Shell脚本和编程｜青训营笔记

Unirt
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一、Shell的价值

  • 熟悉Linux服务器的基本操作和管理。

  • 帮助前端Node.js服务的进程管理、问题排查、资源监控等运维操作。

  • 可以使用Shell编写TCE、SCM、Docker脚本，完成服务编译和部署。

二、Shell基础概念

2.1 基础概念

  • 终端：获取用户输入，展示运算结果的硬件设备。

  • tty：teletypeWriter简称，等价于终端，在Linux中指输入/输出环境。

  • 终端模拟器：关联虚拟tty的输入输出软件。

  • Shell：处理来自终端模拟器的输入，解释执行后的结果给终端。

  • Bash：Shell的一种具体实现。

2.2 发展历程

  • Ken Thonpson(贝尔实验室)在1971年为UNIX开发了第一个shell，称为V6 shell

  • Stephen Boume在贝尔实验室为V UNIX所开发的Bourne shell即sh

  • 开源组织GUN为了取代Boume shell开发的Bourne-Again shell,即Bash

2.3 Shell 的构成

image.png

  • Shell不仅提供了与内核和设备交互的方法，还集成了软件开发中通用的设计模式（如管道、过滤器）。

  • Shell既是命令解释器，也是一门编程语言，作为解释器，它给用户提供了接口，通过丰富的GNU工具集实现各种功能。

三、Shell语法和命令

3.1 变量

  • 自定义变量：作用在当前shell，用=声明，分字符串、整形、浮点型、日期型。

  • 环境变量：作用在当前shell和子类shell，用export或declare -x声明。

  • 系统环境变量：作用在所有shell，启动加载时自动声明。

父类Shell和子类Shell的关系如图：

image.png

3.2 变量声明

page_size=1 //等号的左右不能有空格

_ls=ls //命令赋值给变量名

let total=page_size*page_num //默认字符串，不会进行+运算

export total //导出环境变量

declare 【】

  • -给变量设定类型属性
  • +取消变量的类型属性
  • -a 将变量声明为数组类型
  • -i 将变量声明为整数类型
  • -x 将变量声明为环境变量
  • -r 将变量声明为只读
  • -p 显示指定变量的被声明的类型

3.3 系统环境变量

  1. $0:表示当前执行的脚本或命令的名称
  2. $#:表示命令或脚本要处理的参数的个数
  3. $*:把所有的参数看成以空格分隔的一个字符串整体（单字符串）返回
  4. $?上条命令执行的状态码
  5. $PS1命令提示符
  6. $HOME用户主文件夹
  7. $PATH全局命令的搜索路径

3.4 运算符和引用

类型：算数运算符、逻辑运算符、比较运算符、引号、圆括号、命令连接、后台运行。

image.png

3.5 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,ls,mv 等不能直接使用，但可以使用 xargs 预处理来传递结果。

  • 管道在发生错误的时候不会退出，可以使用 set -o pipefail 设置shell 遇到错误退出。

3.6 重定向

重定向可以让我们的程序的标准输出、错误输出的信息重定向文件里，还可以将文件的内容代替键盘作为一种标准输入的方式。

①输出重定向

·> ：覆盖写入文件

·>> ：追加写入文件

·2> ：错误输出写入文件

·&> ：正确和错误输出统一写入到文件中

②输入重定向

·<

·<<

3.7 判断命令

shell中提供了test、 [ 、[[ 三种判断符号，可用于：

  • 整数测试：test condition
  • 字符串测试：[condition]
  • 文件测试：[[condition]]

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位，<、>、=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 -[[更丰富， 在整型比较中支持<、>、=，在字符串比较中支持=~正则

3.8 分支语句

image.png

3.9 循环语句

  • while循环：while condition ; do 程序段; done
  • until循环：until condition ; do 程序段; done
  • for循环：for var in [word...]; do 程序段；done

 

3.10 函数

  • 语法一：funcName(){echo "abc"}

  • 语法二：function funcName(){echo "abc"}

注意：

  • 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0代表函数名，后续参数通过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。

3.11 模块化

·原理：在当前shell内执行函数文件

·方式：source [函数库的路径]

四、执行过程和原理

4.1 执行

shell 脚本一般以 .sh 来结尾，也可以没有，这是一个约定。 #! /bin/bash

启动方式：

  • 文件名运行 ./filename.sh

  • 解释器运行 bash ./filename.sh

  • source 运行 source ./filename.sh

4.2 shell展开

{1..3} 解析为 1 2 3

重定向，将stdin,stdout,stderr 的文件描述符进行指定变更

4.3 大括号展开

  • 字符串序列 a{b,c,d}e => abe ace ade

  • 表达式序列(数字可以采用 incr 调整增量，但是字母不行) {1..5} => 1 2 3 4 5 {1..5..2} =>1 3 5 {a..e} =>a b c d e

4.3 波浪号展开

  • 当前用户主目录 ~ => $HOME

  • 指定用户主目录 ~fred/foo => 用户fred 的 $HOME/foo

  • 当前工作目录 ~+/foo => $PWD/foo

  • 上一个工作目录 -/foo => {OLDPWD- '-'}/foo

4.4 文件名展开

当单词未被引号包裹，且其中出现了 * ? [ 字符，shell会去按照正则去查找文件名并进行替换，若未找到则保持不变。

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