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Linux Shell脚本编程

运维 linux shell 命令 2018/11/17

本文于2067天之前发表，文中内容可能已经过时。

1. Shell是什么

Shell是用户与内核进行交互操作的一种接口，目前最流行的Shell成为bash Shell。Shell同时也是一门编程语言<解释型的编程语言>，即shell脚本。一个系统可以存在多个shell，可以通过cat /etc/shells命令查看系统中安装的shell，不同的shell可能支持的命令语法是不相同的。

1.1 第一个shell脚本

创建一个文件test.sh，扩展名为sh，即为一个shell脚本。shell脚本的第一行一般为：

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#! /bin/bash
echo "Hello World!"

解析：#! 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，即使用哪一种Shell

​ echo 命令用于向窗口输出文本

1.2 运行Shell脚本的两种方式

① 首先赋予+x权限，然后输入脚本的绝对路径或相对路径

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chmod +x ./test.sh       #使脚本具有执行权限
./test.sh                #相对路径执行脚本
/root/test.sh            #绝对路径执行脚本

② bash或sh + 脚本，不需要赋予x执行权限

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bash /root/helloworld.sh
sh helloworld.sh

2. Shell中的变量

2.1 Shell变量的类型

Linux Shell中的变量分为“系统变量”和“用户自定义变量”。系统变量一般包括$HOME，$PWD，$SHELL，$USER等等。通过set命令可以查看当前shell中所有变量，包括系统变量和用户自定义变量。

2.2 变量的定义与撤销

定义普通变量

语法：变量=值，如

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STR="adb"

注意：定义变量时，变量名不加$符号。等号两侧不能有空格。双引号和单引号有区别，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，转义字符也无效，而双引号可以有变量和转义字符。

定义静态变量

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readonly B=2

声明静态的变量B=2，不能使用unset撤销静态变量

撤销变量A

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A=9
unset A

全局变量设置

export 变量名 可把变量提升为全局环境变量，可供其他shell程序使用

将命令的返回值赋给变量

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A=`ls -la`
A=$(ls -la)

A=ls -la反引号，运行里面的命令，并把结果返回给变量A。
A=$(ls -la)等价于反引号

2.3 Shell中的特殊变量

$? 表示上一个命令退出的状态
$$ 表示当前进程的编号
$0 表示当前脚本名称
$n 表示n位置的输入参数（n代表数字，n>=1）
$# 表示参数的个数，常用于循环
$*和$@ 都表示参数列表

注意：$与$@区别
① $和$@都表示传递给函数或脚本的所有参数，不被双引号””包含时，都以$1 $2 … $n的形式输出所有参数
② 当它们被双引号””包含时，”$*”会将所有的参数作为一个整体，以”$1 $2 … $n”的形式输出所有参数；”$@”会将各个参数分开，以”$1” “$2” … “$n”的形式输出所有参数。

3. Shell运算符

Shell支持多种运算符，包括：

算数运算符、关系运算符、布尔运算符、逻辑运算符、字符串运算符、文件测试运算符

3.1 与数值有关的运算符：算数运算符和关系运算符

算数运算符

算数运算符有：

+ - * / % = == !=
加 减 乘 除 取余 赋值 相等 不相等

(+ - * / %)使用格式：expr m + n 或 $((m+n))

注意：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。expr运算符间要有空格。(== !=) 条件表达式要放在方括号之间，并且要有空格。

运算符实例：

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#! /bin/bash
 
val=`expr 2 + 2`
echo "两数之和为："$val
val2=$((2+2))
echo "两数之和为："$val2
 
expr `expr 2 + 3`\*4
echo `expr \`expr 2 + 3\`\*4`
#或
echo $(((2+3)*4))
 
if [ 10 == 10 ]
then
  echo "相等"
fi

注意：乘号(*)、反引号(`)必须加反斜杠()实现转义

关系运算符

关系运算符有

-eq -ne -gt -lt -ge -le
相等判断 不相等判断 大于判断 小于判断 大于等于判断 小于等于判断

关系运算符使用格式： [ $a -eq $b ]

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#!/bin/bash
 
a=10
b=20
if [ $a -eq $b ]
then
     echo "a等于b"
elif [ $a -gt $b ]
then
     echo "a大于b"
else
     echo "a不大于b"
fi

3.2 布尔运算符与逻辑运算符

布尔运算符

！ -o -a
非运算 或运算 与运算

实例：

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#!/bin/bash
 
a=10
b=20
 
if [ $a != &b ]
then
   echo "a不等于b"
fi
if [ $a -lt 100 -a &b -gt 15 ]
then
   echo "a小于100且b大于15"
fi
if [ $a -lt 100 -o &b -gt 15 ]
then
   echo "a小于100或b大于15"
fi

逻辑运算符

&& \ \
逻辑的AND 逻辑的OR

实例：

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#!/bin/bash
 
a=10
b=20
 
if [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]]
then
   echo "返回 true"
fi
 
if [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]]
then
   echo "返回 true"
fi

注意：感觉布尔运算符与逻辑运算符除了字符表示不一样，意思是一样的

3.3 字符串运算符

= != -z -n str
检测相等 检测不相等 检测字符串长度为0 检测字符串长度不为0 检测字符串为空

实例：

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#!/bin/bash
 
a="abc"
b="efg"
 
if [ $a = $b ]
then
   echo "a等于b"
fi
 
if [ -z &a ]
then
   echo "a长度为0"
fi
 
if [ &a ]
then
   echo "字符串不为空"

3.4 文件测试运算符

-r file -w file -x file -f file -s file -d file -b file -L file
有读的权限 有写的权限 有执行的权限 文件存在并且是一个常规的文件 文件存在且不为空 文件存在并且是一个目录 文件存在并且是一个块设备 文件存在并且是一个链接

实例：

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#!/bin/bash
 
file="/var/test.sh"
if [ -r $file ]
then
    echo "文件可读"
fi

4.Shell流程控制

4.1 if判断

if语句语法格式：

if condition
then
command1
[elif condition
then
command2… ]
[else
command3 ]
fi

示例：

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#!/bin/bash
read -p "please input your name:" NAME
#printf '%s\n' $NAME
if [ $NAME = root ]
        then
                echo "hello ${NAME},  welcome !"
        elif [ $NAME = itcast ]
                then
                        echo "hello ${NAME},  welcome !"
        else
                echo "SB, get out here !"
fi

condition判断语句
格式： condition

#非空返回true，可使用$?验证（0为true, >1为false）如：
[ itcast ]

#空返回false
[ ]

4.2 for循环

第一种写法（常用）

for循环一般格式为：
for var in item1 item2 … itemN
do
command1
done

写成一行：
for var in item1 item2 … itemN; do command1; done;

示例：

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#!/bin/bash
for N in 1 2 3
do
    echo $N
done
 
#或写成一行
for N in 1 2 3; do echo $N; done
#或
for N in {1..3}; do echo $N; done

第二种写法

实例：

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#!/bin/bash
 
for ((i = 0; i <= 5; i++))
do
    echo "welcome $i times"
done
 
#或写成一行
for ((i = 0; i <= 5; i++)); do echo "welcome $i times"; done

4.3 while循环

while使用格式：
while condition
do
command
done

示例：

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#!/bin/sh
int=1
while(( $int<=5 ))
do
    echo $int
    let "int++"
done

注意：Bash let命令，用于执行一个或多个表达式，变量计算中不需要加上$来表示变量。

4.4 case语句匹配

格式：
case 值 in
模式1)
commandN
;;
模式2）
commandN
;;
esac

case工作方式，取值后面必须为单词in，每一模式必须以右括号结束。取值可以为变量或常数。匹配发现取值符合某一模式后，其间所有命令开始执行直至;;。示例：

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echo '输入 1 到 4 之间的数字:'
echo '你输入的数字为:'
read aNum
case $aNum in
    1)  echo '你选择了 1'
    ;;
    2)  echo '你选择了 2'
    ;;
    3)  echo '你选择了 3'
    ;;
    4)  echo '你选择了 4'
    ;;
    *)  echo '你没有输入 1 到 4 之间的数字'
    ;;
esac

注意：esac为作为case的结束标记。每个case分支用右圆括号，用两个分号(;;)表示break。跳出循环break命令和continue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。

5. Shell自定义函数

linux shell可以用户定义函数，然后在shell脚本中可以随便调用
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、函数返回值，只能通过$?系统变量获得，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)
  • 3、必须在调用函数方法之前，先声明函数，shell脚本是逐行运行，不像其它语言一样先预编译

示例：

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#! /bin/bash
function fSum()
{
  echo $1,$2;
  return $(($1+$2));
}
fSum 2 3;
total=$?
echo "total=\$? 第一次调用\$?后的返回结果: "$total
fSum 5 7
total=$?
echo "total=\$?,\$? 两次调用后的返回结果,\$total=$total \$?=$?";
 
echo "-------------------------------------------"
 
funWithReturn(){
    echo "这个函数会对输入的两个数字进行相加运算..."
    echo "输入第一个数字: "
    read aNum
    echo "输入第二个数字: "
    read anotherNum
    echo "两个数字分别为 $aNum 和 $anotherNum !"
    return $(($aNum+$anotherNum))
}
funWithReturn
echo "输入的两个数字之和为 $? !"

6. Shell输入/输出重定向

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。

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

注意：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合来实现。可以选择覆盖或者追加的模式添加内容

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command1 > file1 或  command1 >> file1

示例：

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$ who > users
echo "hello world" > users
echo "hello shell" >> users

输入重定向

输入重定向可以从文件获取输入，语法为：

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command1 < file1

示例，接着以上示例，统计users文件的行数，如：

1
wc -l < users

输入与输出重定向结合

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command1 < infile > outfile

说明：同时替换输入和输出，执行command1，从文件infile读取内容，然后将输出写入到outfile中。

其他重定向

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3
$ command > file 2>&1
#或者
$ command >> file 2>&1

说明：

1、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)

2、将 stdout 和 stderr 合并后重定向到 file　

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：

1
2
3
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。

示例，在命令行中通过 wc -l 命令计算 Here Document 的行数：

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4
5
6
7
$ wc -l << EOF
    欢迎来到
    菜鸟教程
    www.runoob.com
EOF
3          # 输出结果为 3 行
$

7.设置后台进程

& 放在启动参数后面表示设置此进程为后台进程。默认情况下，进程是前台进程，这时就把Shell给占据了，我们无法进行其他操作，对于那些没有交互的进程，很多时候，我们系统将其在后台启动，可以在启动参数的时候加一个‘&’实现这个目的。

8. 脚本调试

两种方式：

  1. 输入命令：sh -vx helloworld.sh
  2. 或者在脚本中增加set -x
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