shell腳本編程30分鐘入門上手

什么是Shell腳本 Shell腳本（英語：Shell script），又稱Shell命令稿、程序化腳本，是一種電腦程序與文本文件，內(nèi)容由一連串的shell命令組成，經(jīng)由Unix Shell直譯其內(nèi)容后運(yùn)作。被當(dāng)成是一種腳本語言來設(shè)計，其運(yùn)作方式與直譯語言相當(dāng)，由Unix shell扮演命令行解釋器的角色，在讀取shell腳本之后，依序運(yùn)行其中的shell命令，之后輸出結(jié)果。利用shell腳本可以進(jìn)行系統(tǒng)管理，文件操作等。

示例

看個例子吧：
#!/bin/sh
cd ~
mkdir shell_tut
cd shell_tut
 
for ((i=0; i<10; i++)); do
        touchtest_$i.txt
done

示例解釋

·第1行：指定腳本解釋器，這里是用/bin/sh做解釋器的

·第2行：切換到當(dāng)前用戶的home目錄

·第3行：創(chuàng)建一個目錄shell_tut

·第4行：切換到shell_tut目錄

·第5行：循環(huán)條件，一共循環(huán)10次

·第6行：創(chuàng)建一個test_1…10.txt文件

·第7行：循環(huán)體結(jié)束

cd, mkdir, touch都是系統(tǒng)自帶的程序，一般在/bin或者/usr/bin目錄下。for, do, done是sh腳本語言的關(guān)鍵字。

shell和shell腳本的概念

shell是指一種應(yīng)用程序，這個應(yīng)用程序提供了一個界面，用戶通過這個界面訪問操作系統(tǒng)內(nèi)核的服務(wù)。Ken Thompson的sh是第一種Unix Shell，WindowsExplorer是一個典型的圖形界面Shell。

shell腳本（shell script），是一種為shell編寫的腳本程序。業(yè)界所說的shell通常都是指shell腳本，但讀者朋友要知道，shell和shell script是兩個不同的概念。由于習(xí)慣的原因，簡潔起見，本文出現(xiàn)的“shell編程”都是指shell腳本編程，不是指開發(fā)shell自身（如Windows Explorer擴(kuò)展開發(fā)）。

環(huán)境

shell編程跟java、php編程一樣，只要有一個能編寫代碼的文本編輯器和一個能解釋執(zhí)行的腳本解釋器就可以了。

OS

當(dāng)前主流的操作系統(tǒng)都支持shell編程，本文檔所述的shell編程是指Linux下的shell，講的基本都是POSIX標(biāo)準(zhǔn)下的功能，所以，也適用于Unix及BSD（如Mac OS）。

Linux

Linux默認(rèn)安裝就帶了shell解釋器。

Mac OS

Mac OS不僅帶了sh、bash這兩個最基礎(chǔ)的解釋器，還內(nèi)置了ksh、csh、zsh等不常用的解釋器。

Windows上的模擬器

windows出廠時沒有內(nèi)置shell解釋器，需要自行安裝，為了同時能用grep, awk, curl等工具，最好裝一個cygwin或者mingw來模擬linux環(huán)境。

·cygwin

·mingw

腳本解釋器

sh

即Bourne shell，POSIX（Portable Operating System Interface）標(biāo)準(zhǔn)的shell解釋器，它的二進(jìn)制文件路徑通常是/bin/sh，由Bell Labs開發(fā)。

本文講的是sh，如果你使用其它語言用作shell編程，請自行參考相應(yīng)語言的文檔。

bash

Bash是Bourne shell的替代品，屬GNUProject，二進(jìn)制文件路徑通常是/bin/bash。業(yè)界通常混用bash、sh、和shell，比如你會經(jīng)常在招聘運(yùn)維工程師的文案中見到：熟悉Linux Bash編程，精通Shell編程。

在CentOS里，/bin/sh是一個指向/bin/bash的符號鏈接:

[root@centosraw ~]# ls -l/bin/*sh
-rwxr-xr-x. 1 root root 903272Feb 22 05:09 /bin/bash
-rwxr-xr-x. 1 root root 106216Oct 17  2012 /bin/dash
lrwxrwxrwx. 1 root root      4 Mar 22 10:22 /bin/sh -> bash

但在Mac OS上不是，/bin/sh和/bin/bash是兩個不同的文件，盡管它們的大小只相差100字節(jié)左右:

iMac:~ wuxiao$ ls -l /bin/*sh
-r-xr-xr-x  1 root wheel  1371648  6 Nov 16:52 /bin/bash
-rwxr-xr-x  2 root wheel   772992  6 Nov 16:52 /bin/csh
-r-xr-xr-x  1 root wheel  2180736  6 Nov 16:52 /bin/ksh
-r-xr-xr-x  1 root wheel  1371712  6 Nov 16:52 /bin/sh
-rwxr-xr-x  2 root wheel   772992  6 Nov 16:52 /bin/tcsh
-rwxr-xr-x  1 root wheel  1103984  6 Nov 16:52 /bin/zsh

高級編程語言

理論上講，只要一門語言提供了解釋器（而不僅是編譯器），這門語言就可以勝任腳本編程，常見的解釋型語言都是可以用作腳本編程的，如：Perl、Tcl、Python、PHP、Ruby。Perl是最老牌的腳本編程語言了，Python這些年也成了一些linux發(fā)行版的預(yù)置解釋器。

編譯型語言，只要有解釋器，也可以用作腳本編程，如C shell是內(nèi)置的（/bin/csh），Java有第三方解釋器Jshell，Ada有收費(fèi)的解釋器AdaScript。

如下是一個PHP Shell Script示例（假設(shè)文件名叫test.php）：

#!/usr/bin/php
<?php
for ($i=0; $i < 10; $i++)
        echo$i . "\n";
執(zhí)行：
/usr/bin/php test.php
或者：
chmod +x test.php
./test.php

如何選擇shell編程語言

熟悉vs 陌生

如果你已經(jīng)掌握了一門編程語言（如PHP、Python、Java、JavaScript），建議你就直接使用這門語言編寫腳本程序，雖然某些地方會有點啰嗦，但你能利用在這門語言領(lǐng)域里的經(jīng)驗（單元測試、單步調(diào)試、IDE、第三方類庫）。

新增的學(xué)習(xí)成本很小，只要學(xué)會怎么使用shell解釋器（Jshell、AdaScript）就可以了。

簡單vs 高級

如果你覺得自己熟悉的語言（如Java、C）寫shell腳本實在太啰嗦，你只是想做一些備份文件、安裝軟件、下載數(shù)據(jù)之類的事情，學(xué)著使用sh，bash會是一個好主意。

shell只定義了一個非常簡單的編程語言，所以，如果你的腳本程序復(fù)雜度較高，或者要操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，那么還是應(yīng)該使用Python、Perl這樣的腳本語言，或者是你本來就已經(jīng)很擅長的高級語言。因為sh和bash在這方面很弱，比如說：

·它的函數(shù)只能返回字串，無法返回數(shù)組

·它不支持面向?qū)ο?，你無法實現(xiàn)一些優(yōu)雅的設(shè)計模式

·它是解釋型的，一邊解釋一邊執(zhí)行，連PHP那種預(yù)編譯都不是，如果你的腳本包含錯誤(例如調(diào)用了不存在的函數(shù))，只要沒執(zhí)行到這一行，就不會報錯

環(huán)境兼容性

如果你的腳本是提供給別的用戶使用，使用sh或者bash，你的腳本將具有最好的環(huán)境兼容性，perl很早就是linux標(biāo)配了，python這些年也成了一些linux發(fā)行版的標(biāo)配，至于mac os，它默認(rèn)安裝了perl、python、ruby、php、java等主流編程語言。

第一個shell腳本

編寫

打開文本編輯器，新建一個文件，擴(kuò)展名為sh（sh代表shell），擴(kuò)展名并不影響腳本執(zhí)行，見名知意就好，如果你用php寫shell 腳本，擴(kuò)展名就用php好了。

輸入一些代碼，第一行一般是這樣：

#!/bin/bash
#!/usr/bin/php
“#!”是一個約定的標(biāo)記，它告訴系統(tǒng)這個腳本需要什么解釋器來執(zhí)行。

運(yùn)行

運(yùn)行Shell腳本有兩種方法：

作為可執(zhí)行程序

chmod +x test.sh
./test.sh

注意，一定要寫成./test.sh，而不是test.sh，運(yùn)行其它二進(jìn)制的程序也一樣，直接寫test.sh，linux系統(tǒng)會去PATH里尋找有沒有叫test.sh的，而只有/bin, /sbin, /usr/bin，/usr/sbin等在PATH里，你的當(dāng)前目錄通常不在PATH里，所以寫成test.sh是會找不到命令的，要用./test.sh告訴系統(tǒng)說，就在當(dāng)前目錄找。

通過這種方式運(yùn)行bash腳本，第一行一定要寫對，好讓系統(tǒng)查找到正確的解釋器。

這里的"系統(tǒng)"，其實就是shell這個應(yīng)用程序（想象一下Windows Explorer），但我故意寫成系統(tǒng)，是方便理解，既然這個系統(tǒng)就是指shell，那么一個使用/bin/sh作為解釋器的腳本是不是可以省去第一行呢？是的。

作為解釋器參數(shù)

這種運(yùn)行方式是，直接運(yùn)行解釋器，其參數(shù)就是shell腳本的文件名，如：

/bin/sh test.sh
/bin/php test.php

這種方式運(yùn)行的腳本，不需要在第一行指定解釋器信息，寫了也沒用。

變量

定義變量

定義變量時，變量名不加美元符號（$），如：

your_name="qinjx"

注意，變量名和等號之間不能有空格，這可能和你熟悉的所有編程語言都不一樣。

除了顯式地直接賦值，還可以用語句給變量賦值，如：

for file in `ls /etc`

使用變量

使用一個定義過的變量，只要在變量名前面加美元符號即可，如：

your_name="qinjx"
echo $your_name
echo ${your_name}

變量名外面的花括號是可選的，加不加都行，加花括號是為了幫助解釋器識別變量的邊界，比如下面這種情況：

for skill in Ada Coffe ActionJava; do
        echo"I am good at ${skill}Script"
done

如果不給skill變量加花括號，寫成echo "I am good at$skillScript"，解釋器就會把$skillScript當(dāng)成一個變量（其值為空），代碼執(zhí)行結(jié)果就不是我們期望的樣子了。

推薦給所有變量加上花括號，這是個好的編程習(xí)慣。IntelliJ IDEA編寫shell script時，IDE就會提示加花括號。

重定義變量

已定義的變量，可以被重新定義，如：

your_name="qinjx"
echo $your_name
 
your_name="alibaba"
echo $your_name

這樣寫是合法的，但注意，第二次賦值的時候不能寫$your_name="alibaba"，使用變量的時候才加美元符。

注釋

以“#”開頭的行就是注釋，會被解釋器忽略。

多行注釋

sh里沒有多行注釋，只能每一行加一個#號。就像這樣：

#--------------------------------------------

# 這是一個自動打ipa的腳本，基于webfrogs的ipa-build書寫：https://github.com/webfrogs/xcode_shell/blob/master/ipa-build

# 功能：自動為etao ios app打包，產(chǎn)出物為14個渠道的ipa包

# 特色：全自動打包，不需要輸入任何參數(shù)

#--------------------------------------------

##### 用戶配置區(qū)開始#####

#

#

# 項目根目錄，推薦將此腳本放在項目的根目錄，這里就不用改了

# 應(yīng)用名，確保和Xcode里Product下的target_name.app名字一致

#

##### 用戶配置區(qū)結(jié)束  #####

如果在開發(fā)過程中，遇到大段的代碼需要臨時注釋起來，過一會兒又取消注釋，怎么辦呢？每一行加個#符號太費(fèi)力了，可以把這一段要注釋的代碼用一對花括號括起來，定義成一個函數(shù)，沒有地方調(diào)用這個函數(shù)，這塊代碼就不會執(zhí)行，達(dá)到了和注釋一樣的效果。

字符串

字符串是shell編程中最常用最有用的數(shù)據(jù)類型（除了數(shù)字和字符串，也沒啥其它類型好用了，哈哈），字符串可以用單引號，也可以用雙引號，也可以不用引號。單雙引號的區(qū)別跟PHP類似。

單引號

str='thisis a string'

單引號字符串的限制：

·單引號里的任何字符都會原樣輸出，單引號字符串中的變量是無效的

·單引號字串中不能出現(xiàn)單引號（對單引號使用轉(zhuǎn)義符后也不行）

雙引號

your_name='qinjx'
str="Hello,I know your are \"$your_name\"! \n"

·雙引號里可以有變量

·雙引號里可以出現(xiàn)轉(zhuǎn)義字符

字符串操作

拼接字符串

your_name="qinjx"
greeting="hello,"$your_name" !"
greeting_1="hello,${your_name} !"
 
echo $greeting $greeting_1

獲取字符串長度：

string="abcd"
echo ${#string} #輸出：4

提取子字符串

string="alibaba is agreat company"
echo ${string:1:4} #輸出：liba

查找子字符串

string="alibaba is agreat company"
echo `expr index"$string" is`#輸出：8，這個語句的意思是：找出單詞is在這名話中的位置

數(shù)組

管道

條件判斷

流程控制

和Java、PHP等語言不一樣，sh的流程控制不可為空，如：

<?php
if(isset($_GET["q"])) {
        search(q);
}
else {
        //donothing
}

在sh/bash里可不能這么寫，如果else分支沒有語句執(zhí)行，就不要寫這個else。

還要注意，sh里的if [ $foo -eq 0 ]，這個方括號跟Java/PHP里if后面的圓括號大不相同，它是一個可執(zhí)行程序（和cd, ls, grep一樣），想不到吧？在CentOS上，它在/usr/bin目錄下：

ll /usr/bin/[
-rwxr-xr-x. 1 root root 334086月  222012 /usr/bin/[

正因為方括號在這里是一個可執(zhí)行程序，方括號后面必須加空格，不能寫成if [$foo -eq 0]

if else

if

if condition
then
        command1
        command2
        ...
        commandN
fi

寫成一行（適用于終端命令提示符）：

if `ps -ef | grep ssh`;  then echo hello; fi

末尾的fi就是if倒過來拼寫，后面還會遇到類似的

if else

if condition
then
        command1
        command2
        ...
        commandN
else
        command
fi

if else-if else

if condition1
then
        command1
elif condition2
        command2
else
        commandN
fi

for while

for

在開篇的示例里演示過了：

for var in item1 item2 ...itemN
do
        command1
        command2
        ...
        commandN
done

寫成一行：

for var in item1 item2 ...itemN; do command1; command2… done;

C風(fēng)格的for

for (( EXP1; EXP2; EXP3 ))
do
        command1
        command2
        command3
done

while

while condition
do
        command
done

無限循環(huán)

while :
do
        command
done

或者

while true
do
        command
done

或者

for (( ; ; ))

until

case

case "${opt}" in
        "Install-Puppet-Server")
                install_master$1
                exit
        ;;
 
        "Install-Puppet-Client")
                install_client$1
                exit
        ;;
 
        "Config-Puppet-Server")
                config_puppet_master
                exit
        ;;
 
        "Config-Puppet-Client")
                config_puppet_client
                exit
        ;;
 
        "Exit")
                exit
        ;;
 
        *) echo "Bad option, please choose again"
esac
case的語法和C family語言差別很大，它需要一個esac（就是case反過來）作為結(jié)束標(biāo)記，每個case分支用右圓括號，用兩個分號表示break

函數(shù)

定義

調(diào)用

文件包含

可以使用source和.關(guān)鍵字，如：

source ./function.sh
. ./function.sh

在bash里，source和.是等效的，他們都是讀入function.sh的內(nèi)容并執(zhí)行其內(nèi)容（類似PHP里的include），為了更好的可移植性，推薦使用第二種寫法。

包含一個文件和執(zhí)行一個文件一樣，也要寫這個文件的路徑，不能光寫文件名，比如上述例子中:

. ./function.sh

不可以寫作：

. function.sh
 如果function.sh是用戶傳入的參數(shù)，如何獲得它的絕對路徑呢？方法是：
real_path=`readlink -f $1`#$1是用戶輸入的參數(shù)，如function.sh
. $real_path

用戶輸入

執(zhí)行腳本時傳入

腳本運(yùn)行中輸入

select菜單

stdin和stdout

常用的命令

sh腳本結(jié)合系統(tǒng)命令便有了強(qiáng)大的威力，在字符處理領(lǐng)域，有grep、awk、sed三劍客，grep負(fù)責(zé)找出特定的行，awk能將行拆分成多個字段，sed則可以實現(xiàn)更新插入刪除等寫操作。

ps

查看進(jìn)程列表

grep

排除grep自身

查找與target相鄰的結(jié)果

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