Shell 编程规范与变量

前言

随着Linux系统在企业中的应用越来越多，服务器的自动化管理也变得越来越重要。在Linux服务器的自动化维护工作中，除了计划任务的设置以外，Shell脚本的应用也是非常重要的一部分。

一、Shell 脚本编程规范

在一些复杂的Linux维护找工作中，大量重复性的输入和交互操作不但费时费力，而且容易出错，而编写一个恰到好处的Shell脚本程序，可以批量处理、自动化地完成一系列维护任务，大大减轻管理员的负担。

1.1、Shell 脚本概述

1.1.1、Shell 脚本的概念

shell脚本的概念：

将要执行的命令按顺序保存到一个文件文本

给该文件可执行权限，便可运行

可结合各种shell控制语句以完成更复杂的操作

1.1.2、Shell 脚本应用场景

shell脚本应用场景：

重复性操作

批量事务处理

自动化运维

服务运行状态监控

定时任务执行
…

1.1.3、Shell 的作用

（1）命令解释器，“翻译官”

介于系统内核与用户之间，负责解释命令行

（2）用户的登录shell

登录后默认使用的shell程序，一般为/bin/bash

不同shell的内部指令，运行环境等会有所区别

1.2、Shell 编程规范

Shell脚本简单的说，只要将平时使用的各种Linux命令按顺序保存到一个文本文件，然后添加执行权限，这个文件就成为一个Shell脚本了。
例如，执行以下操作可以创建第一个脚本文件：first.sh

使用vim文本编辑器

每行一条Linux命令，按执行顺序依次编写

脚本后缀为.sh


上述first.sh脚本文件中，包括三条命令：cd /boot/、pwd、ls -lh vml*。执行此脚本文件后，输出结果与依次单独执行这三条命令是相同的，从而实现了“批量处理”的自动化过程。

当然这边执行脚本文件也有三种方法

还有一个合格的Shell脚本程序应该遵循标准的脚本结构，而且能够输出友好的提示信息、更加容易读懂。对于代码较多、结构复杂的脚本，应添加必要的注释文字。改写后的first.sh脚本内容如下。

第一行是一行特殊的脚本声明，表示此行以后的语句通过/bin/bash程序来解释执行；
其他以“#”开头的语句表示注释信息；
echo命令用于输出字符串，以使脚本的输出信息更容易读懂。

执行改写后的脚本，输出结果如下

1.3、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，不要用户干预。因此学会提取、过滤执行信息变得十分重要。Shell环境中的两个I/O操作：管道、重定向，就是此作用，

1.3.1、重定向操作

Linux系统使用文件来描述各种硬件、设备等资源，用户通过操作系统处理信息的过程中，包括以下几类交互设备文件。
标准输入：从该设备接收用户输入的数据

标准输出：通过该设备向用户输出数据

标准错误：通过该设备报告执行出错信息

重定向操作

1.3.2、管道操作

将左侧的命令输出结果，作为右侧命令的处理对象（前后有关系时使用）

二、Shell 脚本变量

Shell变量用来存放系统和用户需要使用的特定参数（值），而且这些参数可以根据用户的设定或系统环境的变化而相应变化。通过使用变量，Shell程序能够提供更加灵活的功能，实用性更强。

2.1、Shell 变量的作用及类型

变量的作用
用来存放系统和用户需要使用的特定参数（值）
变量名：使用固定的名称，由系统预设或用户定义
变量值：能够根据用户设置，系统环境的变化而变化

变量的类型
自定义变量：由用户自己定义，修改和使用
特殊变量：环境变量，只读变量，位置变量，预定义变量

2.2、自定义变量

自定义变量是由系统用户自己定义的变量，只在用户自己的Shell环境中有效，因此又称为本地变量。在编写Shell脚本程序时，通常会设置一些特定的自定义变量，以适应程序执行过程中的各种变化，满足不同的需要。

2.2.1、定义新的变量和查看变量的值

变量名以字母或下划线开头，区分大小写，建议全大写
变量名=变量值
代表将右边的值赋予左边
查看变量的值：echo $变量名

2.2.2、变量赋值的特殊操作

赋值时使用引号

双引号：允许通过$符号引用其他变量值

单引号：禁止引用其他变量值，$视为普通字符

反撇号：命令替换，提取命令执行后的输出结果


从键盘输入内容为变量赋值

2.2.3、设置变量的作用范围

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

为了使用户定义的变量在所有的子Shell环境中能够继续使用，可用过Export命令将指定的命令导出为“全局变量”。

使用export导出全局变量的同时，也可以为变量进行赋值，这样在新定义全局变量时就不需要提前进行赋值

2.2.4、数值变量的运算

整数变量的运算
expr 变量1 运算符 变量2 [运算符 变量3]…

常用运算符：
加法运算：+
减法运算：-
乘法运算：*
除法运算：/
求模（取余）运算：%

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。

2.3、特殊变量

2.3.1、环境变量

环境变量
由系统提前创建，用来设置用户的工作环境
配置文件：/etc/profile，~/.bash_profile

常见的环境变量
PWD，PATH

USER，SHELL，HOME

2.3.2、只读变量

用于变量值不被修改的情况下

2.3.3、位置变量

为了在使用Shell脚本程序时，方便通过命令行为程序提供操作参数，Bash引入了位置变量的概念。当执行命令操作时，第一个字段表示命令名或脚本程序名，其余的字符串参数安装从左到右的顺序依次赋值给位置变量。

2.3.4、预定义变量

预定义变量是由Bash程序预先定义好的一类特殊变量，用户只能使用预定义变量，而不能创建新的预定义变量，也不能之间为预定义变量赋值。预定义变量使用“$”符号和另一个符号组合表示，较常用的几个预定义变量的含义如下。
$#：命令行中位置变量的个数

$*：所有位置变量的内容

$?：上一条命令执行后返回的状态，当返回状态值为0时表示正常，非0值表示执行异常或出错

$0：当前执行的进程/程序名

编写一个备份操作的小脚本并进行分析，用打包命令行指定多个文件或目录，并输出相关信息。其中，新建的压缩包文件名称中嵌入秒数（从1970年1月1日至今经过的秒数），通过“date+%s”命令获取秒刻时间