Shell脚本和编程

前言：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

课前准备：

1. 一台安装了 Linux 系统的物理机或者云主机，可运行shell脚本
2. 本地 vscode 安装 Bash Debug 插件，并升级 bash 到 4.x 以上
3. Npm全局安装 zx 依赖

Shell基本概念

1. Shell是一个命令行解释器，它为用户提供了一个面向Linux内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序，用户可以用Shell来启动、挂起、停止甚至是编写一些程序。
   2.Shell的作用是解释执行用户的命令，用户输入一条命令，Shell就解释执行一条，这种方式称为交互式（Interactive），Shell还有一种执行命令的方式称为批处理（Batch），用户事先写一个Shell脚本（Script），其中有很多条命令，让Shell一次这些命令执行完，而不必一条一条地敲命令。Shell脚本和编程语言很相似，也有变量和流程控制语句，但Shell脚本是解释执行的，不需要编译，Shell程序从脚本中一行一行读取并执行这些命令，相当于一个用户把脚本中的命令一行一行敲到Shell提示符下执行。
2. Shell还是一个功能相当强大的编程语言，易编写，易调试，灵活性较强。Shell是解释执行的脚本语言，在Shell中可以直接调用Linux系统命令。

• Shell `和 `Bash能够理解为类和实例的关系

Bash的发展

Bash发展补充：

1. 1989年：Bash由布莱恩·福克斯（Brian Fox）开发，并首次发布。Bash基于Bourne Shell（sh），是Bourne Shell的一种改进版本，它添加了许多新的特性，例如命令历史、命令行编辑、作业控制等。
2. 1993年：Bash 1.12发布，这是Bash的第一个公开发布版本。Bash开始在Unix和Linux系统中广泛传播，并成为默认的命令行Shell。
3. 1994年：Bash 2.0发布，引入了更多的新特性，包括命令别名、条件语句、循环、函数、算术运算等，使Bash变得更加强大和灵活。
4. 2000年：Bash 2.05b发布，这是一个重要的版本，引入了很多新的特性，包括命令补全、目录堆栈、命令行参数处理等，进一步提升了Bash的用户友好性和交互性。
5. 2007年：Bash 3.0发布，引入了更多的新特性，包括新的扩展属性、数组、关联数组等，使Bash更加适用于复杂的脚本编程和系统管理任务。
6. 2011年：Bash 4.2发布，带来了许多新的特性和改进，包括新的内置命令、更强大的模式匹配、更灵活的历史命令管理、更高效的作业控制等。
7. 2016年：Bash 4.4发布，带来了许多新的特性和改进，包括新的参数扩展、新的运算符、更好的错误处理、更强大的命令历史管理等。
8. 2019年：Bash 5.0发布，引入了一些新特性，例如新的管道重定向符号、新的内置命令、新的变量扩展和运算符等，继续改进和增强了Bash的功能和性能。

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、nestat等等

类型	作用域
自定义变量	当前 shell
系统环境变量	所有shell

声明方式	规范
export declare -x（显示声明）
启动加载

命令和语法

自定义变量

#!/bin/bash
# 这是脚本文件的shebang，它告诉系统脚本文件使用哪种解释器来执行。在这个例子中，使用的是bash解释器
​
#变量名=变量值（等号左右不能有空格），定义了两个变量page_size和page_num，并分别给它们赋值为1和2
page size=1
page_num=2
​
#将命令复制给变量，这样可以通过变量名来执行命令。
_ls=ls
​
#将命令结果赋值给变量，可以通过变量名来访问命令结果
file_list=$(ls -a)
​
#默认字符串，不会进行 + 运算。所以total的值为"page_size*page_num"字符串
total=page_size*page_num
​
#声明变量为整型(-i)，后续的数值计算中，total会被当作整型来处理
let total=page_size*page_num
declare -i total=page_size*page_num
​
#导出环境变量，使得其在子进程中也可用
export total
declare -x total

declare选项的含义

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

系统环境变量

变量名	含义
$0	当前shell名称/脚本名称
$#	传入脚本的参数数量
$*	传入脚本的所有参数
$?	上条命令执行的状态码
$PS1	命令提示符
$HOME	用户主文件夹
$PATH	全局命令的搜索路径

常见操作
$1、$2 等可以获取到传入参数
if[ $# -gt 1 ]
if [ $? -eq 0 ]
export PS1="\u@\h \w"
cd ~
)PATH=$PATH:[新增路径]

配置文件加载

source ~/.bashrc

运算符和应用

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

#!/bin/bash
​
#该命令将文件platform.access.log的内容通过管道符|传递给grep命令，用于查找文件中包含字符串ERROR的行。这个命令的作用是在platform.access.log文件中查找错误信息
cat platform.access.log | grep ERROR
​
#该命令使用netstat命令来显示所有的网络连接状态，并通过管道符|将结果传递给grep命令，用于查找所有处于ESTABLISHED状态的连接。最后，通过管道符|将结果传递给wc -l命令，用于统计行数。这个命令的作用是统计当前系统中所有处于ESTABLISHED状态的网络连接数量
netstat -an grep ESTABLISHED | wc -l
​
#该命令使用find命令在当前目录中查找所有扩展名为.sh的文件，并通过管道符|将结果传递给xargs命令，将查找到的文件名作为参数传递给ls -l命令，用于显示这些文件的详细信息。这个命令的作用是列出当前目录中所有扩展名为.sh的文件的详细信息
find . -maxdepth l -name "*.sh" | xargs ls -l

重定向

1.每个stel 冷令在执行时都会打开三个文件描述符，文件描述符0、1.2，分别对应 tin ,tocut ter，这三个文件描达花款认默认指肉终动入、终徽输出，那公当命令需要获现驮入的时候。会去换取团，当要险出的时误它会像fd1、fd2写入，改变这些描述符指向的行为叫做重定向

2>&1必须写在>之后

<<比较特殊，表示继续沿用当前的标准输入，只是当识别到指定的标识符后停止，将接收到的内容作为stdin

实例:用户在命令行输入内容，当输入EOF的时候停止，所输入的内容写入foo.txt

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 ]]

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

分支语句

循环

while循环

while condition;do 程序段;done

until循环

util condition;do 程序段;done

for循环 for var in[words...]; do 程序段; done

函数

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$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$(0 、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

模块化的原理是在当前 shell 内执行函数文件，

方式：source[函数库的路径]

#!/bin/bash

# add函数
# return  platForm
function add() {
    declare -i res=$1+$2
    echo $res
}

演变

#!/bin/bash

source `./math.sh`
    total=$(add 1 2)
    echo $total
}

常用命令