Linux Shell腳本

基礎概念：

- 機器語言：二進制的0和1的序列，稱為機器指令

- 彙編語言：用一些符號來代替機器語言

- 計算機：只能運行二進制指令

- 機器代碼文件：由0和1組成的二進制文件

- 編譯：將編寫好的程序文件通過一個工具（編譯器）變成機器代碼文件，然後在變成可執行文件。
#編譯的特點：效率高

- 解釋：將編寫好的程序文件中的代碼一行一行按順序通過一個工具（解釋器）解釋為二進制指令。
#解釋的特點：需要把源代碼交給使用者

- 編程語言分類：低級語言和高級語言
#高級語言需要經過解釋或編譯才能轉化為計算機能識別的語言

- 編程風格：面向對象和面向過程

shell腳本；

shell：是面向過程、解釋型語言（需要指定解釋器）

shell腳本的格式要求：

首行遵循shebang（#！）機制

執行shell腳本：

  • 通過bash命令來執行（支持標準輸入和輸出）

  • 通過添加執行權限來執行

shell中的變量：

  • 自定義變量：

  • 內置變量：比如PATH、HOSTNAME、PS1等

shell變量按生效範圍等標準劃分：

  • 普通變量：生效範圍只是當前的shell

  • 環境變量：當前shell以及shell的子進程

  • 本地變量：函數中

shell中變量的類型：

  • 字符型

  • 整型、浮點型

靜態語言和動態語言

  • 靜態語言使用變量前需要先定義變量的類型

  • 動態語言不用定義變量的類型

強類型和弱類型語言：

  • 強類型語言不同類型的數據運算需要經過強制轉換

  • 弱類型語言：會做隱式轉換

shell屬於弱類型、動態語言。所以shell變量申明的時候不需要指定變量類型，且不同類型格式進行計算的時候不需要進行強制轉換。

shell變量的定義規則：

  • 區分大小寫

  • 內置變量和保留字不能用

  • 數字字母下劃線（數字不能用作開頭）（定義主機名的時候不能使用『-』）

shell定義變量：

變量名='值'（等號兩邊不能有空格） #如果值是字符串最好用引號括起來
#變量臨時生效，推出shell後，變量自動刪除。

shell查看和取消變量

  • 查看所有變量： set命令

  • 取消指定的變量： unset 變量名

shell引用變量

通過$name或${name}

單引號、雙引號、反引號的區別：

  • 雙引號：屬於弱引用，裏面的變量會替換成對應的值

  • 單引號：強引用，裏面是什麼，顯示的就是什麼

  • 反引號：命令替換，將反引號內的Linux命令先執行

shell引用變量：

$變量名或${變量名}

shell中的位置變量

是bash內置的變量，通過命令行將參數傳遞給shell腳本的對應參數

$n       #表示指定位置的參數，比如$1表示的就是shell腳本第一個位置的參數值

$0       #表示腳本文件的名稱

$*       #表示shell腳本所有的參數

$#       #表示shell腳本參數的個數

shell的退出狀態碼: $?

進程執行完畢以後，會使用$?來保存這個進程的狀態碼，狀態碼的取值範圍是：0–255

0      #表示執行成功：

1-255  #表示執行失敗（因為執行失敗有很多可能性，比如語法錯誤、命令沒找到等，所以狀態碼不一樣。）

shell自定義退出的狀態碼；

定義方法： exit [num]

#腳本中一旦遇到exit命令，腳本會立即終止；終止退出狀態取決於exit命令後面的數字

#如果exit後面無數字,終止退出狀態取決於exit命令前面命令執行結果

#如果沒有exit命令,整個腳本的退出狀態碼取決於腳本中執行的最後一條命令的狀態碼

shell腳本的調試和安全

shell腳本調試

#語法錯誤：會導致後續命令不執行
使用bash -n 只檢測腳本中的語法錯誤，但無法檢查出命令錯誤(不真正執行腳本)

#命令錯誤：後續命令依然會執行
使用bash -x 來跟蹤命令的執行過程。

#邏輯錯誤：輸出結果不對
使用bash -x 檢查

shell腳本安全防範

set -e：如果其中一個命令錯誤，就中斷執行
#有時候會產生誤殺，比如執行一條命令返回的狀態碼是非0

set -u： 當一個變量沒有定義的時候就退出。避免變量不存在出現的問題

範例；編寫第一個shell腳本

# 1.編寫shell腳本文件
#!/bin/bash   ##首行shebang機制，指定使用的解釋器
echo 'hell shell' #編寫需要做的事
#註：shell腳本中使用#號進行語句的注釋

# 2.給腳本文件添加執行權限或者使用bash命令執行腳本
#添加執行權限的方法：
chmod +x shell_name
path/shell_name #路徑/文件名

#bash命令的方法
bash shell_name

shell腳本實現算數運算和邏輯運算

shell腳本的算數運算

shell腳本實現算數運算的方法；

  • let工具

  • bc工具(支持小數運算)

  • expr工具

  • 運算語法：

shell的運算語法：

  • $[算數表達式]

  • $((算數表達式))

shell算術運算工具的使用：

let工具：

let用於執行一個或多個表達式，變量計算中**不需要加 $ **來表示變量
注意：這種方法需要藉助一個變量，將計算後的值賦值給這個變量後進行輸出

let a=1+1

bc工具

支持標準輸入和輸出

echo 1+1 | bc

expr工具

expr 1 + 1 
#數值與運算符號之間需要用空格隔開
#使用expr命令進行乘法運算時，需要將」乘號」轉義

運算語法


#$[算數表達式]:
echo $[10+1]

#$((算數表達式))
echo $((1+1))
將變量申明為整數進行計算
#直接將變量聲明為」整數」，然後即可直接進行整數運算
declare -i a
a=1+1
echo $a

shell腳本的邏輯運算

  • 與：&

  • 或：|

  • 非：！

  • 異或：^(脫字符)

短路運算

  • 短路與 &&：前面為真才會執行後面的

  • 短路或 ||：前面為真後面的就不執行了

邏輯運算的結果

邏輯運算的結果是一個布爾值。true或false

  • true：1（二進制）,真

  • false：0（二進制），假

#注意：$?（退出狀態碼） 為0 ，表示為真,非0則表示為假

shell的條件測試語句

test命令：

用於檢查某個條件是否成立，它可以進行數值、字符和文件三個方面的測試

test命令的格式

  • 格式一：test 表達式

  • 格式二： [ 表達式 ] （中括號的兩邊要有空格作為間隔）

  • 格式三： [[ 表達式 ]] （且支持擴展正則表達式和通配符）

#注意：test和中括號等價
[root@centos8 ~]#help [
[: [ arg... ]
   Evaluate conditional expression.   
   This is a synonym for the "test" builtin, but the last argument must
   be a literal `]', to match the opening `['.

使用test判斷文件的權限

  • -r：是否存在讀權限

  • -x：是否存在執行權限

  • -w：是否存在寫權限
    範例：判斷一個文件是否存在讀權限

test -r aa; echo $? 或 [ -r aa ];echo $?
#若存在，退出狀態碼為0

文件類型判斷

  • -f：是否為文本文件

  • -d：是否為目錄文件

文件狀態判斷

  • -e：文件是否存在

  • -a：文件是否存在

字符串判斷：

  • -z STRING： 字符串是否為空，沒定義或空為真，不空為假

  • = != > <：連個字符串是否相同、不同等。（這些符號兩邊要有空格）

數字之間比較

  • -eq： equal，相等

  • -ne： not-equal，不等

  • -gt： greater-than，大於

  • -lt：less-than，小於

[[ expression ]] 用法

使用通配符的時候： == 和 !=

會把右側的認為是通配符

使用正則表達式的時候： =~

會把右側的認為是正則表達式（擴展正則表達式）

組合條件測試

將兩個條件通過並且、或者連接起來

  • 並且: -a

  • 或者： -o

範例：

#如果當前用戶非root且該文件不存在就創建這個文件
[ $(whoami) != 'root' -a ! -e /data/dir ] && sudo mkdir /data/dir

read命令

接受鍵盤的輸入，然後把他分配給一個指定的變量。

#若沒有指定變量來接受read得到的數據，則默認賦值給內置的變量REPLY

#判斷用戶輸入的是否為YES
#!/bin/bash
read -p 'continute?yes or no:'  ANSWER
[[ $ANSWER  =~  ^([yY][eE][sS])$ ]]  && echo "let's continue" || echo "stop"

#檢查主機的網絡狀態

#!/bin/bash
read -p "please input IP:" IP
[[ "$IP" =~  ^[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}$  ]] && echo "$IP is availabe"
ping -c 4 $IP > /dev/null && echo "$IP is Up " || echo "$IP is unreachable"
選項；

-p：指定提示的信息

（）和{}

作用：將多個命令組合在一起，批量執行
格式：（ cmd；cmd2….）或{ cmd，cmd2…} –括號左邊要有空格

#（）和{}批量執行命令的區別：使用小括號（），裏面執行的命令會開啟子進程，大括號不會

image
image

範例：

#判斷網絡的狀態
IP="x.x.x.x" #賦值的時候等號兩邊不能有空格   -c：指定ping的次數
ping -c 4 $IP &> /dev/null  && echo "$IP is up"  || echo "$IP is unreachable";
echo "scripts is finished"
exit

#範例：磁盤空間的判斷，判斷某塊磁盤的使用空間是否達到臨界值

WARING=80 #設置一個臨界值
SPACE_USE=`df|grep '^/dev/sd'|tr -s ' ' %|cut -d% -f5|sort -nr|head -1`
[ "$SPACE_USED" -ge $WARNING ] && echo "disk used is $SPACE_USED,will be full"


#tr命令
#作用: 字符轉換和刪除
#選項：
-d：delete
-s：squeeze-repeats
#範例：
轉換：tr '123' 'abc' #把132轉換成abc -- 一 一對應 1--a 2--b
刪除： tr -d '需要刪除的內容'
將多個連續的字符壓縮或轉換成一個指定字符：tr -s '' #把多個連續的空格壓縮成一個空格（-s：把相同連續的字符合成一個）

cut命令：
作用：提取列
選項：
#-d -- 指定分隔符
#-f -- 指定提取取那些列

head命令：
作用：顯示文件的前幾行
選項：
-n：指定獲取前x行

shell腳本的流程控制語句

  • 條件選擇

  • 條件判斷

  • 循環語句

shell的條件選擇語句：if

  • 單分支

  • 雙分支

  • 多分支

單分支格式

if 判斷條件；then
   執行的操作
fi

雙分支格式

if 判斷條件；then
   執行的操作
else
   執行的操作
fi

多分支

if 判斷條件；then
   執行的操作
elif
   執行的操作
   ......
else
   執行的操作
fi

範例

#根據命令的退出狀態來執行命令
#/bin/bash
read IP
if ping -c 2 $IP &> /dev/null;then
 	echo "$IP is up"
else
	echo "$IP is unreachable"
fi

條件判斷 case 語句

case 變量引用 in 
PAT1）
	執行相關操作
	;;
PAT2)
	執行相關操作
	;;
*)
	執行相關操作
	;;
esac

#case語句支持通配符
* 任意長度任意字符
? 任意單個字符
[] 指定範圍內的任意單個字符
| 或者，如: a|b

範例：

#判斷輸入的是yes還是no

#!/bin/bash
read -p 'do you agree(yes|no): ' input

case $input in
y|yes)
	echo 'You input is yes'
	;;
n|no)
	echo 'you input is no'
	;;
*)
	echo 'you input is other'
	;;
esac

#運維菜單實現版本2

#!/bin/bash
cat <<EOF
請選擇：
1）備份數據庫
2）清理日誌
3）軟件升級
4）軟件回滾
5）刪庫跑路
EOF

read -p '請輸入上面的數字進行選擇： ' NUM

case $NUM in 
1)
	echo '備份數據庫'
	;;
2)
	echo '清理日誌'
	;;
3)
	echo '軟件升級'
	;;
4)
	echo '軟件回滾'
	;;
5)
	echo '刪庫跑路'
	;;
*)
	echo '以上所有'
	;;
esac

shell的循環語句：

  • for

  • while

  • until（不常用）

for循環格式

格式一：
for 變量 in 列表
do
	要做的操作
done
for列表的生成方式

  • 直接給出列表：1 2 3 4 5 …

  • 整數列表：{start..end} 、$(seq [start [step]] end)

  • 通過$()命令替換得到列表

格式二：
for((表達式一；表達式二；表達式三))；do
	要做的操作
done
範例
#使用for循環語句實現1+100
#!/bin/bash

sum=0
for num in `seq 100`;do   #列表1-100的表示方法； {1..100} seq 100
    let sum=$sum+$num  #let
done
echo $sum

#使用seq命令結合bc工具實現：
seq -s+ 100 | bc
-s:指定分隔符，默認分隔符是\n(換行)

#使用tr命令結合bc工具實現：
echo {1..100}|tr ' ' +|bc

#求100以內的奇數和
列表:{1..100..2} #一到100這個範圍，以2作為跳數

#99乘法表的實現
#!/bin/bash

for i in {1..9};do
    for j in {1..9};do
	 if [ $i -ge $j ];then
 	   echo -e "$i * $j = $[i*j]\t\c"  #\c很關鍵
         fi
    done
    echo
done

#\t:一個製表位,實現對齊的功能 \n:換行符 \c:有了-e參數，我們也可以使用轉義字符\c來強制 echo 命令不換行

#將指定目錄下文件的所有後綴改名為 bak 後綴
#將/data/下面的所有文件該有bak後綴
#!/bin/bash
DIR="/data/"
cd $DIR  || { echo "cannot inner this dir";exit; }
for FILE in * ;do #找到/data目錄裏面的文件列表   *是通配符：表示所有
    PRE=`echo ${FILE} | grep -Eo ".*\."`  #去掉文件的後綴，如果沒有後綴則不會匹配到
    sudo  mv ${FILE}  ${PRE}bakup #給去掉後綴的文件名加上後綴
done

#將目錄YYYY-MM-DD/中所有文件，移動到YYYY-MM/DD/下  每天都會生成一個以當天日期為名字目錄，裏面存放一些文件。

# 1. 創建模擬的實驗環境
#!/bin/bash
PDIR=/data/test
for i in {1..365};do 
 DIR=`date -d "-$i day" +%F` #-d:指定日期 -num：表示當前的前一天
 					#date -d "-1 year" +%F 表示以%F這種格式來顯示當前日期的前一天 
 mkdir -pv $PDIR/$DIR #創建指定的文件
 cd $PDIR/$DIR
 for j in {1..10};do
 touch $RANDOM.log  #隨機創建十個文件
 done
done

#將上面的目錄移動到YYYY-MM/DD/下
#!/bin/bash
DIR=/data/test #總目錄
cd $DIR || {  echo "無法進入 $DIR";exit; }
for subdir in * ; do  #*表示總目錄下面的每一個子目錄的名稱
	YYYY_MM=`echo $subdir | cut -d"-" -f1,2` #取年月
	DD=`echo $subdir | cut -d"-" -f3`  #取日
	[ -d $YYYY_MM/$DD ] || mkdir -p $YYYY_MM/$DD &> /dev/null #判斷文件是否存在，不存在就創建一個
	mv $subdir/* $YYYY_MM/$DD #移動文件到新的文件夾下面去
done
rm -rf $/DIR/*-*-* #刪除掉舊的文件


#date命令的使用
作用：顯示和設置系統時間
選項：
-d <字符串> 顯示字符串所指的日期與時間，比如："-1 day" 表示當前日期的前一天,必須要加雙引號
-s <字符串> 設置當前的時間和日期
#時間日期格式：
%T：time，顯示時分秒，24小時制（hh:mm:ss）
%F：full date，顯示年月日，%Y-%m-%d

#範例：
使用date設置年月日：
date -s "20220710"或date -s "YYYY-MM-DD" #時間設置成2022年7月10日0時0分
只設置時間，不改年月日
date -s "hh:mm:ss"
設置全部時間
date -s "YYYY-YY-DD HH:mm:ss"

hwclock命令實現時間校對
-s, --hctosys #以硬件時鐘為準，校正系統時鐘
-w, --systohc #以系統時鐘為準，校正硬件時鐘

shell腳本的while循

while循環格式

while 判斷條件；do
      所作的操作
done

#循環控制條件；進入循環之前，先做一次判斷；每一次循環之後會再次做判斷；
#條件為「true」，則執行一次循環；直到條件測試狀態為「false」終止循環

#while循環實現1+...100
#!/bin/bash
sum=0
i=1
while [ $i -le 100 ] ;do
  let sum=$sum+$i
  let i+=1
done
echo $sum
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