Linux学习12-shell环境与脚本基础
shell脚本编程基础
关于shell script
shell script是利用shell的功能所写的一个程序（program），这个程序是使用纯文本文件，将一些shell的语法与指令（含外部指令）写在里面，搭配正则表达式、管线命令与数据流重导向等功能，让使用者能够one touch的方法去处理复杂的动作，以达到我们所想要的处理目的。
知识点
- shell脚本基础
- 变量的定制和使用，以及修改配置文件
- 相关命令read、echo、export、declare
1. 定制或编写简单脚本
1.1 脚本基本格式
使用文本工具创建脚本文件，推介文本格式后缀为.sh非强制
第一行：
首行必须shebang机制(也就是#！跟上shell类型)，声明这个脚本使用的shell名称。当这个程序被执行时，就能够加载bash的相关配置文件，使我们底下的指令能够执行。查看当前Linux系统可以使用的shells，可以检查/etc/shells文件#！/bin/bash #！/usr/bin/python #！/usr/bin/perl批注：
整个脚本中，除了第一行的#！是必须的之外，其他的以#开头的都可以理解为批注，来说明这个脚本的基本信息，可根据个人需要定制，推荐有以下内容#程序名称 #版本号 #作者信息 #更改时间 #该程序的作用及注意事项 #各版本的更新简要说明主要环境变量的说明
将一些重要的环境变量设定好，提高脚本的灵活性。主要程序
脚本内容，就是为达到脚本目的将语法与指令（含外部指令）写在里面。写较为特殊的代码时，加上批注，便于之后查阅- 执行结果（回传信息）
将脚本执行结果回传给系统，显示脚本执行结果
1.2 脚本运行方法
- 给与脚本执行权限，在命令行上指定脚本的绝对或相对路径
- 将脚本放到PATH变量的文件夹中或者修改PATH变量将脚本路径加进去
- 命令bash [script] 开启子进程运行，不影响当前运行环境
- source或小数点（.） [script] 将配置文件读进当前的shell环境，影响当前的运行环境
1.3 脚本调试
- 检测脚本中的语法错误
bash -n /path/to/some_script - 调试跟踪执行
bash -x /path/to/some_script
1.4 退出状态，判断程序执行结果
进程使用退出状态来报告成功或失败
命令：$? 保存了前一个执行结果
返回值0代表成功 ， 1-255代表失败。保存最近的命令状态,也就是前一个命令的成功或失败
命令：exit [n]
自定义退出状态码，n可以给定数值，以根据返回值区别不同原因，包括0，范围为0-255。
命令：true和false
返回结果为总是成功与总是失败
1.5 算术运算
bash中不支持浮点运算，仅支持整数数据
运算符号：+、-、、/、%(取余)、*（乘方）
应 用：得到了退出状态返回值，通过算术运算判断结果
通过例题来说明bash中的算术运算方法
例如：运算1+2,赋值 x=1、y=2
方法1： let sum=x+y echo $sum
方法2： echo $[x+y]
方法3： echo $((x+y))
方法4： 命令expr expr 1 + 2中间要加空格，特殊符号要转译
方法5： declare -i x=1; declare -i y=2; sum=m+n; declare -i sum =x+y; echo $sum
方法6： echo 1+2|bc
方法7： ((s=10+20)) echo $s
增强型赋值：+=、-=、*=、/=、%=
n+=2 意思是 n=n+2 得用let定义先
n++意思是 n=n+1
n--意思是n=n-1
例1：[root@V9centos7 /data]#n=10
[root@V9centos7 /data]#let n+=2 <==先用let定义
[root@V9centos7 /data]#echo $n
12 <==运算结果
例2：先++和后++是有区别的
[root@V9centos7 /data]#n=10
[root@V9centos7 /data]#let m=++n;echo $m
11 <==++先给n赋值
[root@V9centos7 /data]#n=10
[root@V9centos7 /data]#let m=n++;echo $m;echo $n
10 <== m先=n，n再赋值
11
1.6 逻辑运算：真或假 1 或 0
与 关系（&）
1与1=1 <==1代表真
1与0=0
0与1=0
0与0=0
或关系（|）
1或1=1
1或0=1
0或1=1
0或0=0
非关系（！）
可以判断逻辑表达式，取反
！1=0
！0=1
例：赋值a=10、b=10，判断是否相等[ $a -eq $b ]，返回值echo $为0，[ ! $a -eq $b ]返回值echo $为1。
异或：（^）
相同为0，不同为1
例1：12^8将数字转换成二进制
12 1100 <==第1行
08 1000 <==第2行
异或 04 0100 <==行1与行2，上下对比，相同取0，不同取1
例2：赋值a=15、b=10，调换a和b的值
#a=$[a^b];b=$[a^b];a=$[a^b];echo $a $b
（1） （2） （3）
10 15 <==结果
PS：步骤（1）a和b异或得到中间值c，将a定义为c
步骤（2）现在的a=c，也就是b=[c^b]，得到b=a
步骤（3）含义为[c^a]，得到a=b
短路与 （&&）
cmd1 && cmd2 如果命令1成功，则执行命令2；如果cmd1失败，则不执行cmd2
短路或（||）
cmd1 || cmd2 如果命令1成功，则不执行命令2；如果cmd1失败，则执行cmd2
应用：利用逻辑关系达成判断式
例1：判断IP地址是否连通，通则显示up，否则显示down
#！/bin/bash <==脚本第一行
read -p "please input ip:" ip
ip=${ip:-ip} <==定义变量
ping -c1 $ip &>/dev/null && echo $ip is up || echo $ip is down <==利用或与逻辑关系达成判断式
PS:指令是一个一个往后执行的，因此在上面的例子中，我们将关系式简写为（1）&&（2）||（3），第一部分执行结果如果回传$?≠0，则'&&'判断不执行第二部分，将$?≠0传递给'||'判断，则执行第三部分
例2：承上例，写一个错误的逻辑关系以对比
ping -c1 $ip &>/dev/null || echo $ip is down && echo $ip is up
172.16.211.220 is down
172.16.211.220 is up
PS：第一部分执行回传结果若为$?≠0，经过'||'判断执行第二部分，第二部分必定是成功的，回传$?=0，经'&&'判断执行3。就同时出现了通与不通。
1.7 条件测试
逻辑处理需要配合测试命令，来判断需求是否满足
- text或者[ expression ]，不支持正则表达式
[[ expression ]]
支持扩展正则表达式与通配符
变量加双引号，为了避免空值造成语法错误，通配符正则表达式不要加双引号，
比对用“=~”（匹配的意思），支持扩展正则表达式
判断相等使用‘==’，支持通配符，支持字符串和整数例：判断用户输入的是否为ip #！/bin/bash read -p 'please input the IP: ip [[ "$ip" =~ ^(([0-9]{1,2}|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.){3}([0-9]{1,2}|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-5]) ]] && echo "true" || echo "false" ps：[[]]括号中的表达式两边要加空格 ip地址判断式解释：整体编组带'.'出现3次，结尾再加一组0-255
1.7.1 判断大小
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -eq | 等于，仅支持整数 |
| -ne | 不等 |
| -lt | 小于 |
| -le | 小于等于 |
| -gt | 大于 |
| -ge | 大于等于 |
例：判断centos版本，根据版本使用响应命令启动网络
#！/bin/bash <==脚本行首
version=`grep -Eo '[[:digit:]]+' /etc/centos-release |head -n1 ` <==取出版本号
[ $version -eq 6 ] && `service network restart` <==判断版本
[ $version -eq 7 ] && `systemctl restart network`
1.7.2 判断文件属性
- 判断文件类型，判断的是指向的实际文件，而不是软链接
先通过-L判断是否为软链接
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -b | 是否存在且为块设备文件 |
| -c | 是否存在且为字符设备文件 |
| -d | 是否存在且为目录文件 |
| -f | 是否存在且为普通文件 |
| -h | 是否存在且为符号链接文件 |
| -p | 是否存在且为字命名管道文件 |
| -S | 是否存在且为套接字文件 |
| -L | 是否为软链接文件 |
| -r | 是否存在且可读 |
| -w | 是否存在且可写 |
| -x | 是否存在且可执行 |
| -u | 是否存在且拥有suid权限 |
| -g | 是否存在且拥有sgid权限 |
| -k | 是否存在且拥有sticky权限 |
| -s | 是否存在且为非空文件 |
| -nt | (newer than)判断file1是否比file2新 |
| -ot | (older than)判断file1是否比file2旧 |
| -ef | file1是否为file2的硬链接 |
- 多重条件判断
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -a | 两个条件同时成立 |
| -o | 两个条件任何一个成立 |
| ！ | 取反状态 |
例1：判断文件是否为普通文件并且具有写权限，就去掉文件写权限
[ -f "$file" -a -w "$file" ] &&chmod -w fild
例2：判断文件是否为普通文件或者具有写权限，就去掉文件写权限。
[ -f "$file" -o -w "$file" ] &&chmod -w fild
例3：利用非（！）表示如果文件不具有执行权限，就加上执行权限
[ ! -x "$file" ]&& chmod +x $file
1.8 bash的配置文件
修改配置文件，理论上放哪里都可以执行，推荐有侧重的分类放置，方便查找。
按生效范围划分，存在两类：
- 全局配置
/etc/profile
/etc.profile.d/*.sh
/etc/bashrc - 个人配置
~/.bash_profile
~/.bashrc
按功能划分
- profile启动程序和环境变量
- bashrc别名、函数和本地变量
bash退出的配置文件
- 退出后执行的配置文件，常用于创建自动备份 清除临时文件，将更改保存在~/.bash_logout文件中。
1.8.1 配置文件生效及顺序
在登录Linux时，用户ID就有了一个默认的shell，也就是登录shell。如果这个shell是bash，那么它就会在控制系统前执行几个脚本，然后按顺序执行。等用户退出是，如果主目录中有~/.bash_logout脚本，bash就会执行。
配置文件的生效
1、重新启动shell
2、source交互式登录
1、直接通过终端输入账号密码登录
2、使用su -UserName切换账户执行顺序： /etc/profile ==> /etc.profile.d/*.sh ==> ~/.bash_profile ==> ~/.bashrc ==> /etc/bashrc非交互式登录
1、su UserName
2、图形界面下打开终端
3、执行脚本
4、任何其他的bash实例执行顺序： ~/.bashrc ==> /etc/profile ==> /etc.profile.d/*.sh
1.9 [ ]、（）与｛｝使用说明
- [ ]用于逻辑判断，不能执行命令
（）与｛｝可以执行组合命令
｛｝最后一个命令也要加"；"，前后要加空格，不开子进程影响当前环境。 （）最后一个命令可以不加"；"，前后可以不加空格，开子进程不影响当前环境
2. 定制和使用shell环境
2.1 定义
以一组文字或符号等，来取代一些设定或者是一串 保留的数据
2.2 变量命名规则
1、不能使用程序中的保留字，比如if for do done这些内部命令的关键字
2、可以使用数字、字母和下划线，且不能以数字开头
3、见名知意，不要用汉字
4、统一命名规则：驼峰命名法 userName 将两个单词用大写字母隔开，或者user_name
5、变量内容若有空格使用“”或‘’将内容括起来。单引号视变量内容为字符串，双引号会保留特殊字符如$等的原本特性，使用\将特殊符号转译也行。
6、变量内容需要调用其他指令信息时，使用反向单引号[`指令`]或[$(指令)]
7、若变量为扩增变量内容时，则可用“$变量”或${变量}累加内容。[PATH="$PATH":/home/bin]
8、若变量需要在其他程序执行，则需要以export来使变量变成环境变量
2.3 变量的种类
局部变量：生效范围为当前窗口，shell当前进程中，对当前shell之外其他脚本无效，不能传给子进程及上级进程。
环境变量：可以给当前shell用，也可以传递给子进程，不能传递给父进程。
位置变量：在运行脚本时调用通过命令行传递给脚本的参数
只读变量：不可删除的变量，可用命令readonly定义
2.3.1 位置变量用法
$1、$2...：对应第1、第2...参数，shift[n]换位置
$0：命令本身
$*：传递给脚本的所有参数，视为一个整体
$@：传递给脚本的所有参数，每个参数为独立字符串
$@和$*在被双引号抱起来的时候才会有差异
$#：传递给脚本的参数个数
set-- 清空所有位置变量
例1：根据位置变量介绍，编写一个测试脚本lication.sh,执行脚本后面跟10个参数，观察执行结果
#!/bin/bash <==脚本第一行
echo 1st arg is $1 <==位置变量$1
echo 2st arg is $2
echo 3st arg is $3
echo 10st arg is $10 <==位置变量$10，这么写会有问题。
echo all args are $@
echo all args are $*
echo the args num is $#
echo the scriptname is $0
[root@V9centos7 /data]#./location.sh a b c d e f g h i j
1st arg is a <==对应变量$1
2st arg is b
3st arg is c
10st arg is a0 <==对应变量10，但是系统会认为是1和0，所以显示为a0，这里要在脚本中该为${10}
all args are a b c d e f g h i j
all args are a b c d e f g h i j
the args num is 10
the scriptname is ./location.sh
命令:shift [n]
将位置变量向左移动1个参数， 1就会去掉，执行 1 就 会 去 掉 ， 执 行 2，再执行shift去掉 2，执行 2 ， 执 行 3. shift 2一次过两个。
应用：将来编脚本用，处理完就shift，然后就执行下一个，让执行的对象始终放置第一位
例 2：将例1的脚本加上shift命令，观察输出结果
#!/bin/bash
echo all args are $@
echo 1st arg is $1
shift 2 <==一次移动2个参数
echo all args are $@
echo 1st arg is $1
shift 2
echo all args are $*
echo 3st arg is $3
[root@V9centos7 /data]#./location.sh a b c d e f g h i j
all args are a b c d e f g h i j
1st arg is a
all args are c d e f g h i j
1st arg is c <==移动2个参数，c变成第一个
all args are e f g h i j
3st arg is g
2.4 变量赋值
变量=值（会覆盖之前的值），值也可以引用命令，文件，变量
PS：在bash中没有设定的变量去echo，会显示空值。
例：变量赋值后，被另一个变量调用，此时再将第一个变量重新赋值，调用它的那个变量仍然显示之前变量。说明变量赋值会有缓冲期，将不使用的变量值当做垃圾文件暂存。
title=’ceo’
name=$title 赋值变量记得加$
echo $name => ceo
title=’boss’ 将title重新赋值
echo $name => ceo name仍然显示ceo
2.5 引用变量
利用命令echo读出变量，只需要在变量前加$
2.6 变量常用命令
echo $$ 查看当前在那个进程中
echo $PPID 查看父进程
pastree -p 看进程数
set 可以查看当前所有的变量和函数
declare -x 看环境变量
declare –x name=xx 定义环境变量
export 看环境变量，可以将局部变量定义为环境变量
unset 删除变量 只读变量不能删
readonly 查看所有只读变量 加上变量等式定义为只读变量
declare-r 看所有只读变量
env 环境变量与常见环境变量说明
2.7 变量内容的删除、取代
| 变量设定方式 | 说明 |
|---|---|
| ${变量#关键词} | 若变量内容从头开始的数据符合关键词，则将符合的最短数据删除 |
| ${变量##关键词} | 若变量内容从头开始的数据符合关键词，则将符合的最长数据删除 |
| ${变量%关键词} | 若变量内容从尾向首的数据符合关键词，则将符合的最短数据删除 |
| ${变量%%关键词} | 若变量内容从尾向首的数据符合关键词，则将符合的最长数据删除 |
| ${变量/旧字符串/新字符串} | 若变量符合旧字符串，则第一个旧字符串会被新的取代 |
| ${变量//旧字符串/新字符串} | 若变量符合旧字符串，则全部旧字符串会被新的取代 |
例：将root的MAIL变量分别只留基名和目录名，再将root替换成大写
[root@V9centos7 /data]#echo ${MAIL##*/}
root <==双#号匹配最长的字符串到/
[root@V9centos7 /data]#echo ${MAIL%/*}
/var/spool/mail <==双%号匹配从后向前最短的字符串到/
[root@V9centos7 /data]#echo ${MAIL/root/ROOT}
/var/spool/mail/ROOT
2.8 变量内容替换
| 变量设定方式 | 变量未设定 | 变量为空字符 | 变量已设定 |
|---|---|---|---|
| ${变量1-变量2} | 变量2 | 空字符 | 变量1 |
| ${变量1:-变量2} | 变量2 | 变量2 | 变量1 |
| ${变量1=变量2} | 变量2 | 空字符 | 变量1 |
| ${变量1:=变量2} | 变量2 | 变量2 | 变量1 |
| ${变量1+变量2} | 未设定 | 变量2 | 变量2 |
| ${变量1:+变量2} | 未设定 | 空字符 | 变量2 |
| ${变量1？提示语} | 打印错误输出 | 空字符 | 变量1 |
| ${变量1:？提示语} | 打印错误输出 | 打印错误输出 | 变量1 |
PS：如果只想知道，变量1是否存在，不存在就打印提示语，就可以用？判断。
3. 相关命令
3.1 命令read
应用：把输入值分配给一个或多个shell变量，不加选项直接加变量，就是给这个变量赋值
格式：read [选项] [变量]
选项：-p 指定要提示的内容
-s 静默输入，一般用于密码
-t 可以接等待的秒数
-n # 指输入的字符长度#
-d ‘字符’输入结束符
例1：可以对变量赋值，可以对多个
[root@V9centos7 ~]#read name date path<<"v9 20180810 /var/bin/data"
[root@V9centos7 ~]#echo $name
v9
[root@V9centos7 ~]#echo $date
20180810
[root@V9centos7 ~]#echo $path
/var/bin/data
3.2 命令declare
应用：宣告变量的类型
格式：declare [选项] [变量]
选项：-a 将变量定义为数组（array）类型
-i 将变量定义为整数数字（integer）类型
-x 同export，定义为环境变量
-r 将变量定义只读类型，需要注销再登录才能复原
-p 单独列出变量类型
3.3 命令echo
- 应用
用于在shell中打印shell变量的值，或者直接输出指定的字符串 - 格式
echo [ -neE] [参数] 选项：
-E：（默认）不支持\解释功能
-n：不自动换行
-e：若字符串中出现以下字符，则特别加以处理，而不会当成一般文字输出- \a 发出警告声；
- \b 删除前一个字符；
- \c 最后不加上换行符号；
- \f 换行但光标仍旧停留在原来的位置；
- \n 换行且光标移至行首；
- \r 光标移至行首，但不换行；
- \t 插入tab；
- \v 与\f相同；
- \ 插入\字符；
- \nnn 插入nnn（八进制）所代表的ASCII字符；
参数
变量：指定要打印的变量示例
1.输出www.baidu.com，以蓝色，闪烁格式
- 前景色
重置=0，黑色=30，红色=31，绿色=32，黄色=33，蓝色=34，洋红=35，青色=36，白色=37 - 背景色
重置=0，黑色=40，红色=41，绿色=42，黄色=43，蓝色=44，洋红=45，青色=46，白色=47 - 功能参数
0 关闭所有属性、1 设置高亮度（加粗）、4 下划线、5 闪烁、7 反显、8 消隐
- 前景色
echo -e "\033[34;5mwww.baidu.com\e[0m"- 2.输入ok！a sunday，取消字母a将sunday换行显示
echo -e "ok! a\b \nsunday"
ok!
sunday