Shell腳本編程入門

通常,當人們提到“shell腳本語言”時,浮現在他們腦海中是bash,ksh,sh或者其它相類似的linux/unix腳本語言。腳本語言是與計算機交流的另外一種途徑。使用圖形化窗口界面(不管是windows還是linux都無所謂)用戶可以移動鼠標並點擊各種對象,比如按鈕、列表、選框等等。但這種方式在每次用戶想要計算機/服務器完成相同任務時(比如說批量轉換照片,或者下載新的電影、mp3等)卻是十分不方便。要想讓所有這些事情變得簡單並且自動化,我們可以使用shell腳本。

某些編程語言,像pascal、foxpro、C、java之類,在執行前需要先進行編譯。它們需要合適的編譯器來讓我們的代碼完成某個任務。

而其它一些編程語言,像php、javascript、visualbasic之類,則不需要編譯器,因此它們需要解釋器,而我們不需要編譯代碼就可以運行程序。

shell腳本也像解釋器一樣,但它通常用於調用外部已編譯的程序。然後,它會捕獲輸出結果、退出代碼並根據情況進行處理。

Linux世界中最爲流行的shell腳本語言之一,就是bash。而我認爲(這是我自己的看法)原因在於,默認情況下bash shell可以讓用戶便捷地通過歷史命令(先前執行過的)導航,與之相反的是,ksh則要求對.profile進行一些調整,或者記住一些“魔術”組合鍵來查閱歷史並修正命令。

好了,我想這些介紹已經足夠了,剩下來哪個環境最適合你,就留給你自己去判斷吧。從現在開始,我將只講bash及其腳本。在下面的例子中,我將使用CentOS 6.6和bash-4.1.2。請確保你有相同版本,或者更高版本。

Shell腳本流

shell腳本語言就跟和幾個人聊天類似。你只需把所有命令想象成能幫你做事的那些人,只要你用正確的方式來請求他們去做。比如說,你想要寫文檔。首先,你需要紙。然後,你需要把內容說給某個人聽,讓他幫你寫。最後,你想要把它存放到某個地方。或者說,你想要造一所房子,因而你需要請合適的人來清空場地。在他們說“事情幹完了”,那麼另外一些工程師就可以幫你來砌牆。最後,當這些工程師們也告訴你“事情幹完了”的時候,你就可以叫油漆工來給房子粉飾了。如果你讓油漆工在牆砌好前就來粉飾,會發生什麼呢?我想,他們會開始發牢騷了。幾乎所有這些像人一樣的命令都會說話,如果它們完成了工作而沒有發生什麼問題,那麼它們就會告訴“標準輸出”。如果它們不能做你叫它們做的事——它們會告訴“標準錯誤”。這樣,最後,所有的命令都通過“標準輸入”來聽你的話。

快速實例——當你打開linux終端並寫一些文本時——你正通過“標準輸入”和bash說話。那麼,讓我們來問問bash shell who am i(我是誰?)吧。

root@localhost ~]# who am i                                <--- 你通過標準輸入對 bash shell 說
root     pts/0        2015-04-22 20:17 (192.168.1.123)     <--- bash shell通過標準輸出回答你

現在,讓我們說一些bash聽不懂的問題:

[root@localhost ~]# blablabla           <--- 哈,你又在和標準輸入說話了
-bash: blablabla: command not found     <--- bash通過標準錯誤在發牢騷了

“:”之前的第一個單詞通常是向你發牢騷的命令。實際上,這些流中的每一個都有它們自己的索引號(LCTT 譯註:文件句柄號):

  • 標準輸入(stdin) - 0

  • 標準輸出(stdout) - 1

  • 標準錯誤(stderr) - 2

如果你真的想要知道哪個輸出命令說了些什麼——你需要將那次發言重定向到(在命令後使用大於號“>”和流索引)文件:

[root@localhost ~]# blablabla 1> output.txt
-bash: blablabla: command not found

在本例中,我們試着重定向流1(stdout)到名爲output.txt的文件。讓我們來看對該文件內容所做的事情吧,使用cat命令可以做這事:

[root@localhost ~]# cat output.txt
[root@localhost ~]#

看起來似乎是空的。好吧,現在讓我們來重定向流2(stderr):

[root@localhost ~]# blablabla 2> error.txt
[root@localhost ~]#

好吧,我們看到牢騷話沒了。讓我們檢查一下那個文件:

[root@localhost ~]# cat error.txt
-bash: blablabla: command not found
[root@localhost ~]#

果然如此!我們看到,所有牢騷話都被記錄到errors.txt文件裏頭去了。

有時候,命令會同時產生stdoutstderr。要重定向它們到不同的文件,我們可以使用以下語句:

command 1>out.txt 2>err.txt

要縮短一點語句,我們可以忽略“1”,因爲默認情況下stdout會被重定向:

command >out.txt 2>err.txt

好吧,讓我們試試做些“壞事”。讓我們用rm命令把file1和folder1給刪了吧:

[root@localhost ~]# rm -vf folder1 file1 > out.txt 2>err.txt

現在來檢查以下輸出文件:

[root@localhost ~]# cat out.txt
removed `file1'
[root@localhost ~]# cat err.txt
rm: cannot remove `folder1': Is a directory
[root@localhost ~]#

正如我們所看到的,不同的流被分離到了不同的文件。有時候,這也不是很方便,因爲我們想要查看出現錯誤時,在某些操作前面或後面所連續發生的事情。要實現這一目的,我們可以重定向兩個流到同一個文件:

command >>out_err.txt 2>>out_err.txt

注意:請注意,我使用“>>”替代了“>”。它允許我們附加到文件,而不是覆蓋文件。

我們也可以重定向一個流到另一個:

command >out_err.txt 2>&1

讓我來解釋一下吧。所有命令的標準輸出將被重定向到out_err.txt,錯誤輸出將被重定向到流1(上面已經解釋過了),而該流會被重定向到同一個文件。讓我們看這個實例:

[root@localhost ~]# rm -fv folder2 file2 >out_err.txt 2>&1
[root@localhost ~]# cat out_err.txt
rm: cannot remove `folder2': Is a directory
removed `file2'
[root@localhost ~]#

看着這些組合的輸出,我們可以將其說明爲:首先,rm 命令試着將folder2刪除,而它不會成功,因爲linux要求-r 鍵來允許rm 命令刪除文件夾,而第二個file2會被刪除。通過爲rm提供-v(詳情)鍵,我們讓rm命令告訴我們每個被刪除的文件或文件夾。

這些就是你需要知道的,關於重定向的幾乎所有內容了。我是說幾乎,因爲還有一個更爲重要的重定向工具,它稱之爲“管道”。通過使用|(管道)符號,我們通常重定向stdout流。

比如說,我們有這樣一個文本文件:

[root@localhost ~]# cat text_file.txt
This line does not contain H e l l o  word
This lilne contains Hello
This also containd Hello
This one no due to HELLO all capital
Hello bash world!

而我們需要找到其中某些帶有“Hello”的行,Linux中有個grep 命令可以完成該工作:

[root@localhost ~]# grep Hello text_file.txt
This lilne contains Hello
This also containd Hello
Hello bash world!
[root@localhost ~]#

當我們有個文件,想要在裏頭搜索的時候,這用起來很不錯。當如果我們需要在另一個命令的輸出中查找某些東西,這又該怎麼辦呢?是的,當然,我們可以重定向輸出到文件,然後再在文件裏頭查找:

[root@localhost ~]# fdisk -l>fdisk.out
[root@localhost ~]# grep "Disk /dev" fdisk.out
Disk /dev/sda: 8589 MB, 8589934592 bytes
Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_root: 7205 MB, 7205814272 bytes
Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_swap: 855 MB, 855638016 bytes
[root@localhost ~]#

如果你打算grep一些雙引號引起來帶有空格的內容呢!

注意:fdisk命令顯示關於Linux操作系統磁盤驅動器的信息。

就像我們看到的,這種方式很不方便,因爲我們不一會兒就把臨時文件空間給搞亂了。要完成該任務,我們可以使用管道。它們允許我們重定向一個命令的stdout 到另一個命令的stdin 流:

[root@localhost ~]# fdisk -l | grep "Disk /dev"
Disk /dev/sda: 8589 MB, 8589934592 bytes
Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_root: 7205 MB, 7205814272 bytes
Disk /dev/mapper/VolGroup-lv_swap: 855 MB, 855638016 bytes
[root@localhost ~]#

如你所見,我們不需要任何臨時文件就獲得了相同的結果。我們把fdisk stdout 重定向到了grep stdin

注意 : 管道重定向總是從左至右的。

還有幾個其它重定向,但是我們將把它們放在後面講。

在shell中顯示自定義信息

正如我們所知道的,通常,與shell的交流以及shell內的交流是以對話的方式進行的。因此,讓我們創建一些真正的腳本吧,這些腳本也會和我們講話。這會讓你學到一些簡單的命令,並對腳本的概念有一個更好的理解。

假設我們是某個公司的總服務檯經理,我們想要創建某個shell腳本來註冊呼叫信息:電話號碼、用戶名以及問題的簡要描述。我們打算把這些信息存儲到普通文本文件data.txt中,以便今後統計。腳本它自己就是以對話的方式工作,這會讓總服務檯的工作人員的小日子過得輕鬆點。那麼,首先我們需要顯示提問。對於顯示信息,我們可以用echo和printf命令。這兩個都是用來顯示信息的,但是printf更爲強大,因爲我們可以通過它很好地格式化輸出,我們可以讓它右對齊、左對齊或者爲信息留出專門的空間。讓我們從一個簡單的例子開始吧。要創建文件,請使用你慣用的文本編輯器(kate,nano,vi,……),然後創建名爲note.sh的文件,裏面寫入這些命令:

echo "Phone number ?"

如何運行/執行腳本?

在保存文件後,我們可以使用bash命令來運行,把我們的文件作爲它的參數:

[root@localhost ~]# bash note.sh
Phone number ?

實際上,這樣來執行腳本是很不方便的。如果不使用bash命令作爲前綴來執行,會更舒服一些。要讓腳本可執行,我們可以使用chmod命令:

[root@localhost ~]# ls -la note.sh
-rw-r--r--. 1 root root 22 Apr 23 20:52 note.sh
[root@localhost ~]# chmod +x note.sh
[root@localhost ~]# ls -la note.sh
-rwxr-xr-x. 1 root root 22 Apr 23 20:52 note.sh
[root@localhost ~]#

注意 : ls命令顯示了當前文件夾內的文件。通過添加-la鍵,它會顯示更多文件信息。

如我們所見,在chmod命令執行前,腳本只有讀(r)和寫(w)權限。在執行chmod+x後,它就獲得了執行(x)權限。(關於權限的更多細節,我會在下一篇文章中講述。)現在,我們只需這麼來運行:

[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number ?

在腳本名前,我添加了 ./ 組合。.(點)在unix世界中意味着當前位置(當前文件夾),/(斜線)是文件夾分隔符。(在Windows系統中,我們使用反斜線 / 表示同樣功能)所以,這整個組合的意思是說:“從當前文件夾執行note.sh腳本”。我想,如果我用完整路徑來運行這個腳本的話,你會更加清楚一些:

[root@localhost ~]# /root/note.sh
Phone number ?
[root@localhost ~]#

它也能工作。

如果所有linux用戶都有相同的默認shell,那就萬事OK。如果我們只是執行該腳本,默認的用戶shell就會用於解析腳本內容並運行命令。不同的shell的語法、內部命令等等有着一丁點不同,所以,爲了保證我們的腳本會使用bash,我們應該添加#!/bin/bash到文件首行。這樣,默認的用戶shell將調用/bin/bash,而只有在那時候,腳本中的命令纔會被執行:

[root@localhost ~]# cat note.sh
#!/bin/bash
echo "Phone number ?"

直到現在,我們才100%確信bash會用來解析我們的腳本內容。讓我們繼續。

讀取輸入

在顯示信息後,腳本會等待用戶回答。有個read命令用來接收用戶的回答:

#!/bin/bash
echo "Phone number ?"
read phone

在執行後,腳本會等待用戶輸入,直到用戶按[ENTER]鍵結束輸入:

[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number ?
12345                               <--- 這兒是我輸入的內容
[root@localhost ~]#

你輸入的所有東西都會被存儲到變量phone中,要顯示變量的值,我們同樣可以使用echo命令:

[root@localhost ~]# cat note.sh
#!/bin/bash
echo "Phone number ?"
read phone
echo "You have entered $phone as a phone number"
[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number ?
123456
You have entered 123456 as a phone number
[root@localhost ~]#

bash shell中,一般我們使用$(美元)符號來表明這是一個變量,除了讀入到變量和其它爲數不多的時候纔不用這個$(將在今後說明)。

好了,現在我們準備添加剩下的問題了:

#!/bin/bash
echo "Phone number?"
read phone
echo "Name?"
read name
echo "Issue?"
read issue
[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number?
123
Name?
Jim
Issue?
script is not working.
[root@localhost ~]#

使用流重定向

太完美了!剩下來就是重定向所有東西到文件data.txt了。作爲字段分隔符,我們將使用/(斜線)符號。

注意 : 你可以選擇任何你認爲是最好的分隔符,但是確保文件內容不會包含這些符號在內,否則它會導致在文本行中產生額外字段。

別忘了使用“>>”來代替“>”,因爲我們想要將輸出內容附加到文件末!

[root@localhost ~]# tail -2 note.sh
read issue
echo "$phone/$name/$issue">>data.txt
[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number?
987
Name?
Jimmy
Issue?
Keybord issue.
[root@localhost ~]# cat data.txt
987/Jimmy/Keybord issue.
[root@localhost ~]#

注意 :tail 命令顯示了文件的最後的n行。

搞定。讓我們再來運行一次看看:

[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number?
556
Name?
Janine
Issue?
Mouse was broken.
[root@localhost ~]# cat data.txt
987/Jimmy/Keybord issue.
556/Janine/Mouse was broken.
[root@localhost ~]#

我們的文件在增長,讓我們在每行前面加個日期吧,這對於今後擺弄這些統計數據時會很有用。要實現這功能,我們可以使用date命令,並指定某種格式,因爲我不喜歡默認格式:

[root@localhost ~]# date
Thu Apr 23 21:33:14 EEST 2015                     <---- date命令的默認輸出
[root@localhost ~]# date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"
2015.04.23 21:33:18                               <---- 格式化後的輸出

有幾種方式可以讀取命令的輸出到變量,在這種簡單的情況下,我們將使用`(是反引號,不是單引號,和波浪號~在同一個鍵位):

[root@localhost ~]# cat note.sh
#!/bin/bash
now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
echo "Phone number?"
read phone
echo "Name?"
read name
echo "Issue?"
read issue
echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt
[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number?
123
Name?
Jim
Issue?
Script hanging.
[root@localhost ~]# cat data.txt
2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
[root@localhost ~]#

嗯…… 我們的腳本看起來有點醜啊,讓我們來美化一下。如果你要手動讀取read命令,你會發現read 命令也可以顯示一些信息。要實現該功能,我們應該使用-p鍵加上信息:

[root@localhost ~]# cat note.sh
#!/bin/bash
now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
read -p "Phone number: " phone
read -p "Name: " name
read -p "Issue: " issue
echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt

你可以直接從控制檯查找到各個命令的大量有趣的信息,只需輸入:man read, man echo, man date, man ……

同意嗎?它看上去是舒服多了!

[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number: 321
Name: Susane
Issue: Mouse was stolen
[root@localhost ~]# cat data.txt
2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
2015.04.23 21:43:50/321/Susane/Mouse was stolen
[root@localhost ~]#

光標在消息的後面(不是在新的一行中),這有點意思。(LCTT 譯註:如果用 echo 命令輸出顯示的話,可以用 -n 參數來避免換行。)

循環

是時候來改進我們的腳本了。如果用戶一整天都在接電話,如果每次都要去運行,這豈不是很麻煩?讓我們讓這些活動都永無止境地循環去吧:

[root@localhost ~]# cat note.sh
#!/bin/bash
while true
do
        read -p "Phone number: " phone
        now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
        read -p "Name: " name
        read -p "Issue: " issue
        echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt
done

我已經交換了read phonenow=date行的位置。這是因爲我想要在輸入電話號碼後再獲得時間。如果我把它放在循環的首行,那麼循環一次後,變量 now 就會在數據存儲到文件中後馬上獲得時間。而這並不好,因爲下一次呼叫可能在20分鐘後,甚至更晚。

[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number: 123
Name: Jim
Issue: Script still not works.
Phone number: 777
Name: Daniel
Issue: I broke my monitor
Phone number: ^C
[root@localhost ~]# cat data.txt
2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
2015.04.23 21:43:50/321/Susane/Mouse was stolen
2015.04.23 21:47:55/123/Jim/Script still not works.
2015.04.23 21:48:16/777/Daniel/I broke my monitor
[root@localhost ~]#

注意: 要從無限循環中退出,你可以按[Ctrl]+[C]鍵。Shell會顯示^表示 CTRL 鍵

使用管道重定向

讓我們添加更多功能到我們的“弗蘭肯斯坦(Frankenstein)”,我想要腳本在每次呼叫後顯示某個統計數據。比如說,我想要查看各個號碼呼叫了我幾次。對於這個,我們應該cat文件data.txt:

[root@localhost ~]# cat data.txt
2015.04.23 21:38:56/123/Jim/Script hanging.
2015.04.23 21:43:50/321/Susane/Mouse was stolen
2015.04.23 21:47:55/123/Jim/Script still not works.
2015.04.23 21:48:16/777/Daniel/I broke my monitor
2015.04.23 22:02:14/123/Jimmy/New script also not working!!!
[root@localhost ~]#

現在,所有輸出我們都可以重定向到cut命令,讓cut來把每行切成一塊一塊(我們使用分隔符“/”),然後打印第二個字段:

[root@localhost ~]# cat data.txt | cut -d"/" -f2
123
321
123
777
123
[root@localhost ~]#

現在,我們可以把這個輸出重定向打另外一個命令sort

[root@localhost ~]# cat data.txt | cut -d"/" -f2|sort
123
123
123
321
777
[root@localhost ~]#

然後只留下唯一的行。要統計唯一條目,只需添加-c鍵到uniq命令:

[root@localhost ~]# cat data.txt | cut -d"/" -f2 | sort | uniq -c
    3 123
    1 321
    1 777
[root@localhost ~]#

只要把這個添加到我們的循環的最後:

#!/bin/bash
while true
do
        read -p "Phone number: " phone
        now=`date "+%Y.%m.%d %H:%M:%S"`
        read -p "Name: " name
        read -p "Issue: " issue
        echo "$now/$phone/$name/$issue">>data.txt
        echo "===== We got calls from ====="
        cat data.txt | cut -d"/" -f2 | sort | uniq -c
        echo "--------------------------------"
done

運行:

[root@localhost ~]# ./note.sh
Phone number: 454
Name: Malini
Issue: Windows license expired.
===== We got calls from =====
    3 123
    1 321
    1 454
    1 777
--------------------------------
Phone number: ^C

當前場景貫穿了幾個熟知的步驟:

  • 顯示消息

  • 獲取用戶輸入

  • 存儲值到文件

  • 處理存儲的數據

但是,如果用戶有點責任心,他有時候需要輸入數據,有時候需要統計,或者可能要在存儲的數據中查找一些東西呢?對於這些事情,我們需要使用switches/cases,並知道怎樣來很好地格式化輸出。這對於在shell中“畫”表格的時候很有用。

轉自http://www.linuxprobe.com/shell-script-programming.html

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