SHEll脚本之知识点汇总

21
五月
2021

shell是外壳的意思,就是操作系统的外壳。我们可以通过shell命令来操作和控制操作系统,比如Linux中的Shell命令就包括ls、cd、pwd等等。总结来说,Shell是一个命令解释器,它通过接受用户输入的Shell命令来启动、暂停、停止程序的运行或对计算机进行控制。

shell 是一个应用程序,它连接了用户和 Linux 内核,让用户能够更加高效、安全、低成本地使用 Linux 内核,这就是 Shell 的本质。

shell 本身并不是内核的一部分,它只是站在内核的基础上编写的一个应用程序。

那么什么是shell脚本呢?

shell脚本就是由Shell命令组成的执行文件,将一些命令整合到一个文件中,进行处理业务逻辑,脚本不用编译即可运行。它通过解释器解释运行,所以速度相对来说比较慢。

shell脚本中最重要的就是对shell命令的使用与组合,再使用shell脚本支持的一些语言特性,完成想要的功能。

注释

“# ”开头的就是注释,被编译器忽略

  • 单行注释: #
  • 多行注释: :<

变量

变量类型
运行shell时,会同时存在三种变量:

  1. 局部变量:局部变量在脚本或命令中定义,仅在当前shell实例中有效,其他shell启动的程序不能访问局部变量。
  2. 环境变量:所有的程序,包括shell启动的程序,都能访问环境变量,有些程序需要环境变量来保证其正常运行。必要的时候shell脚本也可以定义环境变量。
  3. shell变量:shell变量是由shell程序设置的特殊变量。shell变量中有一部分是环境变量,有一部分是局部变量,这些变量保证了shell的正常运行

变量操作

  • 创建普通变量: name="test" (=两边不可有空格)
  • 创建只可函数体中使用的局部变量: local name="test" (使用local修饰的变量在函数体外无法访问,并且local只能在函数体内使用)
  • 使用变量: echo $name 或者 echo ${name} (推荐使用大括号版)
  • 变量重新赋值: name="new_test" (将原值覆盖)
  • 只读变量: name="only_read" -> readonly name (使用readonly标识后的变量,不可被修改)
  • 删除变量: unset name; (删除之后不可访问,删除不掉只读变量)

字符串变量
1)单引号

  • 单引号变量var='test' ,只能原样输出,变量无效
  • 单引号中不能出现一个单独的单引号,转义也不可以

2)双引号

  • 双引号变量var="my name is ${name}",变量有效
  • 可出现转义符

3)拼接字符串

  • 中间无任何+,之类的字符
  • name="this is"" my name"; name="this is my name"; name="this" is "my name" 等效
  • name='this is'' my nam'; name='this is my name'; name='this' is 'my name' 等效

4)获取字符串长度

  • 在${}中使用“#”获取长度
  • name="test";
  • echo ${#name}; # 输出为4

5)提取子字符串

  • 1:4 从第2个开始 往后截取4个字符
  • ::4 从第一个字符开始 往后截取4个字符
  • name="this is my name";
  • echo ${name:1:4} #输出 is i
  • echo ${name::4} #输出 this

数组

bash只支持一维数组,不支持多维数组

  • 定义数组:array_name=(li wang xiang zhang) (小括号做边界、使用空格分离)
  • 单独定义数组的元素: array_para[0]="w"; array_para[3]="s" (定义时下标不连续也可以)
  • 赋值数组元素:array_name[0]="zhao";
  • 获取数组元素:
    • array_name[0]="li"
    • array_name[3]="zhang"
    • echo ${array_name[0]} # 输出"li"
    • echo ${array_name[1]} # 输出" "
    • echo ${array_name[3]} # 输出"zhang"
    • echo ${array_name[@]} # 输出"li zhang" 输出数组所有元素,没有元素的下标省略

 

  • 取得元素个数:${#array_name[@]} 或者 ${#array_name
  • }
  • 取得单个元素长度:${#array_name[1]}

参数传递

  • 获取参数值:
    • $0 : 固定,代表执行的文件名
    • $1 : 代表传入的第1个参数
    • $n : 代表传入的第n个参数

 

  • \$#:参数个数
  • \$*: 以一个单字符串显示所有向脚本传递的参数。如"$*"用「"」括起来的情况、以"$1 $2 … $n"的形式输出所有参数
  • \$@:与$*相同,但是使用时加引号,并在引号中返回每个参数。
  • \$\$:脚本运行的当前进程号
  • \$!:后台运行的最后一个进程的ID
  • \$?: 显示最后命令的退出状态。0表示没有错误,其他任何值表明有错误。
  • \$* 与 $@ 区别
    • 相同点:都是引用所有参数。
    • 不同点:只有在双引号中体现出来。假设在脚本运行时写了三个参数 1、2、3,,则 " * " 等价于 "1 2 3"(传递了一个参数),而 "@" 等价于 "1" "2" "3"(传递了三个参数)。

运算符

算数运算

  • + 、-、*、\ : 乘号前必须加\进行转义才可以进行乘法运算
  • 加法运算
    • val=`expr 2 + 2` (使用linux命令expr进行辅助运算)
    • val=$[2+2] (4个空格不是必要的,不同于条件判断)
    • val=$((2+2))

数字关系运算符
关系运算符只支持数字,不支持字符串,除非字符串的值是数字。
下面假定变量 a 为 10,变量 b 为 20

  • -eq :检测两个数是否相等,相等返回 true。 [ $a -eq $b ] 返回 false。
  • -ne: 检测两个数是否不相等,不相等返回 true。 [ $a -ne $b ] 返回 true。
  • -gt: 检测左边的数是否大于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -gt $b ] 返回 false。
  • -lt : 检测左边的数是否小于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -lt $b ] 返回 true。
  • -ge: 检测左边的数是否大于等于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -ge $b ] 返回 false。
  • -le : 检测左边的数是否小于等于右边的,如果是,则返回 true。 [ $a -le $b ] 返回 true。
    字符串运算符
    下表列出了常用的字符串运算符,假定变量 a 为 "abc",变量 b 为 "efg":
  • = :检测两个字符串是否相等,相等返回 true。 [ $a = $b ] 返回 false。
  • != :检测两个字符串是否相等,不相等返回 true。 [ $a != $b ] 返回 true。
  • -z :检测字符串长度是否为0,为0返回 true。 [ -z $a ] 返回 false。
  • -n :检测字符串长度是否为0,不为0返回 true。 [ -n "$a" ] 返回 true。
  • $ :检测字符串是否为空,不为空返回 true。 [ $a ] 返回 true。
    布尔运算符
    下表列出了常用的布尔运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:
  • ! :非运算,表达式为 true 则返回 false,否则返回 true。 [ ! false ] 返回 true。
  • -o :或运算,有一个表达式为 true 则返回 true。 [ $a -lt 20 -o $b -gt 100 ] 返回 true。
  • -a :与运算,两个表达式都为 true 才返回 true。 [ $a -lt 20 -a $b -gt 100 ] 返回 false。

逻辑运算符
以下介绍 Shell 的逻辑运算符,假定变量 a 为 10,变量 b 为 20:

  • && :逻辑的 AND [[ $a -lt 100 && $b -gt 100 ]] 返回 false
  • || :逻辑的 OR [[ $a -lt 100 || $b -gt 100 ]] 返回 true

文件运算符

  • -b file :检测文件是否是块设备文件,如果是,则返回 true。 [ -b $file ] 返回 false。
  • -c file :检测文件是否是字符设备文件,如果是,则返回 true。 [ -c $file ] 返回 false。
  • -d file :检测文件是否是目录,如果是,则返回 true。 [ -d $file ] 返回 false。
  • -f file :检测文件是否是普通文件(既不是目录,也不是设备文件),如果是,则返回 true。 [ -f $file ] 返回 true。
  • -g file :检测文件是否设置了 SGID 位,如果是,则返回 true。 [ -g $file ] 返回 false。
  • -k file :检测文件是否设置了粘着位(Sticky Bit),如果是,则返回 true。 [ -k $file ] 返回 false。
  • -p file :检测文件是否是有名管道,如果是,则返回 true。 [ -p $file ] 返回 false。
  • -u file :检测文件是否设置了 SUID 位,如果是,则返回 true。 [ -u $file ] 返回 false。
  • -r file :检测文件是否可读,如果是,则返回 true。 [ -r $file ] 返回 true。
  • -w file :检测文件是否可写,如果是,则返回 true。 [ -w $file ] 返回 true。
  • -x file :检测文件是否可执行,如果是,则返回 true。 [ -x $file ] 返回 true。
  • -s file :检测文件是否为空(文件大小是否大于0),不为空返回 true。 [ -s $file ] 返回 true。
  • -e file :检测文件(包括目录)是否存在,如果是,则返回 true。 [ -e $file ] 返回 true。

执行相关

命令替换
命令替换与变量替换差不多,都是用来重组命令行的,先完成引号里的命令行,然后将其结果替换出来,再重组成新的命令行。
执行命令:

  1. `ls /etc` : 反引号 (所有的unix系统都支持)
  2. $(ls /etc) : $+() (部分unix系统不支持)
    多个嵌套使用时,从内向外执行for file in \s /etc\ 或 for file in $(ls /etc) 循环中使用
    `dirname \$0` 获取脚本文件所在的目录
    path=$(cd `dirname $0`;pwd) : 获取脚本当前所在目录,并且执行cd命令到达该目录,使用pwd获取路径并赋值到path变量

算术运算

  1. $[ ] : 加减乘除,不必添加空格
  2. $(( )) :加减乘除等,不必添加空格

逻辑判断

  1. [ ] : 中括号旁边和运算符两边必须添加空格 (可以使用,不推荐)
  2. [[ ]]:中括号旁边和运算符两边必须添加空格 (字符串验证时,推荐使用)
  3. (()) : 中括号旁边和运算符两边必须添加空格 (数字验证时,推荐使用)
  4. [[]] 和 (()) 分别是[ ]的针对数学比较表达式和字符串表达式的加强版。
  5. 使用[[ ... ]]条件判断结构,而不是[ ... ],能够防止脚本中的许多逻辑错误。比如,&&、||、<和> 操作符能够正常存在于[[ ]]条件判断结构中,但是如果出现在[ ]结构中的话,会报错。比如可以直接使用if [[ $a != 1 && $a != 2 ]], 如果不适用双括号, 则为if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]或者if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]。
    [[ ]]中增加模式匹配特效;
    (( ))不需要再将表达式里面的大小于符号转义,除了可以使用标准的数学运算符外,还增加了以下符号

输出

echo
仅用于字符串的输出,没有使用printf作为输出的移植性好,建议使用printf

printf

printf 不会像 echo 自动添加换行符,我们可以手动添加 \n
无大括号,直接以空格分隔
  • 格式:printf format-string [arguments...] 其中(format-string: 格式控制字符串、arguments: 参数列表)
  • 案例:printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234
  • %s %c %d %f 都是格式替代符
    • d:Decimal 十进制整数 对应位置参数必须是十进制整数,否则报错!
    • s:String 字符串 对应位置参数必须是字符串或者字符型 否则报错
    • c:Char 字符 对应位置参数必须是字符串或者字符型 否则报错
    • f:Float 浮点 对应位置参数必须是数字型 否则报错
  • %-10s : 指一个宽度为10个字符(-表示左对齐,没有则表示右对齐),任何字符都会被显示在10个字符宽的字符内,如果不足则自动以空格填充,超过也会将内容全部显示出来。
  • %-4.2f :指格式化为小数,宽度为4个字符,其中.2指保留2位小数。
  • 转义符:
    • \a :警告字符,通常为ASCII的BEL字符
    • \b :后退
    • \c :抑制(不显示)输出结果中任何结尾的换行字符(只在%b格式指示符控制下的参数字符串中有效),而且,任何留在参数里的字符、任何接下来的参数以及任何留在格式字符串中的字符,都被忽略
    • \f :换页(formfeed)
    • \n :换行
    • \r :回车(Carriage return)
    • \t :水平制表符
    • \v :垂直制表符
    • \ :一个字面上的反斜杠字符
    • \ddd :表示1到3位数八进制值的字符。仅在格式字符串中有效
    • \0ddd :表示1到3位的八进制值字符

流程控制

和Java、PHP等语言不一样,sh的流程控制不可为空,即if或者else的大括号中无任何语句
if else

  • ifif condition then command1 command2 ... commandN fi
  • if elseif condition then command1 command2 ... commandN else command fi
  • if else-if elseif condition1 then command1 elif condition2 then command2 else commandN fi

for

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

while

  • while conditionwhile condition do command done
  • while 无限循环while : do command done

until
until 循环执行一系列命令直至条件为 true 时停止。
until 循环与 while 循环在处理方式上刚好相反。

until condition do command done

case
Shell case语句为多选择语句。可以用case语句匹配一个值与一个模式,如果匹配成功,执行相匹配的命令。
case需要一个esac(就是case反过来)作为结束标记,每个case分支用右圆括号,用两个分号表示break,其中“;;”不是跳出循环,是不在去匹配下面的模式
case语句格式如下:

case 值 in 模式1) command1 command2 ... commandN ;; 模式2) command1 command2 ... commandN ;; esac

跳出循环

  1. break :跳出总循环
  2. continue:跳出当前循环,继续下一次循环

定义函数

可以带function fun() 定义,也可以直接fun() 定义,不带任何参数。

  • 函数定义[ function ] funname() { action; [return int;] }
  • 参数传递
    • 调用函数: fun_name 2 3 4
    • 函数中使用:和shell取用函数相同 $n $# $* $? 或者加上{}funWithParam(){ echo "第一个参数为 $1 !" echo "第二个参数为 $2 !" echo "第十个参数为 $10 !" echo "第十个参数为 ${10} !" echo "第十一个参数为 ${11} !" echo "参数总数有 $# 个!" echo "作为一个字符串输出所有参数 $* !"} funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73 echo $? \# 判断执行是否成功
  • 函数返回值
    • return字样可存在也可不存在
    • return 只能为 return [0-255],此处的返回可作为函数执行的状态,通过$?获取的便是这个返回值
    • 如果不加return , 则默认最后一条语句的执行状态所为函数执行状态的返回值,如果最后一条语句执行成功,则$?为0,否则不为0
  • 使用函数返回值(Janusgraph图数据库官方启动服务脚本片段)
    • return返回的数字,只是作为函数执行状态的返回值,也就是接下来$?获取的值
    • 对于类似于下面的BIN=\abs_path``语句,获取的是函数体内所有的echo、printf输出组合成的一个字符串 abs_path() { SOURCE="${BASH_SOURCE[0]}" while [ -h "$SOURCE" ]; do DIR="$( cd -P "$( dirname "$SOURCE" )" && pwd )" SOURCE="$(readlink "$SOURCE")" [[ $SOURCE != /* ]] && SOURCE="$DIR/$SOURCE" done echo "test" echo "$( cd -P "$( dirname "$SOURCE" )" && pwd )" # 此函数的两个echo输出会组合成一个字符串作为下述BIN的值 }

BIN=abs_path # BIN赋值函数返回值,如果没有return,则函数中所有的echo、printf输出组合成一个字符串传入BIN
path=${BIN}/nodetool # 可直接使用

  1. #### 输入输出重定向
  2. 一般情况下,每个 Unix/Linux 命令运行时都会打开三个文件:
  3. * 标准输入文件(stdin):stdin的文件描述符为0,Unix程序默认从stdin读取数据。
  4. * 标准输出文件(stdout):stdout 的文件描述符为1,Unix程序默认向stdout输出数据。
  5. * 标准错误文件(stderr):stderr的文件描述符为2,Unix程序会向stderr流中写入错误信息。
  6. 默认情况下,command > file 将 stdout 重定向到 file,command < file 将stdin 重定向到 file。
  7. 如果希望执行某个命令,但又不希望在屏幕上显示输出结果,那么可以将输出重定向到 /dev/null:
  8. **输入重定向**
  9. 1. bash.sh < file : 将脚本的输入重定向到file,由file提供参数
  10. **输出重定向**
  11. 1. bash.sh > file : 将脚本的输出数据重定向到file中,覆盖数据
  12. 2. bash.sh >> file : 将脚本的输出数据重定向到file中,追加数据
  13. 3. command >> file 2>&1 : 将 stdout 和 stderr 合并后重定向到 file
  14. #### 读取外部输入
  15. 命令:`read arg` (脚本读取外部输入并赋值到变量上)
  16. 在shell脚本执行到上述命令时,停止脚本执行并等待外部输入,将外部输入赋值到arg变量上,继续执行脚本
  17. #### 文件引用
  18. 引用其他的文件之后,可以使用其变量、函数等等,相当于将引用的文件包含进了当前文件
  19. 两种方式:
  20. 1. **.** file_path\file_name
  21. 2. **source** file_path\file_name
  22. #### 颜色标识
  23. ```shell
  24. printf "\033[32m SUCCESS: yay \033[0m\n";
  25. printf "\033[33m WARNING: hmm \033[0m\n";
  26. printf "\033[31m ERROR: fubar \033[0m\n";

输出结果:

长句换行

在shell中为避免一个语句过长,可以使用“\”进行换行
使用“\”换行,在脚本执行过程中还是当做一行一个语句执行,不同于enter直接换行

注意:\ 前添加一个空格 。 \ 后无空格直接换行。
/mysql/bin/mysql \ -h test_host -P 000 \ -u test_user -ptest_password ;

shell操作mysql

下面案例为登录mysql,并选择操作数据库,之后进行导入数据

/mysql/mysql/bin/mysql \ -h test_host -P 000 \ -u test_user -ptest_password \ -e"use test_database; source data_faile; " # -e 代表执行sql语句

-u 用户名
-p 用户密码
-h 服务器ip地址
-D 连接的数据库
-N 不输出列信息
-B 使用tab键 代替 分隔符
-e 执行的SQL语句
退出脚本命令:exit

在退出脚本时使用不同的错误码,这样可以根据错误码来判断发生了什么错误。

在绝大多数 shell 脚本中,exit 0 表示执行成功,exit 1 表示发生错误。
对错误与错误码进行一对一的映射,这样有助于脚本调试。

命令:set -e 或者 set +e
set -e表示从当前位置开始,如果出现任何错误都将触发exit。相反,set +e表示不管出现任何错误继续执行脚本。

如果脚本是有状态的(每个后续步骤都依赖前一个步骤),那么请使用set -e,在脚本出现错误时立即退出脚本。
如果要求所有命令都要执行完(很少会这样),那么就使用set +e。

shell脚本调试

检查是否有语法错误-n:
bash -n script_name.sh
使用下面的命令来执行并调试 Shell 脚本-x:
bash -x script_name.sh
调试count_odd_number.sh 程序案例:

  1. #!/usr/bin.env bash
  2. # 用于计算数组中奇数的和
  3. # @author liyangyang
  4. # @time 2019/09/17
  5. sum=0
  6. for num in 1 2 3 4;do
  7. re=${num}%2
  8. if (( ${re} == 1 ));then
  9. sum=$[${sum}+${num}]
  10. fi
  11. done
  12. echo ${sum}

 

  1. 首先检查有无语法错误:
    bash -n count_odd_number.sh
  2. 没有输出,说明没有错误,开始实际调试:
    bash -x count_odd_number.sh
  3. 调试结果如下:
    1. + sum=0
    2. + for num in 1 2 3 4
    3. + re=1%2
    4. + (( 1%2 == 1 ))
    5. + sum=1
    6. + for num in 1 2 3 4
    7. + re=2%2
    8. + (( 2%2 == 1 ))
    9. + for num in 1 2 3 4
    10. + re=3%2
    11. + (( 3%2 == 1 ))
    12. + sum=4
    13. + for num in 1 2 3 4
    14. + re=4%2
    15. + (( 4%2 == 1 ))
    16. + echo 4
    17. 4

 

  1. 其中的输出显示了程序执行的每一步,通过观察程序执行的步骤是否满足预期从而达到调试的效果
    带有 + 表示的是 Shell 调试器的输出,不带 + 表示程序的输出。

案例:

这是es(ElasticSearch)官方启动服务的脚本,看可不可以理解吧~

  1. #!/usr/bin/env bash
  2. # CONTROLLING STARTUP:
  3. #
  4. # This script relies on a few environment variables to determine startup
  5. # behavior, those variables are:
  6. #
  7. # ES_PATH_CONF -- Path to config directory
  8. # ES_JAVA_OPTS -- External Java Opts on top of the defaults set
  9. #
  10. # Optionally, exact memory values can be set using the `ES_JAVA_OPTS`. Note that
  11. # the Xms and Xmx lines in the JVM options file must be commented out. Example
  12. # values are "512m", and "10g".
  13. #
  14. # ES_JAVA_OPTS="-Xms8g -Xmx8g" ./bin/elasticsearch
  15. source "`dirname "$0"`"/elasticsearch-env
  16. parse_jvm_options() {
  17. if [ -f "$1" ]; then
  18. echo "`grep "^-" "$1" | tr '\n' ' '`"
  19. fi
  20. }
  21. ES_JVM_OPTIONS="$ES_PATH_CONF"/jvm.options
  22. ES_JAVA_OPTS="`parse_jvm_options "$ES_JVM_OPTIONS"` $ES_JAVA_OPTS"
  23. # manual parsing to find out, if process should be detached
  24. if ! echo $* | grep -E '(^-d |-d$| -d |--daemonize$|--daemonize )' > /dev/null; then
  25. exec \
  26. "$JAVA" \
  27. $ES_JAVA_OPTS \
  28. -Des.path.home="$ES_HOME" \
  29. -Des.path.conf="$ES_PATH_CONF" \
  30. -cp "$ES_CLASSPATH" \
  31. org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch \
  32. "$@"
  33. else
  34. exec \
  35. "$JAVA" \
  36. $ES_JAVA_OPTS \
  37. -Des.path.home="$ES_HOME" \
  38. -Des.path.conf="$ES_PATH_CONF" \
  39. -cp "$ES_CLASSPATH" \
  40. org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch \
  41. "$@" \
  42. <&- &
  43. retval=$?
  44. pid=$!
  45. [ $retval -eq 0 ] || exit $retval
  46. if [ ! -z "$ES_STARTUP_SLEEP_TIME" ]; then
  47. sleep $ES_STARTUP_SLEEP_TIME
  48. fi
  49. if ! ps -p $pid > /dev/null ; then
  50. exit 1
  51. fi
  52. exit 0
  53. fi
  54. exit $?
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