Shell 脚本和编程 | 青训营笔记

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前言

Shell 脚本就是将要执行的命令按顺序保存到一个文本中,并给该文件可执行权限,方便一次性执行的一个程序文件。主要是方便管理员进行设置或管理,可结合各种 Shell 控制语句以完成更复杂的操作

一. shell 概述

1.1 shell 和 shell 脚本

1.1.1 什么是shell

Shell是一个命令解释器,它在操作系统的最外层,负责直接与用户进行对话,把用户的输入解释给操作系统,并处理各种各样的操作系统的输出结果,输出到屏幕反馈给用户。这种对话方式可是交互也可以是非交互式的,我们所输入的命令计算机是不识别的,这时就需要一种程序来帮助我们进行翻译,变成计算机能识别的二进制程序,同时又把计算机生成的结果返回给我们。

1.1.2 shell的作用

Linux系统中的Shell是一个特殊的应用程序,它介于操作系统内核与用户之间,充当了一个“命令解释器”的角色,负责接收用户输入的操作指令(命令)并进行解释,将需要执行的操作传递给内核执行,并输出执行结果。
常见的 Shell 解释器程序有很多种,使用不同的 Shell 时,其内部指令、命令行提示符等方面会存在一些区别。通过/etc/shells 文件可以了解当前系统所支持的 Shell 脚本种类。

1.1.3 shell脚本是什么

shell脚本就是说我们把原来 linux 命令或语句放在一个文件中,然后通过这个程序文件去执行时,我们就说这个程序为 shell 脚本或 shell 程序;我们可以在脚本中输入一系统的命令以及相关的语法语句组合,比如变量,流程控制语句等,把他们有机结合起来就形成了一个功能强大的 shell 脚本

总结:将需要执行的命令保存到一个文件中,按照顺序执行,它不需要编译,它是解释型的

1.1.4 shell脚本能干什么

自动化完成软件的安装部署,如安装部署LAMP架构服务
自动化完成系统的管理,如批量添加用户
自动化完成备份,如数据库定时备份
自动化的分析处理,如网站访问量

1.1.5 shell脚本使用场景

重复性操作

交互性任务

批量事务处理

服务运行状态监控

定时任务执行

1.1.6 如何学习shell脚本

熟悉掌握各种linux命令
掌握脚本的标准格式
掌握脚本的基本语法

1.1.7 Linux 中的 shell 类型

以 CentOS 7 为例

[root@localhost ~]#cat /etc/shells
/bin/sh            #/bin/sh 是 bash 命令的软链接(已经被 /bin/bash 所替换)
/bin/bash        #基准于 GNU 的框架下发展出的 shell
/usr/bin/sh        #己经被 bash 所替换
/usr/bin/bash    #centos 和 redhat 系统默认使用 bash shell
/bin/tcsh        #csh 的增强版,与 csh 完全兼容,提供更多的功能
/bin/csh        #已经被 /bin/bash 所替换(整合 c shell,提供更多的功能)
/sbin/nologin    #奇怪的 shel1,这个 shell 可以让用户无法登录主机

二. shell 脚本编程基础

2.1 shell脚本的构成

第一行为“#!/bin/bash”,脚本申明(默认解释器):表示此行以下的代码语句是通过/bin/bash程序来执行。还有其他类型的解释器,
比如#!/usr/bin/python、#!/usr/bin/expect
注释信息:以“#”开头的语句表示为注释信息,被注释的语句在脚本运行时不会被执行
可执行语句:如echo命令,用于输出“ ”之间的字符串

如果想要把文本字符串和命令输出显示在同一行中,可以使用echo语句的 -n 参数。

示例:

[root@localhost ~]#vim first.sh   #使用vim编辑器编辑

#!/bin/bash                       #脚本解释器声明
#this is my first shell-script    #注释
echo 当前目录位于:                 #linux输出命令
pwd                               #linux命令

#不换行写法
echo -n 当前目录位于:
pwd

2.2 Shell脚本执行方法

#法一:指定路径的命令,要求文件必须有x权限
[root@localhost ~]#chmod +x /root/first.sh
[root@localhost ~]#cd /root/
[root@localhost ~]#./zhangao.sh
当前目录位于:
/root
#法二:指定Shell来解释脚本,不要求文件必须有x权限。
[root@localhost ~]#bash zhangao.sh
当前目录位于:
/root
#法三:source 脚本路径执行shell脚本
[root@localhost ~]#source zhangao.sh
当前目录位于:
/root

2.3 命名要求

    区分大小写

    不能使程序中的保留字和内置变量:如: if, for, hostname

    只能使用数字、字母及下划线,且不能以数字开头,注意:不支持短横线“-",和主机名相反

    不要使用内置的变量,使用英文尽量使用词义通俗易懂,PATH

2.4脚本错误

2.4.1 命令错误

命令出错不会影响接下来的命令继续

2.4.2 语法错误

会影响接下来的命令继续

2.4.3 逻辑错误

只能自己去筛查

2.4.4 查找代码的正确

bash -n 脚本名称 (不在当前目录下加绝对路径)   检查语法错误
bash -x 脚本名称 (不在当前目录下加绝对路径)   检查逻辑错误

三. 管道与重定向

由于Shell脚本“批量处理”的特殊性,其大部分操作过程位于后台,不需要用户进行干预,因此要学会提取、过滤执行信息变得十分重要,所以我们需要重定向和管道。

3.1 管道

1.管道操作符:“|” : 将管道符号“|"左侧的命令输出的结果,作为右侧命令的输入(处理对象) ,同一行命令中可以使用多个管道。

[root@localhost ~]#ps aux |wc -l   #查看进程数
224
[root@localhost ~]#echo "123456"|passwd --stdin zhangsan #给张三设置密码

3.2重定向

3.2.1 交互式硬件设备

类型设备文件文件描述编号默认设备
标准输入/dev/stdin0键盘
标准输出/dev/stdout1显示器
标准错误输出/dev/stderr2显示器

3.2.2 重定向操作

类型操作符用途
重定向输入<从指定文件读取数据
重定向输出将标准输出结果保存到指定的文件,并且覆盖原有文件
>>将标准输出追加到指定的文件的尾部,不覆盖原有内容
标准错误输出2>将错误信息保存到指定文件,并且覆盖原有文件
2>>将错误信息追加到指定文件的尾部,不覆盖原有内容
混合输出&>和2>&1将标准输出,标准错误保存到同—文件中

示例1:

将123456重定向输出到pass.txt文件中,然后将pass.txt的内容重定向输入给用户张三的密码,从pass.txt 文件中取密码,需要注意SELinux 会影响此命令执行,若执行失败可尝试关闭SELinux(setenforce 0)。

[root@localhost ~]#useradd lili
[root@localhost ~]#echo "123abc" > pass.txt
[root@localhost ~]#passwd --stdin lili < pass.txt
更改用户 lili 的密码 。
passwd:所有的身份验证令牌已经成功更新。

示例2:

#将12345678输入到文件log.txt中
[root@localhost ~]#echo "12345678" > log.txt
[root@localhost ~]#cat log.txt
12345678

#再将112234写入log.txt中,这个时候会覆盖原来的数据
[root@localhost ~]#echo "112234" > log.txt
[root@localhost ~]#cat log.txt
112234

#继续将12345678写入log.txt中,使用>>,这个时候会追加原来的数据
[root@localhost ~]#echo "12345678" >> log.txt
[root@localhost ~]#cat log.txt
112234
12345678 

示例3:

ls -lh > log.txt 2>&1 等同于 ls -lh &> log.txt  > (将标准输出结果保存到指定的文件) 2>&1(将标准错误输出重定向到标准输出) &>(将标准输出、标准错误输出保存到同一文件)

四、Shell脚本变量

4.1 Shell变量的作用

(1)用来存放系统和用户需要使用的特定参数(值)

(2)变量名:使用固定的名称,由系统预设或用户定义

(3)变量值:能够根据用户设置、系统环境的变化而变化

4.2 Shell变量的类型

(1)自定义变量: 由用户自己定义、修改和使用;

(2)特殊变量: 环境变量,只读变量,位置变量,预定义变量。

4.2.1自定义变量

1.定义新的变量:

格式:变量名=变量值
示例:
[root@localhost ~]#abc=123

2.查看定义的变量的值:

格式echo 变量名 示例: [root@localhost ~]#echo abc
123

3.赋值时使用引号

(1)双引号:允许通过$符号引用其他变量值

(2)单引号:禁止引用其他变量值, $视为普通字符

(3)反撇号:命令替换,提取命令执行后的输出结果,``和$(…)作用相同

4.从键盘输入内容为变量赋值

#法一: read命令获取输入内容
格式:
read -p 提示信息 变量名
echo 变量名 ###示例: [root@localhost ~]#resault=`echo {abc}3.3`
[root@localhost ~]#echo resault 1233.3 [root@localhost ~]#read -p "请输入家庭住址:" address 请输入家庭住址:xuzhou ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/7359a3215eec49a2a299e69f4495735e~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) #法二:在脚本中编写,在命令行实现read获取 ##示例: [root@localhost ~]#vim address.sh #!/bin/bash read -p “请输入家庭地址” address echo "xuzhou" read -p “请输入你的家庭地址” address1 echo "suzhou" echo "家庭地址是" echo address
echo "你的家庭地址是"
echo $address1

4.2.2变量作用范围

(1)默认情况下,新定义的变量只在当前的Shell环境中有效,因此称为局部变量。当进入子程序或新的子Shell环境时局部变量将无法再使用。

(2)可以通过内部命令export将指定的变量导出为全局变量,使用户定义的变量在所有的子Shell环境中能够继续使用。

变量名设置格式:变量名=变量值
全局变量格式:export 变量名=变量值

示例1:临时设置变量

示例2:永久设置变量,需要在/etc/profile文件里面添加

vim /etc/profile
export PATH+=:/mnt

[root@localhost ~]#source /etc/profile
[root@localhost ~]#echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin:/data:/mnt

4.2.3 整数变量的算术计算 

运算符:+ 加法、- 减法、* 乘法、/除法、% 取余

常见表达式:

expr 变量1 运算符 变量2
var=(expr变量1运算符变量2)var=(expr 变量1 运算符 变量2) var=((变量1 运算符 变量2))
var=[变量1运算符变量2]letvar=变量1运算符变量2 i++相当于i=[变量1 运算符 变量2] let var=变量1 运算符 变量2   i++相当于i=[i+1]i++是先赋值,再运算i相当于i=i + 1],i++是先赋值,再运算 i--相当于i=[i1]++i是先运算再赋值i+=1相当于i=i - 1],++i是先运算再赋值 i+=1相当于i=[$i + 1]

示例1: 使用管道符

[root@localhost data]#echo 1 + 2|bc
3

示例2: expr不可计算小数,并且变量和运算符之间需要空格分隔

示例3: 计算乘法时,需要使用“\”转义符

示例4: 取余只需要除后的余数

#法一
[root@localhost data]#expr 3 % 2
1

#法二:定义变量,使用反撇号
[root@localhost data]#shu=expr 3 % 3
[root@localhost data]#echo $shu

示例5: 随机取余

示例5: 使用let

示例6: i++和++i

4.2.4 环境变量 

使用 env 命令可以查看到当前工作环境下的环境变量

变量USER表示用户名称,HOME表示用户的宿主目录,LANG表示语言和字符集,PWD表示当前所在的工作目录,变量PATH表示可执行程序的默认搜索路径

配置文件:/etc/profile(全局生效)、~/.bash_profile(当前用户环境)

示例:将文件所在目录添加路径,可以执行脚本

4.2.5 只读变量

readonly命令用于定义只读shell变量和shell函数。readonly命令的选项-p可以输出显示系统中所有定义的只读变量。

格式:readonly 【选项】【参数】

[root@localhost data]#readonly abc=111
[root@localhost data]#abc=222  
bash: abc: 只读变量  #再想修改只读变量就无法修改了

4.2.6 位置变量

(1)当执行命令行操作时,第一个字段表示命令名或脚本程序名,其余的字符串参数按照从左到右的顺序依次赋值给位置变量。 

(2)nn为数字,n:n为数字,0代表命令本身,1~9代表第一个到第九个参数,十以上的参数需要使用大括号表示,比如第十个参数为 ${10}

示例1:

示例2:

示例3:

4.2.7 预定义变量 

* 和 @:都会表示命令或脚本要处理的参数。

(1):把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体(单字符串)返回,代表"* :把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体(单字符串)返回,代表"1 22 3 $4 "

(2)@:把各个参数加上双引号分隔成n份的参数列表,每个参数作为一个字符串返回,代表“@:把各个参数加上双引号分隔成n份的参数列表,每个参数作为一个字符串返回,代表“1” “2”“2” “3” “$4”

预定义变量    表示的意思
   把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体(单字符串)返回,代表"*    把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体(单字符串)返回,代表"1 22 3 4"4 " @    把各个参数加上双引号分隔成n份的参数列表,每个参数作为一个字符串返回,代表“1”“1” “2” “3”“3” “4”
0   表示当前执行的脚本或命令的名称0    表示当前执行的脚本或命令的名称 #    表示命令或者脚本要处理的参数的个数
$?    表示前一条命令或脚本执行后的返回状态码,返回值为0表示执行正确,返回任何非0值均表示执行出现异常,也常被用于shell脚本中return退出函数并返回的退储值

预定义变量表示的意思
$*把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体(单字符串)返回,代表"11 2 33 4 "
$@把各个参数加上双引号分隔成n份的参数列表,每个参数作为一个字符串返回,代表“1”“1” “2” “3”“3” “4”
$0表示当前执行的脚本或命令的名称
$#表示命令或者脚本要处理的参数的个数
$?表示前一条命令或脚本执行后的返回状态码,返回值为0表示执行正确,返回任何非0值均表示执行出现异常,也常被用于shell脚本中return退出函数并返回的退储值

 示例:

 示例  (for循环)

 

4.2.8 使用awk提取IP地址

五、总结

重定向与管道操作是 Shell 环境中十分常用的功能,如果能够熟练的掌握并灵活的运用,将有助于编写代码简洁但功能强大的 Shell 脚本程序。

在使用 expr 进行计算的时候,变量必须是整数,不能是字符串,也不能含小数,否则会出错。