《Linux就该这么学》学习笔记（四）——Vim编辑器与Shell命令脚本

本次内容

1. Vim文本编辑器
2. 编写Shell脚本
3. 流程控制语句
4. 计划任务与服务程序

1.Vim文本编辑器

Vim 编辑器中设置了三种模式——命令模式、末行模式和编辑模式。

• 命令模式：控制光标移动，可对文本进行复制、粘贴、删除和查找等工作
• 输入模式：正常的文本录入
• 末行模式：保存或退出文档，以及设置编辑环境

我们可以通过命令vim 文件名来使用vim编辑器打开或创建一个文件。当文件存在时，则表示使用vim编辑器打开，不存在则创建。在每次运行 Vim 编辑器时，会默认进入命令模式。三种模式各有不同的作用和快捷方式，以下是三种模式之间的切换方式：

命令模式中常用命令：

命令	作用
dd	删除（剪切）光标所在整行
5dd	删除（剪切）从光标处开始的5行
yy	复制光标所在整行
5yy	复制从光标处开始的5行
n	显示搜索命令定位到的下一个字符串
N	显示搜索命令定位到的上一个字符串
u	撤销上一步的操作
p	将之前删除（dd）或复制（yy）过的数据粘贴到光标后面

末行模式主要是用于保存或退出文件，以及设置 Vim 编辑器的工作环境，还可以让用户执行外部的 Linux 命令或跳转到所编写文档的特定行数。
末行模式中常用命令：

命令	作用
:w	保存
:q	退出
:q!	强制退出（放弃对文档的修改内容）
:wq!	强制保存退出
:set nu	显示行号
:set nonu	不显示行号
:命令	执行该命令
:整数	跳转到该行
:s/one/two	将当前光标所在行的第一个 one 替换成 two
:s/one/two/g	将当前光标所在行的所有 one 替换成 two
:%s/one/two/g	将全文中的所有 one 替换成 two
?字符串	在文本中从下至上搜索该字符串
/字符串	在文本中从上至下搜索该字符串

2.编写Shell脚本

Shell 脚本命令的工作方式有两种：交互式和批处理。

• 交互式：用户每输入一条命令就立即执行
• 批处理：由用户事先编写好一个完整的 Shell 脚本，Shell 会一次性执行脚本中诸多的命令

2.1编写简单脚本

创建或编辑脚本文件的命令较为简单，我们直接通过第一节中介绍的命令vim 文件名将文件打开或创建即可。但是为了避免 Shell 脚本被误以为是普通文件，建议将.sh作为后缀加上。例如： vim example.sh ，创建的脚本如下：

#!/bin/bash
#For Example BY linuxprobe.com
pwd
ls -al

以上就是一个简单的脚本，在第一行，我们通过 脚本声明(#!) 来告诉系统使用哪种 Shell 解释器来执行该脚本；第二行通过 注释信息(#) 来对脚本的某些功能和命令进行介绍；之后我们就可以写入 Linux 命令了；这是一种良好的编写脚本习惯。保存并退出后，我们可以直接通过 bash 解释器命令来运行 Shell 脚本，格式为 bash 文件名。或者是通过输入完整路径来运行如 ./example.sh，不过这种方式默认会因为权限不足而报错，我们可以修改脚本的权限。

2.2接收用户的参数

我们也可以使用 Shell 脚本内设的变量来接收用户输入的参数。内设变量如下：

• $0：当前 Shell 脚本程序的名称
• $#：总共有几个参数
• $*：所有位置的参数值
• $?：上一次命令的执行返回值。也可用于判断上一条命令是否成功执行，如果成功则变量为0，否则为非零数
• $1、$2、$3：第 N 个位置的参数值

使用范例如下：
脚本内容：

#!/bin/bash
echo "当前脚本名称为$0"
echo "总共有$#个参数，分别是$*。"
echo "第 1 个参数为$1，第 5 个为$5。"

执行脚本命令：bash example.sh one two three four five six
执行结果：

当前脚本名称为 example.sh
总共有 6 个参数，分别是 one two three four five six。
第 1 个参数为 one，第 5 个为 five。

2.3 条件测试语句

Shell 脚本中的条件测试语句可以用来判断某一个条件是否成立，格式为[ 条件表达式 ]，需要注意的是条件表达式和两边的中括号都要有一个空格。如果测试语句成立则返回0，否则返回其他随机数值。 按照测试对象的类型来划分，条件测试语句主要分为以下四种：

• 文件测试语句
• 逻辑测试语句
• 整数值比较语句
• 字符串比较语句

2.3.1 文件测试

文件测试即使用指定条件来判断文件是否存在或权限是否满足等情况的运算符，具体的参数如下：

运算符	作用
-d	测试文件是否为目录类型
-e	测试文件是否存在
-f	判断是否为一般文件
-r	测试当前用户是否有权限读取
-w	测试当前用户是否有权限写入
-x	测试当前用户是否有权限执行

使用范例：

1. 判断/etc/fstab是否为一个目录类型的文件：[ -d /etc/fstab ]
2. 判断/etc/fstab是否为一般文件：[ -f /etc/fstab ]

2.3.2 逻辑测试

逻辑语句用于对测试结果进行逻辑分析，根据测试结果可实现不同的效果。

逻辑运算	符号	特点
与	&&	当前面的命令执行成功后才会执行它后面的命令
或	||	当前面的命令执行失败后才会执行它后面的命令
非	!	把条件测试中的判断结果取相反值

使用范例：

1. 来判断/dev/cdrom 文件是否存在，若存在则输出 Exist 字样：[ -e /dev/cdrom ] && echo "Exist"
2. 结合系统环境变量 USER 来判断当前登录的用户是否为非管理员身份：[ $USER = root ] || echo "user"
3. [ ! $USER = root ] && echo "user" || echo "root"，这条命令相比上面两条稍复杂一点。它表示先判断当前登录用户的 USER 变量名称是否等于 root，然后用逻辑运算符“非”进行取反操作，效果就变成了判断当前登录的用户是否为非管理员用户了。最后若条件成立则会根据逻辑“与”运算符输出 user 字样；或条件不满足则会通过逻辑“或”运算符输出 root 字样，而如果前面的&&不成立才会执行后面的||符号。

2.3.3 整数值比较

整数比较运算符如下：

运算符	作用
-eq	是否等于
-ne	是否不等于
-gt	是否大于
-lt	是否小于
-le	是否等于或小于
-ge	是否大于或等于

使用范例：

1. 10 是否大于 10：[ 10 -gt 10 ]
2. 10 是否等于 10:[ 10 -eq 10 ]

2.3.4 字符串比较

字符串比较语句用于判断测试字符串是否为空值，或两个字符串是否相同。它经常用来判断某个变量是否未被定义（即内容为空值）

运算符	作用
=	比较字符串内容是否相同
!=	比较字符串内容是否不同
-z	判断字符串内容是否为空

使用范例：

1. 判断 String 变量是否为空值：[ -z $String]
2. 如果环境变量 LANG 不是英语则打印相关信息：[ $LANG != "en.US" ] && echo "Not en.US"

3.流程控制语句

学习过高级语言的人应该对于流程控制语句都不会感到陌生。Shell 脚本中的流程控制语句使用方法和高级语言中的类似，只是语法细节上略有不同。

3.1 if条件测试语句

if 条件测试语句可以让脚本根据实际情况自动执行相应的命令。从技术角度来讲，if 语句分为单分支结构、双分支结构、多分支结构；其复杂度随着灵活度一起逐级上升。

1. 单分支结构：单分支结构由 if、then、fi 关键词组成，相当于口语的“如果……那么……”。语法格式如下图：

   

   使用范例：使用单分支的 if 条件语句来判断/media/cdrom 文件是否存在，若存在就结束条件判断和整个 Shell 脚本，反之则去创建这个目录

   #!/bin/bash
   DIR="/media/cdrom"
   if [ ! -e $DIR ]
   then
   mkdir -p $DIR
   fi
   

2. 双分支结构：双分支结构由 if、then、else、fi 关键词组成，相当于口语的“如果……那么……或者……那么……”。语法格式如下图：
   

   

   使用范例：使用双分支的 if 条件语句来验证某台主机是否在线，然后根据返回值的结果，要么显示主机在线信息，要么显示主机不在线信息。注意， Linux 系统中的 ping 命令不像 Windows 一样尝试4次就结束，因此为了避免用户等待时间过长，需要通过-c 参数来规定尝试的次数，并使用-i 参数定义每个数据包的发送间隔，以及使用-W 参数定义等待超时时间。

   #!/bin/bash
   ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $1 &> /dev/null
   if [ $? -eq 0 ]
   then
   echo "Host $1 is On-line."
   else
   echo "Host $1 is Off-line."
   fi
   

3. 多分支结构：多分支结构由 if、then、else、elif、fi 关键词组成，相当于口语的“如果……那么……如果……那么……”。语法格式如下图：

   

   使用范例：使用多分支的 if 条件语句来判断用户输入的分数在哪个成绩区间内，然后输出如 Excellent、Pass、Fail 等提示信息。注意，在这个范例中使用了read命令。在 Linux 系统中，read 是用来读取用户输入信息的命令，能够把接收到的用户输入信息赋值给后面的指定变量，-p 参数用于向用户显示一定的提示信息。

   #!/bin/bash
   read -p "Enter your score（0-100）：" GRADE
   if [ $GRADE -ge 85 ] && [ $GRADE -le 100 ] ; then
   echo "$GRADE is Excellent"
   elif [ $GRADE -ge 70 ] && [ $GRADE -le 84 ] ; then
   echo "$GRADE is Pass"
   else
   echo "$GRADE is Fail"
   fi
   

3.2 for条件循环语句

for 循环语句允许脚本一次性读取多个信息，然后逐一对信息进行操作处理。语法格式如下图：

使用范例：在这个范例中，我们的脚本将从列表文件中读取用户名并为其创建用户并设置密码。我们首先通过命令id 用户名查看用户的信息，如果此命令执行成功则表示用户已存在，那么将不会再次创建。注意，/dev/null 是一个被称作 Linux 黑洞的文件，把输出信息重定向到这个文件等同于删除数据（类似于没有回收功能的垃圾箱）
列表文件：

andy
barry
carl
duke
eric
george

Shell：

#!/bin/bash
read -p "Enter The Users Password : " PASSWD
for UNAME in `cat users.txt`
do
id $UNAME &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "Already exists"
else
useradd $UNAME &> /dev/null
echo "$PASSWD" | passwd --stdin $UNAME &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "$UNAME , Create success"
else
echo "$UNAME , Create failure"
fi
fi
done

3.3 while条件循环语句

while 条件循环语句和for 条件循环语句最大的区别在于前者通常并不确定要循环的次数，它通过判断条件测试的真假来决定是否继续执行命令，若条件为真就继续执行，为假就结束循环。语法格式如下图：

使用范例：在这个范例中我们实现了一个猜商品价格的小功能。有如下几点需要注意：

1. RANDOM 是一个随机数变量，我们可以通过它获取一个随机数值
2. expr 命令用于获取表达式的值，格式为expr 表达式
3. $ 转义字符类似于之前介绍过的 `` ，都是执行其中的命令后返回结果

#!/bin/bash
PRICE=$(expr $RANDOM % 1000)
INT=1001
TIMES=0
echo "商品实际价格为 0-999 之间，猜猜看是多少？"
while [ $INT -ne $PRICE ]
do
read -p "请输入您猜测的价格数目：" INT
let TIMES++
if [ $INT -eq $PRICE ] ; then
echo "恭喜您答对了，实际价格是 $PRICE"
echo "您总共猜了 $TIMES 次"
elif [ $INT -gt $PRICE ] ; then
echo "太高了！"
else
echo "太低了！"
fi
done

3.4 case条件测试语句

case 语句是在多个范围内匹配数据，若匹配成功则执行相关命令并结束整个条件测试；而如果数据不在所列出的范围内，则会去执行星号（*）中所定义的默认命令。语法结构如图：

使用范例：在这个范例中我们要求用户输入一个字符，我们会判断这个字符属于哪种类型。注意，| 在正则表达式中表示“或”

#!/bin/bash
read -p "请输入一个字符，并按 Enter 键确认：" KEY
case "$KEY" in
[a-z]|[A-Z])    # | 在正则表达式中表示 或者
echo "您输入的是 字母。"
;;
[0-9])
echo "您输入的是 数字。"
;;
*)
echo "您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。"
esac

4.计划任务与服务程序

我们可以在Linux系统中设置计划任务，计划任务又分为一次性计划任务和长期性计划任务。

• 一次性计划任务：今晚 11 点 30 分开启网站服务
• 长期性计划任务：每周一的凌晨 3 点 25 分把/home/wwwroot 目录打包备份为backup.tar.gz

可以看到，一次性计划任务类似于定时任务，而长期性计划任务则类似于周期任务。

4.1 设置一次性计划任务

设置一次性计划任务的方式较为简单，我们可以通过命令 at 来实现。格式为at 时间；如果想要查看已设置好但还未执行的一次性计划任务，可以使用at -l命令；要想将其删除，可以用atrm 任务序号。此外，at 命令允许使用一套相当复杂的指定时间的方法如下：

1. 能够接受在当天的hh:mm（小时:分钟）式的时间指定。假如该时间已过去，那么就放在第二天执行。
2. 也能够使用midnight（深夜），noon（中午），teatime（饮茶时间，一般是下午4点）等比较模糊的 词语来指定时间。
3. 用户还能够采用12小时计时制，即在时间后面加上AM（上午）或PM（下午）来说明是上午还是下午。
4. 也能够指定命令执行的具体日期，指定格式为month day（月 日）或mm/dd/yy（月/日/年）或dd.mm.yy（日.月.年）。指定的日期必须跟在指定时间的后面。
5. 上面介绍的都是绝对计时法，其实还能够使用相对计时法，这对于安排不久就要执行的命令是很有好处的。指定格式为：now + count time-units，now就是当前时间，time-units是时间单位，这里能够是minutes、hours、days、weeks。count是时间的数量，究竟是几天，还是几小时，等等。
6. 更有一种计时方法就是直接使用today（今天）、tomorrow（明天）来指定完成命令的时间。

使用范例：

at 23:30
at > systemctl restart httpd
at > 此处请同时按下 Ctrl + D 组合键来结束编写计划任务

4.2 设置长期性计划任务

我们可以使用Linux 系统中默认启用的 crond 服务来运行长期性计划任务。以下是使用方法：

• 创建、编辑计划任务的命令：crontab -e
• 查看当前计划任务的命令：crontab -l
• 删除某条计划任务的命令：crontab -r
• 如果当前账号身份为管理员，那么可以使用参数 u 来编辑他人的任务如：crontab -u linuxprobe -e

Linux 系统中一切都是文件，因此我们配置服务其实也是在修改服务的配置文件。当我们去使用 crond 服务时，其实也是在修改配置文件，文件默认是使用 Vim 编辑器打开。任务的配置有一套固定的格式；“分、时、日、月、星期 命令”，如果有些字段没有设置，则需要使用星号（*）占位，如图：

使用 crond 设置任务的参数字段说明：

字段	说明
分	取值为 0～59 的整数
时	取值为 0～23 的任意整数
日	取值为 1～31 的任意整数
月	取值为 1～12 的任意整数
星期	取值为 0～7 的任意整数，其中 0 与 7 均为星期日
命令	要执行的命令或程序脚本

在文件中进行配置时，有以下几点需要注意：

• 命令必须使用全路径名，例如命令 rm 的全路径名为 /usr/bin/rm ，不知道的全路径名可以通过命令whereis 命令名进行查询
• 逗号（,）可以用来表示多个时间段，如字段 月 的取值为 “5,9,12” 表示5月、9月、12月
• 减号（-）可以用来表示一段连续的时间周期，如字段 日 的取值为 “12-15” 表示12~15日
• 除号（/）可以用来表示时间间隔，如字段 分钟 的取值为 “*/2” 表示每2分钟
• 计划任务中的“分”字段必须有数值，绝对不能为空或是*号，而“日”和“星期”字段不能同时使用，否则就会发生冲突
• 如果有多个任务需要配置，那么在配置文件中，每个任务应该单独占一行

使用范例：
每周一、三、五的凌晨 3 点 25 分，都需要使用 tar 命令把某个网站的数据目录进行打包处理，使其作为一个备份文件
命令:crontab -e
文件中的配置：25 3 * * 1,3,5 /usr/bin/tar -czvf backup.tar.gz /home/wwwroot