Shell腳本基礎入門

Bash注釋

Bash只支持單行注釋，使用#開頭的都被當作注釋陳述句：

# 整行注釋
echo hello world # 行尾注釋

通過Bash的一些特性，可以取巧實作多行注釋：

: '
注釋1
注釋2
'

: <<'EOF'
注釋1
注釋2
EOF

____='
注釋1
注釋2
'

但是，別閑的蛋疼去用取巧的多行注釋，安心用#來注釋，

Bash基本資料型別

Bash中基本資料型別只有字串型別，連數值型別都沒有(declare -i可強制宣告數值型別)，

比如：

# 都會當作字串
echo haha
echo 1234

Bash字串串聯

Bash中字串的串聯操作，直接將兩段資料連接在一起即可，不需要任何運算子，

例如：

echo "junma""jinlong"
echo 1234 5678

命令基本知識

變數賦值和參考變數

a=3
echo $a

a="www.junmajinlong.com"
echo $a

a='hello world'
echo $a

Shell中可以參考未定義的變數：

echo $xyzdefabc

可以定義空變數：

a=
echo $a

變數替換

變數替換是指在命令開始執行前，Shell會先將變數的值替換到參考變數的位置處，

例如：

a="hello"
echo $a world

在echo命令開始執行前，Shell會取得變數a的值hello，并將它替換到命令列的$a處，于是，在echo命令開始執行時，命令列已經變成：

echo hello world

除了變數替換，Shell還會做其它替換：

• 命令替換
• 行程替換
• 算術運算替換
• 大括號擴展
• 波浪號擴展
• 路徑擴展

這些擴展和替換，都是Shell在呼叫命令之前就完成的，這和其它語言決議代碼的方式不一樣，

學習Shell如何做命令列決議很重要，如果不掌握命令列決議，當遇到命令列語法錯誤后很可能會花掉大量無謂的時間去除錯命令，而掌握命令列決議后，就會對命令生命周期了如執掌，不敢說一次就能寫對所有命令列，但能節省大量除錯時間，對寫命令列和寫腳本的能力也會上升一個層次，

命令替換

使用反引號或$()可以執行命令替換，

`cmd`
$(cmd)

命令替換是指先執行cmd，將cmd的輸出結果替換到$()或反引號位置處，

例如：

echo `id root`
echo $(id root)

在echo命令執行前，會先執行id命令，id命令的執行結果：

$ id root
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)

所以會將結果uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)替換$(id root)，于是，echo命令開始執行時，命令列已經變成了：

echo uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)

算術運算

$[]或$(())或let命令可以做算術運算，

let是單獨的命令，不能寫在其它命令列中，

a=3
let a=a+1
echo $a

$[]和$(())可以寫在命令列內部，Shell在決議命令列的時候，會對它們做算術運算，然后將運算結果替換到命令列中，

a=33
echo $[a+3]
echo $((a+3))

因為變數替換先于算術替換，所以，使用變數名或參考變數的方式都可以：

a=333
echo $[$a+3]
echo $(($a+3))

退出狀態碼

每個命令執行后都會有對應的行程退出狀態碼，用來表示該行程是否是正常退出，

所以，在命令列中，在Shell腳本中，經常會使用特殊變數$?判斷最近一個前臺命令是否正常退出，

通常情況下，如果$?的值：

• 為0，表示行程成功執行，即正常退出
• 非0，表示行程未成功執行，即非正常退出
• 但非0退出狀態碼并不一定表示錯誤，也可能是正常邏輯的退出

另外，在Shell腳本中，所有條件判斷(比如if陳述句、while陳述句)都以0退出狀態碼表示True，以非0退出狀態碼為False，

exit命令

exit命令可用于退出當前Shell行程，比如退出當前Shell終端、退出Shell腳本，等等，

exit [N]

exit可指定退出狀態碼N，如果省略N，則默認退出狀態碼為0，即表示正確退出，

后臺執行命令&

在命令的結尾使用&符號，可以將這個命令放入后臺執行，

命令放入后臺后，會立即回到Shell行程，Shell行程會立即執行下一條命令(如果有)或退出，

使用$!可以獲取最近一個后臺行程的PID，

sleep 20 &
echo $!

使用wait命令可以等待后臺行程(當前Shell行程的子行程)完成：

wait [n1 n2 n3 ...]

不給定任何引數時，會等待所有子行程(即所有后臺行程)完成，

sleep 5 &
wait
echo haha

多命令組合

Shell中有多種組合多個命令的方式，

1.cmd1退出后，執行cmd2

cmd1;cmd2

2.cmd1正確退出(退出狀態碼為0)后，執行cmd2

cmd1 && cmd2

3.cmd1不正確退出后，執行cmd2

cmd1 || cmd2

4.邏輯結合：&&和||可以隨意結合

# cmd1正確退出后執行cmd2，cmd2正確退出后執行cmd3
cmd1 && cmd2 && cmd3...

# cmd1正確退出則執行cmd2，cmd1不正確退出會執行cmd3
# cmd1正確退出，但cmd2不正確退出，也會執行cmd3
cmd1 && cmd2 || cmd3

# cmd1正確退出會執行cmd3
# cmd1不正確退出會執行cmd2，cmd2正確退出會執行cmd3
cmd1 || cmd2 && cmd3

5.將多個命令分組：小括號或大括號可以組合多個命令

# 小括號組合的多個命令是在子Shell中執行
# 即會先創建一個新的Shell行程，在執行里面的命令
(cmd1;cmd2;cmd3)

# 大括號組合的多個命令是在當前Shell中執行
# 大括號語法特殊，要求：
#   1.開閉括號旁邊都有空白，否則語法決議錯誤(決議成大括號擴展)
#   2.寫在同一行時，每個cmd后都要加分號結尾
#   3.多個命令可分行書寫，不要求分號結尾
{ cmd1;cmd2;cmd3; }
{
  cmd1
  cmd2
  cmd3
}

基本重定向

軟體設計認為，程式應該有一個資料來源、資料出口和報告錯誤的地方，在Linux系統中，每個程式默認都會打開三個檔案描述符(file descriptor,fd)：

• fd=0：標準輸入，表示程式默認從哪里讀取資料
• fd=1：標準輸出，表示程式默認將資料輸出到哪里
• fd=2：標準錯誤，表示程式默認將錯誤資訊輸出到哪里

檔案描述符，說白了就是系統為了跟蹤打開的檔案而分配給它的一個數字，這個數字和檔案有對應關系：從檔案描述符讀取資料，即表示從對應的檔案中讀取資料，向檔案描述符寫資料，即表示向對應檔案中寫入資料，

Linux中萬物皆檔案，檔案描述符也是檔案，默認：

• fd=0的標準輸入是/dev/stdin檔案
• fd=1的標準輸出是/dev/stdout檔案
• fd=2的標準錯誤是/dev/stderr檔案

這些檔案默認又是各個終端的軟鏈接檔案：

$ ls -l /dev/std*
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jan  8 20:26 /dev/stderr -> /proc/self/fd/2
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jan  8 20:26 /dev/stdin -> /proc/self/fd/0
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jan  8 20:26 /dev/stdout -> /proc/self/fd/1

$ ls -l /proc/self/fd/
lrwx------ 1 root root 64 Jan 16 10:40 0 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 root root 64 Jan 16 10:40 1 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 root root 64 Jan 16 10:40 2 -> /dev/pts/0
lr-x------ 1 root root 64 Jan 16 10:40 3 -> /proc/75220/fd

所以，默認情況下讀寫資料都是終端，例如：

# 資料輸出到終端
$ echo haha
$ cat /etc/fstab

# 從終端讀取資料
$ cat
hello   # 在終端輸入
hello   # 在終端輸出
world   # 在終端輸入
world   # 在終端輸出
^C

改變檔案描述符對應的目標，可以改變資料的流向，比如標準輸入fd=1默認流向是終端設備，若將其改為/tmp/a.log，便能讓資料寫入/tmp/a.log檔案中而不再是終端設備中，

在Shell中，這種改變檔案描述符目標的行為稱為重定向，即重新確定資料的流向，

其實，檔案描述符有很多類操作，包括fd的重定向、fd的分配(open，即打開檔案)、fd復制(duplicate)、fd的移動(move)、fd的關閉(close)，現在只介紹基礎重定向操作，

Shell中，基礎重定向操作有以下幾種方式：

• [n]>file：覆寫式輸出重定向，輸出到fd=n的資料改變流向輸出到file檔案中，file不存在則創建，file存在則先清空再寫入資料
  • 省略n時>file，等價于1>file，即標準輸出覆寫重定向到file檔案中
• [n]>>file：追加式輸出重定向，輸出到fd=n的資料改變流向輸出到file檔案的尾部，file不存在則創建，file存在則直接追加在檔案尾部
  • 省略n時>>file，等價于1>>file，即標準輸出追加重定向到file檔案中
• [n]<file：輸入重定向，以讀取模式打開file檔案并分配fd=n，file不存在則報錯
  • 省略n時<file，等價于0<file，即直接從file中讀資料
  • 通常程式都只從fd=0中讀資料，所以當n不等于0時，需要多做一步操作3<file <&3，看不懂先跳過
• &>file：這是特殊的重定向方式，表示將標準錯誤和標準輸出都重定向到file檔案中，等價于>file 2>&1
• &>>file：這是特殊的重定向方式，表示將標準錯誤和標準輸出都追加到file檔案中，等價于>>file 2>&1

另外，經常用于輸出的一個特殊目標檔案是/dev/null，它是空設備，可以直接丟掉所有寫入它的資料，

echo www.junmajinlong.com >/dev/null
curl -I www.junmajinlong.com 2>/dev/null >/tmp/a.log

cat </etc/fstab

一個經常用的技巧是清空檔案的方式：

$ cat /dev/null >file
$ >file

區分cat <file和cat file

cat是一個命令，這個命令的源代碼中寫了一些代碼用來處理選項和引數，

cat -n /etc/fstab

cat命令開始執行后，會識別-n選項，該選項會讓cat輸出時同時輸出行號，cat同時還會識別/etc/fstab引數，cat會讀取引數指定的檔案然后輸出，

如果沒有指定cat的檔案引數，則cat默認會從標準輸入中讀取資料，默認的標準輸入是終端，所以在沒有改變標準輸入的流向時，會從終端讀取資料，也就是用戶輸入什么字符，就讀取什么字符，然后輸出什么字符：

$ cat
junmajinlong   # 在終端輸入
junmajinlong   # 在終端輸出
junma   # 在終端輸入
junma   # 在終端輸出
^C

但用戶可以改變標準輸入的來源，比如：

$ cat </etc/fstab

表示將標準輸入來源改為/etc/fstab檔案，于是cat會從/etc/fstab中讀取資料，

另外，約定俗成的，會使用一個-來表示標準輸入或標準輸出，

# 下面是等價的，都表示從標準輸入中讀取資料
cat -
cat /dev/stdin
cat

注：這并非是一貫正確的，只是約定俗成的大多數程式的代碼中都定義了-相關的代碼處理，可參考相關命令的man手冊，如man cat中有一行：

With no FILE, or when FILE is -, read standard input.

here doc

輸入重定向是<，除此之外還有<<、<<<，

<<符號表示here doc，也就是說，它后面跟的是一篇檔案，就像一個檔案一樣，只不過這個檔案的內容是臨時定義在<<符號后的，here doc常用于指定多行資料輸入，

既然是檔案，就有檔案起始符號表示檔案從此開始和檔案終止符號表示檔案到此結束，起始符和終止符中間的內容全部是檔案內容，檔案內容會作為標準輸入的資料被讀取，

檔案的起始符和終止符可以隨意定義，但兩者前后必須一樣，常見的符號是：

• EOF：end of file
• EOL：end of line
• EOB：end of block

例如：

# here doc作為標準輸入被讀取，然后被cat輸出
cat <<EOF
hello
world
EOF

# here doc的內容還會被cat覆寫式輸出到指定檔案
cat <<eof >/tmp/file
hello
world
eof

# here doc的內容還會被cat追加式輸出到指定檔案
cat <<eof >>/tmp/file
hello
world
eof

# here doc和重定向符號的前后位置隨意
cat >>/tmp/file<<eof
...
eof

另外，如果將起始符用引號包圍，則不會進行變數替換、命令替換、算術替換等，如果不用引號包圍起始符，則會進行替換，

a=333
cat <<eof
$a
eof

cat <<"eof"
$a
eof

輸出結果：

333
$a

here string

<<<表示here string，也就是說該符號后面是一個字串，這個字串會作為標準輸入的內容，

cat <<<"www.junmajinlong.com"

使用單引號包圍here string時，不會進行變數替換、命令替換等，使用雙引號包圍時會進行替換，

$ a=3333
$ cat <<<$a            
3333
$ cat <<<"hello world$a"
hello world3333
$ cat <<<'hello world$a' 
hello world$a

here string常可以替代管道前的echo命令echo xxx|，例如：

# 下面是等價的
echo hello world | grep "llo"
grep "llo" <<<"hello world"

管道

管道的用法：

cmd1 | cmd2 | cmd3...

每個豎線代表一個管道，上面命令串列示cmd1的標準輸出會放進管道，cmd2會從管道中讀取進行處理，cmd2的標準輸出會放入另一個管道，cmd3會從這個管道中讀取資料進行處理，后面還可以接任意數量的管道，

Shell管道是Shell中最值得稱贊的功能之一，它以非常簡潔的形式實作了管道的行程間通信方式，我個人認為Shell處理文本資料的半壁江山都來自于豎線形式的管道，像其它編程語言，打開管道后還要區分哪個行程寫管道、哪個行程讀管道，為了安全，每個行程還要關閉不用的讀端或寫端，總之就是麻煩，而Shell的管道非常簡潔，豎線左邊的就是寫管道的，豎線右邊的就是讀管道的，

例如：

ps aux | grep 'sshd'

ps命令產生的資料(標準輸出)會寫進管道，只要管道內一有資料，grep命令就從中讀取資料進行處理，

那下面的命令中，grep從哪讀資料呢？

ps aux | grep '#' /etc/fstab

那想要讓grep既從/etc/fstab讀取資料，也從管道中讀取資料呢？

ps aux | grep '#' /etc/fstab /etc/stdin
ps aux | grep '#' /etc/fstab -

tee命令

tee命令可將一份標準輸入原樣拷貝到標準輸出和0或多個檔案中，換句話說，tee的作用是資料多重定向，

NAME
    tee - read from standard input and write to standard output and files

SYNOPSIS
    tee [OPTION]... [FILE]...

DESCRIPTION
    Copy standard input to each FILE, and also to standard output.

    -a, --append
        ppend to the given FILEs, do not overwrite

如圖：

例如：

$ echo hello world | tee /tmp/file1 /tmp/file2 | cat
$ echo hello world | tee -a /tmp/file3 >/dev/null

行程替換

Bash還支持行程替換(注：有些Shell不支持行程替換)，

行程替換的語法：

<(cmd)
>(cmd)

行程替換和命令替換類似，都是讓cmd命令先執行，因為它們都是在Shell決議命令列的階段執行的，

行程替換先讓cmd放入后臺異步執行，并且不會等待cmd執行完，

其實，每個行程替換都是一個虛擬檔案，只不過這個檔案的內容是由cmd命令產生的(<(cmd))或被cmd命令讀取的(>(cmd))，

$ echo <(echo www.junmajinlong.com)
/dev/fd/63

既然行程替換是檔案，那么它就可以像檔案一樣被操作，比如被讀取、被當作標準輸入重定向的資料源等等：

# cmd做資料產生者
$ cat <(echo www.junmajinlong.com)   # 等價于cat /dev/fd/63
$ cat < <(echo www.junmajinlong.com) # 等價于cat </dev/fd/63

# cmd做資料接收者
$ echo hello world > >(grep 'llo')
$ echo hello world | tee >(grep 'llo') >(grep 'rld') >/dev/null

條件測驗陳述句

test命令或功能等價的Bash內置命令[ ]可以做條件測驗，如果測驗的結果為True，則退出狀態碼為0，

此外，還可以使用[[]]來做條件測驗，甚至let、$[]、$(())也可以做條件測驗，但這里暫不介紹，

這些條件測驗常用在if、while陳述句中，也常用在cmd1 && cmd2 || cmd3格式的命令列中，

用法示例：

sh_file=test.sh
[ -x "$sh_file" ] && ./$sh_file || { echo "can't execute,exit...";exit 1; }
test -x "$sh_file" && ./$sh_file || { echo "can't execute,exit...";exit 1; }

[]中的條件測驗需要和開閉中括號使用空格隔開，否則語法決議錯誤，

無測驗內容

[  ]
test

沒有任何測驗內容時，直接回傳false，

true和false命令

true命令直接回傳true，即退出狀態碼為0，

false命令直接回傳false，即退出狀態碼非0，

$ true
$ echo $?  # 0
$ false
$ echo $?  # 1

檔案類測驗

檔案屬性類測驗

兩檔案之間的比較

數值大小比較

字串比較

邏輯運算子

if陳述句

if test-commands; then
  consequent-commands;
[elif more-test-commands; then
  more-consequents;]
[else alternate-consequents;]
fi

test-commands既可以是test測驗或[]、[[]]測驗，也可以是任何其它命令，test-commands用于條件測驗，它只判斷命令的退出狀態碼是否為0，為0則為true，

例如：

if [ "$a" ];then echo '$a' is not none;else echo '$a' undefined or empty;fi

if [ ! -d ~/.ssh ];then
  mkdir ~/.ssh
  chown -R $USER.$USER ~/.ssh
  chmod 700 ~/.ssh
fi

if grep 'junmajinlong' /etc/passwd &>/dev/null;then
  echo 'User "junmajinlong" already exists...'
elif grep 'malongshuai' /etc/passwd &>/dev/null;then
  echo 'User "malongshuai" already exists...'
else
  echo 'you should create user,exit...'
  exit 1
fi

case

case常用于確定的分支判斷，比如：

while [ ${#@} -gt 0 ];do
  case "$1" in
    start)
    	echo start;;
    stop)
    	echo stop
    	;;
    restart)
    	echo restart
    	;;
    reload | force-reload)
    	echo reload;;
    status)
    	echo status;;
    *)
    	echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|reload|force-reload}"
    	exit 2
  esac
done

case用法基本要求：

• 除最后一個分支外，每個分支都以;;結尾，否則出現分支穿透(所以;;不是必須的)
• 分支條件可以使用通配符號
• 分支條件中可使用豎線隔開多個條件，表示只要匹配其中之一就執行該分支
• 最后一般會定義一個能匹配其它任意條件的默認分支，即*)

下面是為ping命令自定義設計選項的腳本：

#!/bin/bash
while [ $1 ];do
  case "$1" in 
    -c|--count)
      count=$2
      shift 2
      ;;
    -t|--timeout)
      timeout=$2
      shift 2
      ;;
    -h|--host)
      host=$2
      shift 2
      ;;
    *)
      echo "wrong options or arguments"
      exit 1
  esac
done

ping -c $count -W timeout $host

執行：

$ chmod +x ping.sh
$ ./ping.sh -c 5 -t 2 -h www.baidu.com

for回圈

有兩種for回圈結構：

# 成員測驗類語法
for i in word1 word2 ...;do cmd_list;done

# C語言for語法
for (( expr1;expr2;expr3 ));do cmd_list;done

成員測驗類的for回圈中，in關鍵字后是使用空格分隔的一個或多個元素，for回圈時，每次從in關鍵字后面取一個元素并賦值給i變數，

例如：

$ for i in 1 2 3 4;do echo $i;done
1
2
3
4
$ for i in 1 2 "3 4";do echo $i;done
1
2
3 4

C語言型的for語法中，expr1是初始化陳述句，expr2是回圈終點條件判斷陳述句，expr3是每輪回圈后執行的陳述句，一般用來更改條件判斷相關的變數，

for ((i=1;i<=3;++i));do echo $i;done
1
2
3

while回圈

while test_cmd_list;do cmd_list;done

while回圈，開始時會測驗test_cmd_list，如果測驗的退出狀態碼為0，則執行一次回圈體陳述句cmd_list，然后再測驗test_cmd_list，一直回圈，直到測驗退出狀態碼非0，回圈退出，

例如：

let i=1,sum=0;
while [ $i -le 10 ];do 
  let sum=sum+i
  let ++i
done

還有until回圈陳述句，但在Shell中用的很少，

while回圈經常會和read命令一起使用，read是Bash的內置命令，可用來讀取檔案，通常會按行讀取：每次讀一行，

例如：

cat /etc/fstab | while read line;do
  let num+=1
  echo $num: $line
done

上面的命令列中，首先cat行程和while結構開始運行，while結構中的read命令從標準輸入中讀取，也就是從管道中讀取資料，每次讀取一行，因為管道中最初沒有資料，所以read命令被阻塞處于資料等待狀態，當cat命令讀完檔案所有資料后，將資料放入到管道中，于是read命令從管道中每次讀取一行并將所讀行賦值給變數line，然后執行回圈體，然后繼續回圈，直到read讀完所有資料，回圈退出，

但注意，管道兩邊的命令默認是在子Shell中執行的，所以其設定的變數在命令執行完成后就消失，換句話說，在父Shell中無法訪問這些變數，比如上面的num變數是在管道的while結構中設定的，除了在while中能訪問該變數，其它任何地方都無法訪問它，

如果想要訪問while中賦值的變數，就不能使用管道，如果是直接從檔案讀取，可使用輸入重定向，如果是讀取命令產生的資料，可使用行程替換，

while read line;do
  let num1+=1
  echo $num1: $line
done </etc/fstab
echo $num1

while read line;do
  let num2+=1
  echo $num2: $line
done < <(grep 'UUID' /etc/fstab)

Shell函式

Shell函式可以當作命令一樣執行，它是一個或多個命令的組合結構體，通常，可以為每個功能定義一個函式，該函式中包含實作這個功能相關的所有命令和邏輯，

因為可以組合多個命令，并且定義之后就可以直接在當前Shell中呼叫，所以函式具有一次定義多次呼叫且代碼復用的功能，

Shell函式的定義風格有下面幾種：

function func_name {CMD_LIST}
func_name() {CMD_LIST}
function func_name() {CMD_LIST}

函式定義后，可以直接使用函式名來呼叫函式，同時還可以向函式傳遞零個或多個引數，

# 不傳遞引數
func_name
# 傳遞多個引數
func_name arg1 arg2 arg3

在函式中，那些位置變數將有特殊的意義：

• $1、$2、$3...：傳遞給函式的第一個引數保存在$1中，第二個引數保存在$2中...
• $@和$*：保存了所有引數，各引數使用空格分隔
  • 不用雙引號包圍時，兩者沒區別
  • 雙引號包圍時，$@的各個元素都被雙引號包圍，$*的所有元素一次性被雙引號包圍

例如，定義一個函式專門用來設定和代理相關的變數：

proxy_addr=127.0.0.1:8118
function proxy_set {
  local p_addr=$1
  export http_proxy=$p_addr
  export https_proxy=$p_addr
  export ftp_proxy=$p_addr
}

# 呼叫函式
proxy_set $proxy_addr

# 各代理變數已設定
echo $http_proxy
echo $https_proxy
echo $ftp_proxy

上面在函式定義的代碼中使用了local，它可以用在函式內部表示定義一個區域變數，區域變數在函式執行完畢后就消失，不會影響函式外部的環境，

另外，函式中可以使用return陳述句來定義函式的回傳值，每當執行到函式內的return時，函式就會終止執行，直接退出函式，在Shell中，函式的回傳值其實就是退出狀態碼，

return [N]

如果不指定N，則默認退出狀態碼為0，

例如：

function sayhello {
  [ "$1" ] || { echo "give me a name please!"; return 1; }
  echo hello $1
}

sayhello "junma" ; echo $?
sayhello "jinlong" ; echo $?
sayhello ; echo $?

標籤：Linux

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