什么是shell脚本和简单shell脚本练习

什么是shell脚本和简单shell脚本练习

什么是shell脚本

什么是shell脚本呢(shell script，程序化脚本)呢？就字面上的意义，我们将它分为两部分。对于【shell】部分，我们在这篇博客记录过：https://blog.csdn.net/qq_52089863/article/details/130296403

就是在命令行下面让我们与系统沟通的一个工具接口。那么【script】是啥？字面意思就是【脚本、剧本】的意思。整句话来说shell脚本就是利用shell的功能所写的一个【程序】，这个程序是使用纯文本文件，将一些shell的语法与命令(含外部命令)，写在里面，搭配正则表达式、管道命令与数据流重定向等功能，达到我们所想要处理的目的。

shell脚本可以简单地被看成批处理文件，也可以被说成是一个程序文件，且这个程序语言由于都是利用shell与相关工具命令，所以不需要编译即可执行。此外，它还拥有不错的除错(debug)工具，能够帮助系统管理员快速地管理好主机。

为什么要学习shell脚本

为什么要学习shell脚本呢，如果你不从事IT工作，只想要【会用】Linux而已，那么不需要学shell脚本也无所谓。但是，如果你是真的想要玩明白Linux，那么shell脚本肯定要学，因为shell脚本给我带来以下好处：

1. ==自动化管理：==Shell脚本可以帮助管理员自动化管理一些重复性的任务，例如备份数据、批量修改文件、自动化部署等，从而提高工作效率和减少错误。
2. ==系统管理：==Shell脚本可以帮助管理员进行系统管理，例如监测系统性能、管理进程、设置定时任务等。
3. ==脚本编写：==Shell脚本是一种非常简单易懂的编程语言，掌握Shell脚本可以帮助开发人员快速编写一些小型脚本程序，例如数据处理、文本解析等。
4. ==维护脚本：==在Linux系统中，很多应用程序都是通过脚本来启动和停止的，例如Apache、MySQL等，因此掌握Shell脚本可以帮助管理员更好地维护这些应用程序。
5. ==调试程序：==Shell脚本是一种非常容易调试的编程语言，可以帮助开发人员快速定位程序中的错误并进行修复。

总之，学习Shell脚本对于Linux系统管理员和开发人员来说是非常重要的，可以帮助他们更好地进行系统管理和脚本编写，从而提高工作效率和减少错误。

第一个脚本编写与执行

shell脚本其实就是纯文本文件，我们可以编辑这个文件，然后让这个文件来帮我们一次执行多个命令，或是利用一些运算与逻辑判断来帮我们完成某些功能。在shell脚本的编写中需要注意下面的事项：

1. 命令是从上而下、从左向右地分析执行
2. 命令、选项与参数间的多个空格都会被忽略掉
3. 空白行也将被忽略掉，并且【TAB】按键所产生的空白行视为空格键
4. 如果读取到一个Enter符号，就尝试开始执行该行(或该串)命令
5. 至于如果一行内容太多，则可以用【\Enter】来扩展至下一行
6. 【#】可作为注释，任何加在#后面的数据将全部视为注释文字

这样一来，我写的脚本程序，就会被一行一行地执行，现在我们假设你写的这个程序文件名是/home/csq/shell.sh 那如何执行这个文件呢？

• 直接命令行执行：shell.sh 文件必须要具备可读与可执行的权限(rx)，然后：
  • 绝对路径：使用/home/csq/shell.sh 来执行命令
  • 相对路径：假设工作目录在/home/csq下，则使用【./shell.sh】来执行
  • 变量【PATH】功能：通过【bash shell.sh】或【sh shell.sh】来执行

重点就是让shell.sh文件必须要具备可读与可执行的权限才行

那么【sh shell.sh】也可以执行？这是因为/bin/sh其实就是/bin/bash(链接文件)，使用sh shell.sh就是告诉系统，我想要直接以bash的功能来执行shell.sh 这个文件内相关命令的意思。所以说只要你shell.sh具有可读可执行的权限，就能用 sh 的参数。

如上图 sh 指向 bash，如果不懂链接文件，可以自行查阅软硬链接的使用。

编写第一个脚本

学过语言的都知道一开始学都是从输出【Hello World】开始的，我们可以编一个输出Hello world的shell脚本：

[root@localhost ~]# mkdir shelldir ; cd shelldir
[root@localhost shelldir]# vim hello.sh
#!/bin/bash
# 程序说明:
#    在屏幕上输入你好世界
# 时间：
# 2023/04/27    csq
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin:~/shelldir
export PATH
echo -e "Hello World! \a \n"
exit=0

1. 第一行 #!/bin/bash 在声明这个使用的shell名称

因为我们使用的是bash，所以，必须要以【#!/bin/bash】来声明这个文件内使用bash的语法。这样【#!】开头的行被称为shebang行。那么当这个程序被执行时，它就能够加载bash的相关环境配置文件(这个文件一般来说是~/.bashrc)，并且执行bash来使我们下面的命令能够执行。这很重要，在很多错误的情况中，如果没有设置好这行，那么该程序可能会无法执行，因为系统可能无法判断该程序需要声明shell来执行。

2. 程序说明内容

整个脚本当中，除了第一行【#!】是用来声明shell之外，其他的 # 都是【注释】用途。所以上面的程序当中，第二行以下就是用来说明整个程序的基本数据。一般来说，建议你一定要养成习惯，说明该脚本的：(1)内容与功能(2)版本信息(3)作者联络方式(4)建文件日期(5)历史记录等等，这样有助于未来程序的改写与调试。(建议大家注释使用英文注释主要原因是为了兼容性和可移植性)，下面案例的注释部分我写成中文方便阅读

3. 主要环境变量的声明

建议务必要将一些重要的环境变量设置好，PATH与LANG(如果有使用到输出相关的信息时)是当中最重要的。如此一来，我们这个程序在进行时，可以直接执行一些外部命令，而不必写绝对路径。

4. 主程序部分

将主要的程序写好即可，在这个例子当中，就是echo 那一行

5. 执行结果告知(定义返回值)

一个命令的成功与否，可以使用$?这个变量来观察？那么我们也可以利用exit这个命令来让程序中断，并且返回一个数值给系统。在此例中，使用exit 0，代表退出脚本并且返回一个0给系统，所以我执行完这个脚本后，若接着执行echo $? 则得到0的值。

接下来执行一下写的脚本

[root@localhost shelldir]# sh hello.sh 
Hello World!  

你会看到屏幕上已经输出了【Hello World!】 ，而且应该还会听到【咚】一声，这是因为\a 的这个转义字符，\a表示响铃字符，不过echo必须加上 -e的选项才行。

简单的shell脚本练习

练习会用到 date，echo，以及，bc命令如果不了解可以参考这篇博客
https://blog.csdn.net/qq_52089863/article/details/130422168?spm=1001.2014.3001.5501

简单案例

交互式脚本：变量内容由用户决定

很多时候我们需要用户输入一些内容，好让程序可以顺利运行。大家应该都有安装过软件的经验，安装的时候，它不是会问你【安装到哪个目录去】吗？那个让用户输入数据的操作，就是让用户输入变量内容。

请你以read命令的用途，编写一个脚本，它可以让用户输入：1. first name 2. last name 最后在屏幕上显示：【Your full name is】的内容：

[root@localhost shelldir]# vim showname.sh
#!/bin/bash
# 程序说明：
#         用户输出自己的外号和全名，程序会输出用户的外号和全名是什么
# 时间：
# 2023/04/27    csq
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin:~/shelldir
export PATH
read -p "Please input your nickname:" nickname
read -p "Please input your full name:" fullname
echo -e "\nYour nickname is:${nickname}\nYour full name is:${fullname} \a " 

执行结果如下，你能够发现用户自己输入的变量可以让程序所使用，并且将它显示到屏幕上。

[root@localhost shelldir]# sh showname.sh 
Please input your nickname:xiaopang
Please input your full name:csqYour nickname is:xiaopang
Your full name is:csq 

随日期变化：利用date建立文件

假设我的服务器内有数据库，数据库每天的数据都不太一样，因此当我备份时，我希望每天的数据备份成不同的文件名，这样才能让旧的数据也能够保存下来不被覆盖。应该怎么做呢？

考虑到每天的【日期】并不相同，所以将文件取成类似backup.2023-04-27.data，就可以每天一个不同的文件名了，那么2023-04-27怎么来呢？这就是重点。接下来出一个相关的例子：假设我想要建立三个空文件(通过touch)，文件名最开头由用户输入决定，假如用户输入filename，而今天的日期是2023/04/27，我想要以前天、昨天、今天的日期来建立这些文件，即filename_2023/04/25、filename_2023/04/26、filename_2023/04/27，那该如何是好？

[root@localhost shelldir]# vim create_3_filename.sh
#!/bin/bash
# 程序说明：
#     程序创建三个文件，根据用户输入和日期命令命名
# 时间：
# 2023/04/27  csq
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin:~/shelldir
export PATH
# 1.让使用者输入文件名称，并取得fileuser这个变量
echo "I will use 'touch' command to create three files"  # 显示信息
read -p "Please input your filenames:" fileuser          # 提示使用者输入
# 2.为了避免使用者随意按Enter，利用变量功能分析文件名是否设置？
filename=${fileuser:-"filename"}                         # 开始判断有否配置文件
# 3.利用date命令来取得所需要的文件名了
date1=$(date --date='2 days ago' +%Y%m%d)                # 前两天的日期
date2=$(date --date='1 days ago' +%Y%m%d)                # 前一天的日期
date3=$(date +%Y%m%d)                                    # 今天的日期
file1=${filename}${date1}                               # 下面三行配置文件名
file2=${filename}${date2}
file3=${filename}${date3}
touch "${file1}"                                      # 下面三行创建文件
touch "${file2}"
touch "${file3}"
echo -e "\n" 
ls -al "\n${fileuser}"*                                 # 查看创建的文件
echo -e "\a"

执行结果如下

[root@localhost shelldir]# sh create_3_filename.sh 
I will use 'touch' command to create three files
Please input your filenames:lll-rw-r--r--. 1 root root 0 4月  27 18:06 lll20230425
-rw-r--r--. 1 root root 0 4月  27 18:06 lll20230426
-rw-r--r--. 1 root root 0 4月  27 18:06 lll20230427

数值运算：简单的加减乘除

我们在之前的博客中写过declare来定义变量类型，当变量定义成为整数后才能够进行加减运算。此外我们也可以利用【$((计算式))】来进行数值运算。可惜的是bash shell里面默认仅支持到整数的数据而已。例如：我们要让用户输入两个变量，然后将两个变量的内容相乘，最后输出相乘的接管，那可以怎么做呢？

[root@localhost shelldir]# vim chengfa.sh 
#!/bin/bash
# 程序说明：
#         用户输入2个整数；计算两个数字的乘积
# 时间：
# 2023/04/27  csq
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin:~/shelldir
export PATH
read -p "Please input No.1 int:" onenumber
read -p "Please input NO.2 int:" twonumber
product= $((${onenumber}*${twonumber}))
echo -e "\nproduct is ${product} \a"

执行结果

[root@localhost shelldir]# sh chengfa.sh 
Please input No.1 int:999
Please input NO.2 int:888product is 887112 

在数值运算上面可以使用【declare -i product=${onenumber}*${twonumber}】，也可以使用上面的方式来进行。比较建议使用这种方法

var=$((运算内容))

这种方法很容易记忆。未来你可以使用这种方式来计算。至于数值运算上的处理，则有+、-、*、/、%等。%是取余的，举例来说，15对7取余数，结果就是15=2*7+1，所以余数就是1

[root@localhost shelldir]# echo $((15 % 7))
1

如果你要计算含有小数点的数据时，其实可以通过bc这个命令的协助

[root@localhost shelldir]# echo "123.456*789.123" | bc
97421.969

数值运算：通过bc计算Pi(圆周率)

其实计算Pi，小数点以下位数可以无限地扩展下去，而bc提供了一个运算Pi的函数，要使用该函数必须通过bc -l来调用才行。也因为这个小数点的位数可以无限扩展运算的特性存在，所以我们可以通过下面这个小脚本来让用户输入一个【小数点位】，让Pi能够更准确

[root@localhost shelldir]# vim cal_pi.sh
#!/bin/bash
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin:~/shelldir
export PATH
echo -e "This program will calculate pi value.\n"
echo -e "Your should input a float number to calculate pi value.\n"
read -p "The scale number (10~10000) ?" checking
num=${checking:-"10"}            # 判断是否有输入数值，如果没有默认输入10
echo -e "Starting calcuate pi value . Be patient.\n"
time echo "scale=${num}; 4*a(1)" | bc -lq

上述数据中，那个4*a(1) 是bc主动提供的一个计算Pi的函数，至于scale就是要bc计算几个小数点位数的意思。scale的数值越大，代表Pi要被计算得越精确，当然用掉的时间就会越多。因此，你可以尝试输入不同的数值看看，不过最好不要超过5000，因为会算很久。会让COU达到高负载的状态。

脚本的执行方式差异(source、sh script、./script)

不同的脚本执行方式会造成不一样的结果，尤其对bash的环境影响很大。脚本的执行除了前面使用的【sh script】 以外还可以利用 【source 】或小数点【.】来执行。那么这些执行方式有何不同呢？

利用直接执行的方式来执行脚本

当使用直接命令执行(不论是绝对路径/相对路径还是${PATH}内)，或是利用bash(或sh)来执行脚本时，该脚本都会使用一个新的bash环境来执行脚本内的命令。也就是说，使用这种执行方式时，其实脚本是在子进程的bash内执行的。在之前的博客写过 export 功能，在里面写过子进程和父进程概念性的问题，重点在于【当子进程完成后，在子进程内的各项变量或操作会结束而不会传回到父进程中】

我们使用上面缩写的showname.sh脚本做个实验，这个脚本可以让用户设置两个变量，分别是firstname与lastname。想一想，如果你直接执行该行命令，该命令帮你设置的firstname会不会生效呢？

[root@localhost shelldir]# echo ${nickname} ${fullname}<==两个变量并不存在
[root@localhost shelldir]# sh showname.sh 
Please input your nickname:xiaopang       # 这里是用户自己输入的变量
Please input your full name:csqYour nickname is:xiaopang                 # 脚本运行成功，这两个变量有效
Your full name is:csq  
[root@localhost shelldir]# echo ${nickname} ${fullname}<== 事实上，这两个变量在父进程的bash中还是不存在的

上面的结果很奇怪，怎么我已经利用showname.sh设置号的变量竟然在bash环境下面无效。我们以下图说明

当你使用直接执行的方法来处理时，系统会给予一个新的bash让我们来执行showname.sh 里面的命令，因此你的nickname和fullname等变量其实是在下图的子进程bash内执行的，当showname.sh执行完毕后，子进程bash内的所有数据便被删除，因此【echo ${nickname} ${fullname}】时，就看不到任何东西了。

利用source来执行脚本：在父进程中执行

如果你使用source 来执行命令那就不一样了，同样的脚本我们来执行看看

[root@localhost shelldir]# source showname.sh 
Please input your nickname:xiaopang
Please input your full name:csqYour nickname is:xiaopang
Your full name is:csq  
[root@localhost shelldir]# echo ${nickname} ${fullname}
xiaopang csq     # 有数据产生了！

竟然生效了，没错因为source对脚本的执行方式可以使用下面的图例来说明，showname.sh会在父进程中执行，因此各项操作都会在原本的bash内生效。这也是为啥你不注销系统而要让某些写入~/.bashrc的设置生效时，需要使用【source ~/.bashrc】而不能使用【bash ~/.bashrc】。