Shell脚本和编程 ｜ 青训营笔记

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课程介绍

Shell是一种命令行界面，也是一种编程语言， 熟练掌握 Shell 能够大大提升 Unix/Linux环境下的工作效率。本课程将从其发展历史、基础语法开始，通过示例逐步深入， 不仅帮助大家学会使用 Shell ，也在一定程度上去理解 Shell 的执行原理和语法设计。

课程重点

  • shell 基础和语法
  • shell 执行过程和原理
  • shell 调试和前端集成

学习shell的价值

  1. Linux服务器的基本操作和管理
  2. 前端Node。js服务的进程管理、问题排查、资源监控等运维操作
  3. 使用shell编写TCE、SCM、Docker脚本，完成服务编译和部署

01 Shell基础概念

概念

处理来自终端模拟器的输入，解释执行之后输出结果给终端

发展

Ken Thompson贝尔实验室在1971年为UNIX开发了第一个shell，称为V6 shell。

Stephen Bourne在贝尔实验室为V7 UNIX 所开发的 Bourne shell,即sh

开源组织GNU为了取代Bourne shell开发的 Bourne-Again shell,即Bash

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## 构成 shell不仅提供了与内核和设备交互的方法，还集成了一些今天软件开发中通用的设计模式(比如管道和过滤器)，具备控制流程，循环，变量，命令查找的机制。

既是命令解释器，也是一门编程语言作为命令解释器它提供给用户接口，使用丰富的GNU工具集，第三方的或者内置的，比如cd、pwd、exec、test、netstat等等 image.png

02 命令和语法

变量

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**父子shell**

当前shell进程就是指父进程，当父进程执行一个第三方或者核心工具他会启动一个子进程去执行，执行完之后交还给父进程，父进程再去执行下一条命令。这个过程当中自定义变量只有在父进程中用到，环境变量和系统环境变量是在父进程子进程中都可以使用的。

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自定义变量

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系统环境变量

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配置文件加载

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当我们修改了某个配置文件的时候，想要他在当前的shell中生效，只需要输入这条指令就行了source ~/.bashrc

运算符和引用

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管道

管道与管道符|,作用是将前一个命令的结果传递给后面的命令

语法：cmd1 | cmd2

要求：管道右侧的命令必须能接受标准输入才行，比如grep命令，ls、mv等不能直接使用，可以使用xargs预处理

注意：管道命令仅仅处理stdout，对于stderr会予以忽略，可以使用set -o pipefail设置shell遇到管道错误退出

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重定向

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判断命令

shell中提供了test、[、[[三种判断符号，可用于：

  • 整数测试
  • 字符串测试
  • 文件测试

语法：

  • test condition
  • [condition]
  • [[condition]]

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注意：

  • 中括号前后要有空格符
  • [和test是命令，只能使用自己支持的标志为，<、>、=只能用来比较字符串
  • 中括号内的变量，最好都是用引号括起来的
  • [[更丰富，在整型比较中支持，<、>、=，在字符串比较中支持=~正则

分支语句

语法1：
if condition;then
    程序段
elif condition;then
    程序段
esle
    程序段
fi

示例：

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语法2：
case$变量in:
    “第一个变量内容")
        程序段
        ;;
    “第一个变量内容")
        程序段
        ;;
        *)
        程序段
        ;;
    esac

示例：

image.png

循环

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函数

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  • shell自上而下执行，函数必须在使用前定义
  • 函数获取变量和shell script类似，$0代表函数名，后续参数通过$1、$2..获取
  • 函数内return仅仅表示函数执行状态，不代表函数执行结果
  • 返回结果一般使用echo、printf,在外面使用$()、“获取结果
  • 如果没有return,函数状态是上一条命令的执行状态，存储在$？中

模块化

原理：在当前shell中执行另一个shell

source [函数库的路径]

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常用命令

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03 执行过程和原理

执行

  1. shll脚本一放以.sh结尾，也可以没有，这是一个约定：第一行需要指定用什么命令解释器来执行

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2.启动方式

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执行过程

  1. 字符解析

    • 识别换行符、分号(;)做行的分割
    • 识别命令连接符(|| && 管道)做命令的分割
    • 识别空格、tab，做命令和参数的分割

  2. shell展开，例如{1..3}解析为1 2 3

  3. 重定向，将stdin、stdout、stderr的文件描述符进行指向变更

  4. 执行命令

    • builtin直接执行
    • 非builtin使用$PATH查找，然后启动子进程执行

  5. 收集状态并返回

shell展开

大括号展开

一般由三部分构成，前缀、一对大括号、后缀，大括号内可以是逗号分割的字符串序列，也可以是序列表达式{x..y[..incr]}

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波浪号展开~

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参数展开

  1. 间接参数扩展${！parameter},其中引用的参数并不是parameter而是parameter的实际的值

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  1. 参数长度${#parameter}

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  1. 空参数处理

${parameter:-word} # 为空替换

${parameter:=word} # 为空替换，并将值赋给Sparameter变量

${parameter:?word} # 为空报错

${parameter:+word} #不为空替换

示例：

image.png

  1. 参数切片

${parameter:offset}

${parameter:offset:length}

  1. 参数部分删除

S{parameter%word}#最小限度从后面截取word S{parameter%%word#最大限度从后面截取word S{parameter#word}#最小限度从前面截取word ${parameter##word}#最大限度从前面截取word

示例：

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命令替换

在子进程中执行命令，并用得到的结果替换包裹的内容，形式上有两种：$(..)或...

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数学计算

使用$(())包裹数学运算表达式，得到结果并替换

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### 文件名展开

image.png

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04 调试和前端集成

  1. 普通log,使用echo、printf
  2. 使用set命令
  3. vscode debug插件

VSCode配置

  1. shellman:代码提示和自动补全
  2. shellcheck:代码语法校验
  3. shell-format:代码格式化
  4. Bash Debug:支持单步调试

前端集成

  1. node中通过exec、spawn调用shell命令
  2. shel脚本中调用node命令
  3. 借助zX等库进行javascript、shell script的融合
  • 借助shell完成系统操作，文件io、内存、磁盘系统状态查看
  • 借助nodejs完成应用层能力，网络io、计算等

课程总结

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\(^o^)/~OK，以上就是本期青训营Shell脚本和编程笔记的全部内容啦，喜欢我的话多多请为我点赞吧ლ(′◉❥◉｀ლ)！有疑问评论区回复。

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