Shell脚本编程基础

1. Shell简介

1.1 什么是Shell

• 概念： Shell即使一种命令语言，也是一个用C语言编写的程序(命令解析器)。
• 作用： 主要提供一个借口使用户与内核交操作。
• 流程： 接受用户输入的命令并且进行解释(转换为计算机可以理解的机器码)，然后将命令送入内核去执行，最后将结果返回给用户。
  Linux系统结构.png

1.2 Shell的种类

• 含义：不同的命令解析器（程序不断升级）
• 区别：提示符不同、语法不同、展示效果不同等
• 常用：sh、csh、ksh、bash等

sh （Bourne Shell） AT&T Bell实验室的Steve Bourne开发 (最早的)
csh （C Shell） 加州伯克利大学的Bill Joy (更强)
ksh （Korn Shell） AT&T Bell实验室的David Korn开发 (升级)
bash（Bourne Again Shell） 自由软件基金会(GNU)开发的一个Shell (统一)

• 常见命令：

命令	含义
cat /etc/shells	查看系统支持的shell类型
echo $SHELL	查看当前使用的shell类型
useradd [参数] 用户名（-g 指定用户组，-c 备注，-s 登录执行的命令，-d 家目录）	用户添加
usermod 参数 用户名（以上四个 + -l 改名）	用户编辑
userdel 用户名	用户删除
passwd 用户名	修改密码

例如：修改test用户的登录执行命令种类为bash
sudo usermod -s /bin/bash test1

2. Shell脚本

除了挨个执行命令外，还一个创建一个脚本文件批量处理。
创建脚本并执行的步骤：

• 创建一个脚本文件并用vi模式打开：

vi test.sh 
# 可以不加后缀

• 指定运行脚本文件的命令解析器类型，在脚本文件中写入代码：

#!/bin/bash 
# 指定为bash类型

• 写入要执行的代码：

echo hello  
# 输出字符串hello

• 执行脚本语法:

编号	方法
方法1	sh 路径及文件名(推荐)
方法2	/bin/bash 路径及文件名
方法3	source 路径及文件名
方法4	. 路径及文件名.sh

3. Shell变量

3.1 本地变量

• 概念：只对当前shell进程有效（ps. 对当前进程的子进程和其它shell进程无效）
• 语法：

设置：变量名=变量值（等号不能有空格）
删除：unset 变量名
输出：echo $变量名

MacBook-Pro:~ test$ VAR_T1=123        #定义变量
MacBook-Pro:~ test$ echo $VAR_T1      #输出变量
123
MacBook-Pro:~ test$ echo ${VAR_T1}456      #输出变量，添加{}避免混淆
123456
MacBook-Pro:~ test$ unset VAR_T1      #删除变量
MacBook-Pro:~ test$ echo $VAR_T1

3.2 环境变量

• 概念：对当前shell进程和子进程有效，其他shell进程无效。通过修改配置文件，可以定义全局都生效的环境变量。
• 语法：

export 变量名=变量值
对所有shell进程都生效：
vi /etc/profile #在该配置文件中定义环境变量
source /etc/profile #让新建立的环境变量立刻生效无需重新启动系统

3.3 局部变量

• 概念：函数调用时创建、调用完毕时销毁。
• 语法：

local 变量名=变量值

MacBook-Pro:~ test$ function a(){
> local VAR_T2=123
> echo $VAR_T2
> }
MacBook-Pro:~ test$ a
123
MacBook-Pro:~ test$ echo $VAR_T2

3.4 位置变量

• 概念：指程序运行时动态传入的参数。
• 语法：

传参：sh 路径及文件名.sh 参数1 ... 参数n
输出：echo $1 / .. / echo $n

MacBook-Pro:shell test$ cat test3.sh 
#!/bin/bash
echo $[${1}+${2}]  #算数代换
MacBook-Pro:shell test$ sh test3.sh 5 5
10

3.5 特殊变量

• 特殊变量的介绍

变量	含义
$0	当前脚本的文件名
$n	传递给脚本或函数的参数。n 是一个数字，表示第几个参数。例如，第一个参数是$1，第二个参数是$2。
$#	传递给脚本或函数的参数个数。
$*	传递给脚本或函数的所有参数。
$@	传递给脚本或函数的所有参数。被双引号(" ")包含时，与 $* 稍有不同，下面将会讲到。
$?	上个命令的退出状态，或函数的返回值。
$$	当前Shell进程ID。对于 Shell 脚本，就是这些脚本所在的进程ID。

• 特殊变量的应用场景

变量	应用场景
$n	根据传递的参数安装指定软件
$$	脚本执行时输出进程编号便于卡死时结束进程（注：sleep 秒数）

3.6 其他

3.6.1 命令代换

• 概念：通过语法反引号或$(名称)实现先解析shell指令，再赋值给变量。
• 示例：

MacBook-Pro:shell test$ VARDATE=date
MacBook-Pro:shell test$ echo $VARDATE
date
MacBook-Pro:shell test$ VARDATE=`date`
MacBook-Pro:shell test$ echo $VARDATE
2018年10月29日 星期一 20时12分00秒 CST
MacBook-Pro:shell test$ VARDATE=$(date)
MacBook-Pro:shell test$ echo $VARDATE
2018年10月29日 星期一 20时12分14秒 CST

3.6.2 算术代换

• 概念：通过$(()) 或 $[]实现运算功能。
• 示例：

MacBook-Pro:shell test$ echo 8 + 2
8 + 2
MacBook-Pro:shell test$ echo $[8 + 2]
10

4. Shell流程控制（判断）

4.1. 条件测试

• 说明：通过test或 [] 可以测试一个条件是否成立。
• 语法：

语法：test 值1 条件 值2
或
语法： [ 值1 条件 值2 ]
脚下留心：0-代表结果成立，1-代表结果不成立；中括号内部两端必须加空格

• 数值测试：

参数	说明
-eq	等于则为真
-ne	不等于则为真
-gt	大于则为真
-ge	大于等于则为真
-lt	小于则为真
-le	小于等于则为真

• 文件测试：

参数	说明
-e 文件名	文件存在则为真
-r 文件名	文件存在且可读则为真
-w 文件名	文件存在且可写则为真
-x 文件名	文件存在且可执行则为真
-s 文件名	文件存在且至少有一个字符则为真
-d 文件名	文件存在且为目录则为真
-f 文件名	文件存在且为普通文件则为真

• 字符串测试：

参数	说明
=	相等则为真
!=	不相等则为真

4.2. if...elif...else语句

• 语法：

if 条件1
then
    命令1
elif 条件2
then
    命令2
else
    命令3
fi

• 示例1：判断成绩（>=90优秀，>=80良好，>=60及格，>=0不及格）：

#!/bin/bash
#接受分数
SCORE=$1
#判断
if [ $SCORE -ge 90 ]
then
    echo "优秀"
elif [ $SCORE -ge 80 ]
then
    echo "良好"
elif [ $SCORE -ge 60 ]
then
    echo "及格"
elif [ $SCORE -ge 0 ]
then
    echo "不及格"
else
    echo "分数不合法"
fi

• 示例2：判断当前执行脚本是否是root用户：

#!/bin/bash
WHO=$(whoami)

if [ $WHO != 'root' ]
then
    echo "Error: You must be root to run this script!"  
    exit 1
fi

4.3. case语句

• 语法：

case $变量名 in
     "值1")
          如果变量的值等于值1，则执行程序1
    ;;
     "值2")
          如果变量的值等于值2，则执行程序2
    ;;
    ....
     *)
         如果以上都不成立，则执行此程序
    ;;
esac

• 需求：执行脚本让用户输入
  yes - installing...
  no - skip
  其他 - Please enter the correct option

#!/bin/bash

read -p "Please Input yes/no: " Select_Id
case $Select_Id in
  "yes")
    echo 'installing...'
    ;;
  "no")
    echo 'skip'
    ;;
  *)
    echo 'Please enter the correct option'
    ;;
esac

5. Shell循环

5.1 for循环

• 语法：

for 变量名 in 值1 ... 值N
do
    命令
done

• 示例1：输出6个数

#!/bin/bash

for i in 1 2 3 4 5 6
do
  echo $i
Done

• 示例2：输出指定目录下得所有文件名

#!/bin/bash

cd $1
filenames=$(ls)

for name in $filenames
do
   echo $name
done

5.2 while循环

• 语法：

while 条件
do
    命令
done

• 示例1：输出1-10

#!/bin/bash

i=1
while [ $i -le 10 ]
do
    echo $i
    i=$(($i+1))
done

6. 计划任务

6.1. 简介

• 概念：约定时间执行指定任务（或执行指定脚本文件）
• 举例1：通过计划任务定时发布文章
• 举例2：通过计划任务凌晨3点将测试服务器项目代码同步到线上服务器

6.2. 使用

• 步骤1：通过命令【crontab -e】编写计划任务
• 步骤2：按【i】键编写，最后按【esc】【:wq】保存并退出

多学一招：crontab -e语法同vi编辑器命令 （-e edit缩写）
通过crontab -l 可以查看已有的任务 （-l list缩写）
通过crontab -r 可以移除已有的任务 （-r remove缩写）

6.3. 语法

* * * * * 任务
分 时 日期 月 星期几

项目	含义	范围
第一个“*”	一小时中的第几分钟	0-59
第二个“*”	一天中的第几小时	0-23
第三个“*”	一月中的第几天	1-31
第四个“*”	一年中的第几天	1-12
第五个“*”	一周中的星期几	0-7(0和7代表星期天)

特殊符号	含义
*	代表任何时间。比如第一个“*”就代表一小时中的没分钟都执行一次
,	代表不连续的时间，比如“0 8,12,16 * * *”就代表在每天的8点0分，12点0分，16点0分都执行一次命令
-	代表连续的时间范围。比如“0 5 * * 1-6”代表在周一到周六的凌晨5点0分执行命令
*/n	代表每隔多久执行一次。比如“*/10 * * * *”，代表每隔10分钟就执行一遍命令

• 例子：每分钟向tmp.txt文件中写入数字6：

*/1  *  *    *   *  echo 9 >> /tmp.txt

其他案例：

时          间	含义
45 22 * * *	在每天22点45分执行命令
0 17 * * 1	每周1的17点0分执行命令
0 5 1,15 * *	每月1号和15号的凌晨5点0分执行命令
40 4 * * 1-5	每周一到周五的凌晨4点40分执行命令
*/10 4 * * *	每天的凌晨4点，每个10分钟执行一次命令
0 0 1,15 * 1	每月1号和15号，每周一的0点0分执行命令，注意：星期几和几号最好不要同时出现，因为他们定义的都是天，非常容易让管理员混乱