者

while true
do
    command
done

或者

for (( ; ; ))

until 循环

until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。

until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反。

一般 while 循环优于 until 循环,但在某些时候—也只是极少数情况下,until 循环更加有用。

until 语法格式:

until condition
do
    command
done

case

Shell case语句为多选择语句。可以用case语句匹配一个值与一个模式,如果匹配成功,执行相匹配的命令。case语句格式如下:

case 值 in
模式1)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
模式2)
    command1
    command2
    ...
    commandN
    ;;
esac

跳出循环

在循环过程中,有时候需要在未达到循环结束条件时强制跳出循环,Shell使用两个命令来实现该功能:break和continue。

break命令

break命令允许跳出所有循环(终止执行后面的所有循环)。

continue

continue命令与break命令类似,只有一点差别,它不会跳出所有循环,仅仅跳出当前循环。

Shell 函数

shell中函数的定义格式如下:

[ function ] funname [()]

{

    action;

    [return int;]

}

说明:

  • 1、可以带function fun() 定义,也可以直接fun() 定义,不带任何参数。
  • 2、参数返回,可以显示加:return 返回,如果不加,将以最后一条命令运行结果,作为返回值。 return后跟数值n(0-255

函数参数

在Shell中,调用函数时可以向其传递参数。在函数体内部,通过 $n 的形式来获取参数的值,例如,$1表示第一个参数,$2表示第二个参数… (同 shell 参数传递)

Shell 输入输出重定向

大多数 UNIX 系统命令从你的终端接受输入并将所产生的输出发送回到您的终端。一个命令通常从一个叫标准输入的地方读取输入,默认情况下,这恰好是你的终端。同样,一个命令通常将其输出写入到标准输出,默认情况下,这也是你的终端。

重定向命令列表如下:

命令 说明
command > file 将输出重定向到 file。
command < file 将输入重定向到 file。
command » file 将输出以追加的方式重定向到 file。
n > file 将文件描述符为 n 的文件重定向到 file。
n » file 将文件描述符为 n 的文件以追加的方式重定向到 file。
n >& m 将输出文件 m 和 n 合并。
n <& m 将输入文件 m 和 n 合并。
« tag 将开始标记 tag 和结束标记 tag 之间的内容作为输入。

需要注意的是文件描述符 0 通常是标准输入(STDIN),1 是标准输出(STDOUT),2 是标准错误输出(STDERR)。

输出重定向

重定向一般通过在命令间插入特定的符号来实现。特别的,这些符号的语法如下所示:

command1 > file1

上面这个命令执行command1然后将输出的内容存入file1。

注意任何file1内的已经存在的内容将被新内容替代。如果要将新内容添加在文件末尾,请使用»操作符。

输入重定向

和输出重定向一样,Unix 命令也可以从文件获取输入,语法为:

command1 < file1

这样,本来需要从键盘获取输入的命令会转移到文件读取内容。

注意:输出重定向是大于号(>),输入重定向是小于号(<)。

重定向深入讲解

一般情况下,每个 Unix/Linux 命令运行时都会打开三个文件:

  • 标准输入文件(stdin):stdin的文件描述符为0,Unix程序默认从stdin读取数据。
  • 标准输出文件(stdout):stdout 的文件描述符为1,Unix程序默认向stdout输出数据。
  • 标准错误文件(stderr):stderr的文件描述符为2,Unix程序会向stderr流中写入错误信息。

默认情况下,command > file 将 stdout 重定向到 file,command < file 将stdin 重定向到 file。

如果希望 stderr 重定向到 file,可以这样写:

$ command 2 > file

如果希望 stderr 追加到 file 文件末尾,可以这样写:

$ command 2 >> file

2 表示标准错误文件(stderr)。

如果希望将 stdout 和 stderr 合并后重定向到 file,可以这样写:

$ command > file 2>&1

或者

$ command >> file 2>&1

如果希望对 stdin 和 stdout 都重定向,可以这样写:

$ command < file1 >file2

command 命令将 stdin 重定向到 file1,将 stdout 重定向到 file2。

Here Document

Here Document 是 Shell 中的一种特殊的重定向方式,用来将输入重定向到一个交互式 Shell 脚本或程序。

它的基本的形式如下:

command << delimiter
    document
delimiter

它的作用是将两个 delimiter 之间的内容(document) 作为输入传递给 command。

注意:

  • 结尾的delimiter 一定要顶格写,前面不能有任何字符,后面也不能有任何字符,包括空格和 tab 缩进。
  • 开始的delimiter前后的空格会被忽略掉。

/dev/null 文件

如果希望执行某个命令,但又不希望在屏幕上显示输出结果,那么可以将输出重定向到 /dev/null:

$ command > /dev/null

/dev/null 是一个特殊的文件,写入到它的内容都会被丢弃;如果尝试从该文件读取内容,那么什么也读不到。但是 /dev/null 文件非常有用,将命令的输出重定向到它,会起到"禁止输出"的效果。

如果希望屏蔽 stdout 和 stderr,可以这样写:

$ command > /dev/null 2>&1

**注意:**0 是标准输入(STDIN),1 是标准输出(STDOUT),2 是标准错误输出(STDERR)。

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