一篇教會你寫90%的shell腳本!

在公司項目的開發過程中,需要編寫shell腳本去處理一個業務,在編寫過程中發現自身對shell腳本的知識不夠完善,顧整理一下,本文章主要內容來自菜鳥教程 , 也添加了一些知識點

看完這邊文章應該就可以獨立完成大部分腳本得編寫

shell腳本?

在說什麼是shell腳本之前,先說說什麼是shell。

shell是外殼的意思,就是操作系統的外殼。我們可以通過shell命令來操作和控制操作系統,比如Linux中的Shell命令就包括ls、cd、pwd等等。總結來說,Shell是一個命令解釋器,它通過接受用戶輸入的Shell命令來啓動、暫停、停止程序的運行或對計算機進行控制。

shell 是一個應用程序,它連接了用戶和 Linux 內核,讓用戶能夠更加高效、安全、低成本地使用 Linux 內核,這就是 Shell 的本質。

shell 本身並不是內核的一部分,它只是站在內核的基礎上編寫的一個應用程序。

那麼什麼是shell腳本呢?

shell腳本就是由Shell命令組成的執行文件,將一些命令整合到一個文件中,進行處理業務邏輯,腳本不用編譯即可運行。它通過解釋器解釋運行,所以速度相對來說比較慢。

shell腳本中最重要的就是對shell命令的使用與組合,再使用shell腳本支持的一些語言特性,完成想要的功能。

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註釋

“# ”開頭的就是註釋,被編譯器忽略

  • 單行註釋: #
  • 多行註釋: :<<EOF ... EOF 或者 :<<! ... ! (:<< 標識多行註釋開始,並指定一個標識符作爲開始結束的標誌)

變量

變量類型
運行shell時,會同時存在三種變量:

  1. 局部變量:局部變量在腳本或命令中定義,僅在當前shell實例中有效,其他shell啓動的程序不能訪問局部變量。
  2. 環境變量:所有的程序,包括shell啓動的程序,都能訪問環境變量,有些程序需要環境變量來保證其正常運行。必要的時候shell腳本也可以定義環境變量。
  3. shell變量:shell變量是由shell程序設置的特殊變量。shell變量中有一部分是環境變量,有一部分是局部變量,這些變量保證了shell的正常運行

變量操作

  • 創建普通變量: name="test" (=兩邊不可有空格)
  • 創建只可函數體中使用的局部變量: local name="test" (使用local修飾的變量在函數體外無法訪問,並且local只能在函數體內使用)
  • 使用變量: echo $name 或者 echo ${name} (推薦使用大括號版)
  • 變量重新賦值: name="new_test" (將原值覆蓋)
  • 只讀變量: name="only_read" -> readonly name (使用readonly標識後的變量,不可被修改)
  • 刪除變量: unset name; (刪除之後不可訪問,刪除不掉只讀變量)

字符串變量
1)單引號

  • 單引號變量var='test' ,只能原樣輸出,變量無效
  • 單引號中不能出現一個單獨的單引號,轉義也不可以

2)雙引號

  • 雙引號變量var="my name is ${name}",變量有效
  • 可出現轉義符

3)拼接字符串

  • 中間無任何+,之類的字符
  • name="this is"" my name"; name="this is my name"; name="this" is "my name" 等效
  • name='this is'' my nam'; name='this is my name'; name='this' is 'my name' 等效

4)獲取字符串長度

  • 在${}中使用“#”獲取長度
  • name="test";
  • echo ${#name}; # 輸出爲4

5)提取子字符串

  • 1:4 從第2個開始 往後截取4個字符
  • ::4 從第一個字符開始 往後截取4個字符
  • name="this is my name";
  • echo ${name:1:4} #輸出 is i
  • echo ${name::4} #輸出 this

數組

bash只支持一維數組,不支持多維數組

  • 定義數組:array_name=(li wang xiang zhang) (小括號做邊界、使用空格分離)
  • 單獨定義數組的元素: array_para[0]="w"; array_para[3]="s" (定義時下標不連續也可以)
  • 賦值數組元素:array_name[0]="zhao";
  • 獲取數組元素:
    • array_name[0]="li"
    • array_name[3]="zhang"
    • echo ${array_name[0]} # 輸出"li"
    • echo ${array_name[1]} # 輸出" "
    • echo ${array_name[3]} # 輸出"zhang"
    • echo ${array_name[@]} # 輸出"li zhang" 輸出數組所有元素,沒有元素的下標省略
  • 取得元素個數:${#array_name[@]} 或者 ${#array_name[*]}
  • 取得單個元素長度:${#array_name[1]}

參數傳遞

  • 獲取參數值:
    • $0 : 固定,代表執行的文件名
    • $1 : 代表傳入的第1個參數
    • $n : 代表傳入的第n個參數
  • \$#:參數個數
  • \$*: 以一個單字符串顯示所有向腳本傳遞的參數。如"$*"用「"」括起來的情況、以"$1 $2 … $n"的形式輸出所有參數
  • \[email protected]:與$*相同,但是使用時加引號,並在引號中返回每個參數。
  • \$\$:腳本運行的當前進程號
  • \$!:後臺運行的最後一個進程的ID
  • \$?: 顯示最後命令的退出狀態。0表示沒有錯誤,其他任何值表明有錯誤。
  • \$* 與 [email protected] 區別
    • 相同點:都是引用所有參數。
    • 不同點:只有在雙引號中體現出來。假設在腳本運行時寫了三個參數 1、2、3,,則 " * " 等價於 "1 2 3"(傳遞了一個參數),而 "@" 等價於 "1" "2" "3"(傳遞了三個參數)。

運算符

算數運算

  • + 、-、*、\ : 乘號前必須加\進行轉義纔可以進行乘法運算
  • 加法運算
    • val=`expr 2 + 2` (使用linux命令expr進行輔助運算)
    • val=$[2+2] (4個空格不是必要的,不同於條件判斷)
    • val=$((2+2))

數字關係運算符
關係運算符只支持數字,不支持字符串,除非字符串的值是數字。
下面假定變量 a 爲 10,變量 b 爲 20

  • -eq :檢測兩個數是否相等,相等返回 true。 [ $a -eq $b ] 返回 false。
  • -ne: 檢測兩個數是否不相等,不相等返回 true。 [ $a -ne $b ] 返回 true。
  • -gt: 檢測左邊的數是否大於右邊的,如果是,則返回 true。 [ $a -gt $b ] 返回 false。
  • -lt : 檢測左邊的數是否小於右邊的,如果是,則返回 true。 [ $a -lt $b ] 返回 true。
  • -ge: 檢測左邊的數是否大於等於右邊的,如果是,則返回 true。 [ $a -ge $b ] 返回 false。
  • -le : 檢測左邊的數是否小於等於右邊的,如果是,則返回 true。 [ $a -le $b ] 返回 true。

    字符串運算符
    下表列出了常用的字符串運算符,假定變量 a 爲 "abc",變量 b 爲 "efg":

  • = :檢測兩個字符串是否相等,相等返回 true。 [ $a = $b ] 返回 false。
  • != :檢測兩個字符串是否相等,不相等返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true。
  • -z :檢測字符串長度是否爲0,爲0返回 true。 [ -z $a ] 返回 false。
  • -n :檢測字符串長度是否爲0,不爲0返回 true。 [ -n "$a" ] 返回 true。
  • $ :檢測字符串是否爲空,不爲空返回 true。 [ $a ] 返回 true。

    布爾運算符
    下表列出了常用的布爾運算符,假定變量 a 爲 10,變量 b 爲 20:

  • ! :非運算,表達式爲 true 則返回 false,否則返回 true。 [ ! false ] 返回 true。
  • -o :或運算,有一個表達式爲 true 則返回 true。 [ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
  • -a :與運算,兩個表達式都爲 true 才返回 true。 [ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

邏輯運算符
以下介紹 Shell 的邏輯運算符,假定變量 a 爲 10,變量 b 爲 20:

  • && :邏輯的 AND [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
  • || :邏輯的 OR [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

文件運算符

  • -b file :檢測文件是否是塊設備文件,如果是,則返回 true。 [ -b $file ] 返回 false。
  • -c file :檢測文件是否是字符設備文件,如果是,則返回 true。 [ -c $file ] 返回 false。
  • -d file :檢測文件是否是目錄,如果是,則返回 true。 [ -d $file ] 返回 false。
  • -f file :檢測文件是否是普通文件(既不是目錄,也不是設備文件),如果是,則返回 true。 [ -f $file ] 返回 true。
  • -g file :檢測文件是否設置了 SGID 位,如果是,則返回 true。 [ -g $file ] 返回 false。
  • -k file :檢測文件是否設置了粘着位(Sticky Bit),如果是,則返回 true。 [ -k $file ] 返回 false。
  • -p file :檢測文件是否是有名管道,如果是,則返回 true。 [ -p $file ] 返回 false。
  • -u file :檢測文件是否設置了 SUID 位,如果是,則返回 true。 [ -u $file ] 返回 false。
  • -r file :檢測文件是否可讀,如果是,則返回 true。 [ -r $file ] 返回 true。
  • -w file :檢測文件是否可寫,如果是,則返回 true。 [ -w $file ] 返回 true。
  • -x file :檢測文件是否可執行,如果是,則返回 true。 [ -x $file ] 返回 true。
  • -s file :檢測文件是否爲空(文件大小是否大於0),不爲空返回 true。 [ -s $file ] 返回 true。
  • -e file :檢測文件(包括目錄)是否存在,如果是,則返回 true。 [ -e $file ] 返回 true。

執行相關

命令替換
命令替換與變量替換差不多,都是用來重組命令行的,先完成引號裏的命令行,然後將其結果替換出來,再重組成新的命令行。
執行命令:

  1. `ls /etc` : 反引號 (所有的unix系統都支持)
  2. $(ls /etc) : $+() (部分unix系統不支持)
    多個嵌套使用時,從內向外執行

    for file in \s /etc\ 或 for file in $(ls /etc) 循環中使用
    `dirname \$0` 獲取腳本文件所在的目錄
    path=$(cd `dirname $0`;pwd) : 獲取腳本當前所在目錄,並且執行cd命令到達該目錄,使用pwd獲取路徑並賦值到path變量

算術運算

  1. $[ ] : 加減乘除,不必添加空格
  2. $(( )) :加減乘除等,不必添加空格

邏輯判斷

  1. [ ] : 中括號旁邊和運算符兩邊必須添加空格 (可以使用,不推薦)
  2. [[ ]]:中括號旁邊和運算符兩邊必須添加空格 (字符串驗證時,推薦使用)
  3. (()) : 中括號旁邊和運算符兩邊必須添加空格 (數字驗證時,推薦使用)
  4. [[]] 和 (()) 分別是[ ]的針對數學比較表達式和字符串表達式的加強版。
  5. 使用[[ ... ]]條件判斷結構,而不是[ ... ],能夠防止腳本中的許多邏輯錯誤。比如,&&、||、<和> 操作符能夠正常存在於[[ ]]條件判斷結構中,但是如果出現在[ ]結構中的話,會報錯。比如可以直接使用if [[ $a != 1 && $a != 2 ]], 如果不適用雙括號, 則爲if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]或者if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]。
    [[ ]]中增加模式匹配特效;
    (( ))不需要再將表達式裏面的大小於符號轉義,除了可以使用標準的數學運算符外,還增加了以下符號
    在這裏插入圖片描述

輸出

echo
僅用於字符串的輸出,沒有使用printf作爲輸出的移植性好,建議使用printf

printf

printf 不會像 echo 自動添加換行符,我們可以手動添加 \n
無大括號,直接以空格分隔

  • 格式:printf format-string [arguments...] 其中(format-string: 格式控制字符串、arguments: 參數列表)
  • 案例:printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234
  • %s %c %d %f 都是格式替代符
    • d:Decimal 十進制整數 對應位置參數必須是十進制整數,否則報錯!
    • s:String 字符串 對應位置參數必須是字符串或者字符型 否則報錯
    • c:Char 字符 對應位置參數必須是字符串或者字符型 否則報錯
    • f:Float 浮點 對應位置參數必須是數字型 否則報錯
  • %-10s : 指一個寬度爲10個字符(-表示左對齊,沒有則表示右對齊),任何字符都會被顯示在10個字符寬的字符內,如果不足則自動以空格填充,超過也會將內容全部顯示出來。
  • %-4.2f :指格式化爲小數,寬度爲4個字符,其中.2指保留2位小數。
  • 轉義符:
    • \a :警告字符,通常爲ASCII的BEL字符
    • \b :後退
    • \c :抑制(不顯示)輸出結果中任何結尾的換行字符(只在%b格式指示符控制下的參數字符串中有效),而且,任何留在參數裏的字符、任何接下來的參數以及任何留在格式字符串中的字符,都被忽略
    • \f :換頁(formfeed)
    • \n :換行
    • \r :回車(Carriage return)
    • \t :水平製表符
    • \v :垂直製表符
    • \ :一個字面上的反斜槓字符
    • \ddd :表示1到3位數八進制值的字符。僅在格式字符串中有效
    • \0ddd :表示1到3位的八進制值字符

流程控制

和Java、PHP等語言不一樣,sh的流程控制不可爲空,即if或者else的大括號中無任何語句
if else

  • if
    if condition
    then
    command1 
    command2
    ...
    commandN 
    fi
  • if else
    if condition
    then
    command1 
    command2
    ...
    commandN
    else
    command
    fi
  • if else-if else
    if condition1
    then
    command1
    elif condition2 
    then 
    command2
    else
    commandN
    fi

for

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

while

  • while condition
    while condition
    do
    command
    done
  • while 無限循環
    while :
    do
    command
    done

until
until 循環執行一系列命令直至條件爲 true 時停止。
until 循環與 while 循環在處理方式上剛好相反。

until condition
do
    command
done

case
Shell case語句爲多選擇語句。可以用case語句匹配一個值與一個模式,如果匹配成功,執行相匹配的命令。
case需要一個esac(就是case反過來)作爲結束標記,每個case分支用右圓括號,用兩個分號表示break,其中“;;”不是跳出循環,是不在去匹配下面的模式
case語句格式如下:

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

跳出循環

  1. break :跳出總循環
  2. continue:跳出當前循環,繼續下一次循環

定義函數

可以帶function fun() 定義,也可以直接fun() 定義,不帶任何參數。

  • 函數定義
    [ function ] funname()
    {
    action;
    [return int;]
    }
  • 參數傳遞
    • 調用函數: fun_name 2 3 4
    • 函數中使用:和shell取用函數相同 $n $# $* $? 或者加上{}
      funWithParam(){
      echo "第一個參數爲 $1 !"
      echo "第二個參數爲 $2 !"
      echo "第十個參數爲 $10 !"
      echo "第十個參數爲 ${10} !"
      echo "第十一個參數爲 ${11} !"
      echo "參數總數有 $# 個!"
      echo "作爲一個字符串輸出所有參數 $* !"}
      funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
      echo $?  \# 判斷執行是否成功
  • 函數返回值
    • return字樣可存在也可不存在
    • return 只能爲 return [0-255],此處的返回可作爲函數執行的狀態,通過$?獲取的便是這個返回值
    • 如果不加return , 則默認最後一條語句的執行狀態所爲函數執行狀態的返回值,如果最後一條語句執行成功,則$?爲0,否則不爲0
  • 使用函數返回值(Janusgraph圖數據庫官方啓動服務腳本片段)
    • return返回的數字,只是作爲函數執行狀態的返回值,也就是接下來$?獲取的值
    • 對於類似於下面的BIN=\abs_path``語句,獲取的是函數體內所有的echo、printf輸出<u>組合成的一個字符串</u>
      
      abs_path() {
      SOURCE="${BASH_SOURCE[0]}"
      while [ -h "$SOURCE" ]; do
      DIR="$( cd -P "$( dirname "$SOURCE" )" && pwd )"
      SOURCE="$(readlink "$SOURCE")"
      [[ $SOURCE != /* ]] && SOURCE="$DIR/$SOURCE"
      done
      echo "test"  
      echo "$( cd -P "$( dirname "$SOURCE" )" && pwd )"  
      # 此函數的兩個echo輸出會組合成一個字符串作爲下述BIN的值
      }

BIN=abs_path # BIN賦值函數返回值,如果沒有return,則函數中所有的echo、printf輸出組合成一個字符串傳入BIN
path=${BIN}/nodetool # 可直接使用


#### 輸入輸出重定向
一般情況下,每個 Unix/Linux 命令運行時都會打開三個文件:
* 標準輸入文件(stdin):stdin的文件描述符爲0,Unix程序默認從stdin讀取數據。
* 標準輸出文件(stdout):stdout 的文件描述符爲1,Unix程序默認向stdout輸出數據。
* 標準錯誤文件(stderr):stderr的文件描述符爲2,Unix程序會向stderr流中寫入錯誤信息。

默認情況下,command > file 將 stdout 重定向到 file,command < file 將stdin 重定向到 file。
如果希望執行某個命令,但又不希望在屏幕上顯示輸出結果,那麼可以將輸出重定向到 /dev/null:

**輸入重定向**
1. bash.sh  < file : 將腳本的輸入重定向到file,由file提供參數

**輸出重定向**
1. bash.sh  > file : 將腳本的輸出數據重定向到file中,覆蓋數據
2. bash.sh  >> file : 將腳本的輸出數據重定向到file中,追加數據
3.  command >> file 2>&1 : 將 stdout 和 stderr 合併後重定向到 file

#### 讀取外部輸入
命令:`read arg`  (腳本讀取外部輸入並賦值到變量上)
在shell腳本執行到上述命令時,停止腳本執行並等待外部輸入,將外部輸入賦值到arg變量上,繼續執行腳本

#### 文件引用
引用其他的文件之後,可以使用其變量、函數等等,相當於將引用的文件包含進了當前文件
兩種方式:
1. **.** file_path\file_name
2. **source** file_path\file_name

#### 顏色標識
```shell
printf  "\033[32m SUCCESS: yay \033[0m\n";
printf  "\033[33m WARNING: hmm \033[0m\n";
printf  "\033[31m ERROR: fubar \033[0m\n";

輸出結果:
在這裏插入圖片描述

長句換行

在shell中爲避免一個語句過長,可以使用“\”進行換行
使用“\”換行,在腳本執行過程中還是當做一行一個語句執行,不同於enter直接換行

注意:\ 前添加一個空格 。 \ 後無空格直接換行。

/mysql/bin/mysql \
-h test_host  -P 000 \
-u test_user -ptest_password ;

shell操作mysql

下面案例爲登錄mysql,並選擇操作數據庫,之後進行導入數據

 /mysql/mysql/bin/mysql \
  -h test_host  -P 000 \
  -u test_user -ptest_password \
  -e"use test_database; source data_faile; " # -e 代表執行sql語句

-u 用戶名
-p 用戶密碼
-h 服務器ip地址
-D 連接的數據庫
-N 不輸出列信息
-B 使用tab鍵 代替 分隔符
-e 執行的SQL語句

退出腳本

命令:exit

在退出腳本時使用不同的錯誤碼,這樣可以根據錯誤碼來判斷髮生了什麼錯誤。

在絕大多數 shell 腳本中,exit 0 表示執行成功,exit 1 表示發生錯誤。
對錯誤與錯誤碼進行一對一的映射,這樣有助於腳本調試。

命令:set -e 或者 set +e
set -e表示從當前位置開始,如果出現任何錯誤都將觸發exit。相反,set +e表示不管出現任何錯誤繼續執行腳本。

如果腳本是有狀態的(每個後續步驟都依賴前一個步驟),那麼請使用set -e,在腳本出現錯誤時立即退出腳本。
如果要求所有命令都要執行完(很少會這樣),那麼就使用set +e。

shell腳本調試

檢查是否有語法錯誤-n
bash -n script_name.sh
使用下面的命令來執行並調試 Shell 腳本-x
bash -x script_name.sh
調試count_odd_number.sh 程序案例:

#!/usr/bin.env bash

# 用於計算數組中奇數的和
# @author liyangyang
# @time 2019/09/17

sum=0
for num in 1 2 3 4;do
    re=${num}%2
    if (( ${re} == 1 ));then
        sum=$[${sum}+${num}]
    fi
done
echo ${sum}
  1. 首先檢查有無語法錯誤:
    bash -n count_odd_number.sh
  2. 沒有輸出,說明沒有錯誤,開始實際調試:
    bash -x count_odd_number.sh
  3. 調試結果如下:
    + sum=0
    + for num in 1 2 3 4
    + re=1%2
    + ((  1%2 == 1  ))
    + sum=1
    + for num in 1 2 3 4
    + re=2%2
    + ((  2%2 == 1  ))
    + for num in 1 2 3 4
    + re=3%2
    + ((  3%2 == 1  ))
    + sum=4
    + for num in 1 2 3 4
    + re=4%2
    + ((  4%2 == 1  ))
    + echo 4
    4

    其中的輸出顯示了程序執行的每一步,通過觀察程序執行的步驟是否滿足預期從而達到調試的效果
    帶有 + 表示的是 Shell 調試器的輸出,不帶 + 表示程序的輸出。

案例:

這是es(ElasticSearch)官方啓動服務的腳本,看可不可以理解吧~

#!/usr/bin/env bash

# CONTROLLING STARTUP:
#
# This script relies on a few environment variables to determine startup
# behavior, those variables are:
#
#   ES_PATH_CONF -- Path to config directory
#   ES_JAVA_OPTS -- External Java Opts on top of the defaults set
#
# Optionally, exact memory values can be set using the `ES_JAVA_OPTS`. Note that
# the Xms and Xmx lines in the JVM options file must be commented out. Example
# values are "512m", and "10g".
#
#   ES_JAVA_OPTS="-Xms8g -Xmx8g" ./bin/elasticsearch

source "`dirname "$0"`"/elasticsearch-env

parse_jvm_options() {
  if [ -f "$1" ]; then
    echo "`grep "^-" "$1" | tr '\n' ' '`"
  fi
}

ES_JVM_OPTIONS="$ES_PATH_CONF"/jvm.options

ES_JAVA_OPTS="`parse_jvm_options "$ES_JVM_OPTIONS"` $ES_JAVA_OPTS"

# manual parsing to find out, if process should be detached
if ! echo $* | grep -E '(^-d |-d$| -d |--daemonize$|--daemonize )' > /dev/null; then
  exec \
    "$JAVA" \
    $ES_JAVA_OPTS \
    -Des.path.home="$ES_HOME" \
    -Des.path.conf="$ES_PATH_CONF" \
    -cp "$ES_CLASSPATH" \
    org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch \
    "[email protected]"
else
  exec \
    "$JAVA" \
    $ES_JAVA_OPTS \
    -Des.path.home="$ES_HOME" \
    -Des.path.conf="$ES_PATH_CONF" \
    -cp "$ES_CLASSPATH" \
    org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch \
    "[email protected]" \
    <&- &
  retval=$?
  pid=$!
  [ $retval -eq 0 ] || exit $retval
  if [ ! -z "$ES_STARTUP_SLEEP_TIME" ]; then
    sleep $ES_STARTUP_SLEEP_TIME
  fi
  if ! ps -p $pid > /dev/null ; then
    exit 1
  fi
  exit 0
fi

exit $?

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