Shell入门变量的使用

Posted 2021-05-15 段小宝　

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• 一、Shell脚本概述
• • 1.1 Shell脚本的概念
  • 1.2 Shell脚本应用场景
  • 1.3 Shell脚本解释器
• 二、第一个Shell脚本
• • 2.1 Shell 脚本的构成
  • 2.2 执行Shell脚本
• 三、重定向和管道符号
• • 3.1 重定向
  • 3.2 管道符号 |
• 四、Shell 变量
• • 4.1 自定义变量
  • • 4.1.1 自定义变量
    • 4.1.2 从键盘输入内容为变量赋值
    • 4.1.3 变量作用范围
    • 4.1.4 整数变量的运算
    • 4.1.5 浮点数变量的运算
    • 4.1.6 删除变量
  • 4.2 环境变量
  • 4.3 只读变量
  • 4.4 位置变量
  • 4.5 系统已经预定义的变量
• 五、实验：shell 实现多个文件压缩备份

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一、Shell脚本概述

 Shell是一个特殊的应用程序，它介于Linux内核与用户之间，负责接收用户输入的操作指令（命令）并进行解释，将需要执行的操作传递给内核执行，由内核去访问硬件，并返回执行结果。默认shell 是 /bin/bash 。

1.1 Shell脚本的概念

• 将要执行的命令按顺序保存到一个文本文件中；
• 需要给该文件可执行权限（x）；
• 可结合各种Shell控制语句以完成更复杂的操作。

总结来说就是：将命令或操作写在shell文件中，配置后能够 手动/自动执行。

1.2 Shell脚本应用场景

• 重复性操作，如重启某个服务；
• 交互性任务，如输入 y 还是 n；
• 批量事务处理，如创建几十个文件；
• 服务运行状态监控，如查看服务端口
• 定时任务执行，如凌晨两点结合crontab定时导出日志、定时查询服务状态；

1.3 Shell脚本解释器

Linux中有哪些Shell?

我们可以使用 cat /etc/shells 命令查看系统安装的shell脚本解释器。

这些shell都是依据 Linux 发行者的不同所创造出的不同版本：

• bash：基准于GNU的框架下发展出的Shell。
• csh：语法有点类似于c语言的shell。
• tcsh：整合了csh，提供更多的功能。
• sh：已经被bash所替换。
• nologin：这个shell可以让用户无法登录主机。

bash (/bin/bash）是目前大多数Linux版本采用的默认Shell。

问：为什么系统上合法的shell要写入/etc/shells这个文件呢?

• 因为系统某些服务在运行过程中，会去检查用户能够使用的Shell，检查的就是 /etc/shells 这个文件。

工作中可以使用：shell 脚本中去调用 python 脚本，也可以使用 python脚本中去调用 shell 脚本。

二、第一个Shell脚本

2.1 Shell 脚本的构成

1.脚本申明（解释器）：若第一行是：“#!/bin/bash”，表示此行以下的代码语句是通过/bin/bash程序来解释执行
#!/bin/bash为【默认解释器】。还有其它类型的解释器，比如#!/usr/bin/python、#!/usr/bin/expect。
2.注释信息：以“#”开头的语句，注意格式规范。
3.可执行语句：能够执行的 Linux 命令和表达式。

示例：
vim /root/first.sh        #新建一个脚本文件，一般脚本文件都以“.sh”结尾，方便辨识

#!/bin/bash               #用什么解释器去翻译脚本
#@Description：This is my first Shell-Script.    #注释信息
#@author: duan
#@date：2021-05-08
echo "当前的目录位置位于："           #可执行语句
pwd

新建一个脚本文件

2.2 执行Shell脚本

方法一：直接访问文件，需要可执行权限（x）

1. 刚创建一个文件后，默认是没有可执行权限的。
2. 执行 chmod +x shell文件路径，赋予执行权限。
3. 使用相对路径或绝对路径进行访问。
   
   方法二：指定Shell来解释脚本，不要求文件必须有 x 可执行权限。

sh 脚本文件路径  / bash 脚本文件路径
或
source 脚本文件路径
或
. 脚本文件路径

 注意：上图会发现使用 source 和 . 后会切换当前真实所在的目录位置，是因为这两个命令是在当前的bash shell环境中执行shell文件中内容的，相当于把cd 命令拿出来执行。而直接访问和sh、bash 是在脚本文件中的shell环境中执行的shell文件中的内容的，只是把结果拿出来展示而已。是不同的环境。

三、重定向和管道符号

3.1 重定向

交互式硬件设备

• 标准输入：从该设备接收用户输入的数据，从右到左；
• 标准输出：通过该设备向用户输出数据，从左到右；
• 标准错误：通过该设备报告执行出错信息。

类型	设备文件	文件描述编号	默认设备
标准输入	/dev/stdin	0	键盘
标准输出	/dev/stdout	1	显示器
标准错误输出	/dev/stderr	2	显示器

输出默认是输出到屏幕上，可以通过重定向输出到文件中。

重定向操作

类型	操作符	用途
重定向输入	<	从指定的文件读取数据
重定向输出	> >>	将标准输出结果保存到指定的文件，并且 覆盖 原有内容; 将标准输出结果 追加 到指定的文件的尾部
标准错误输出	2> 2>>	将错误信息保存到指定的文件，并且 覆盖 原有内容; 将错误信息 追加 到指定的文件的尾部，不覆盖原有内容
混合输出	&> &>> 2>&1	将标准输出、标准错误 保存 到同一文件中; 将标准输出、标准错误 追加 到同一文件中; 将标准错误输出重定向到标准输出

操作实例：

 我们在执行一些命令的时候会输出 命令执行的结果，我们可以使用 Linux 中的 黑洞文件 /dev/null 来 取消提示（丢弃掉提示信息）。

再比如：

ls -lh > log.txt 2>&1  
等同于 
ls -lh &> log.txt

本来ls -lh 直接输出的屏幕（等同于1指定屏幕）；
1指向log.txt，是将标准输出结果保存到log.txt ；
执行2>&1后，2指向1，而1指向log.txt,因此2也指向了log.txt，是将标准错误输出定义到标准输出信息中 
#标准输出到文件中，错误输出执行标准输出，将标准输出、标准错误 添加 到同一文件中

3.2 管道符号 |

• 管道符号 “|” 是将 左侧的命令输出的结果，作为右侧命令的输入（处理对象）；
• 同一行命令中可以使用多个管道。

如：ls | wc -l

四、Shell 变量

1、变量的作用

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

2、变量的类型

类型	解释
自定义变量	由用户自己定义、修改和使用
环境变量	由系统维护，全局生效，设置工作环境属性
位置变量	通过命令行给脚本程序传递参数
预定义变量	Bash中内置的一类变量，不能直接修改

4.1 自定义变量

4.1.1 自定义变量

• 变量命名规则：字母数字下划线组成，只能以字母或下划线开头，区分大小写。格式：变量名=变量值

• 查看变量的值，格式：echo $变量名

示例：
NAME=Python   #将右边的变量值赋予左边
VERSION=4.0      #VERSION=4.0

echo $NAME
echo $NAME $VERSION
echo ${NAME} ${VERSION}  #建议使用${} 表示变量名。 

变量赋值时，使用引号的注意点：

• 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， 反撇号 和 $(…) 作用相同

4.1.2 从键盘输入内容为变量赋值

使用 read 命令获取输入内容。

格式：read [选项] [选项值] 变量名

如：

read -p "请输入姓名：" NAME
#-n 后跟一个数字，定义输入文本的长度
read -n 5 -p "请输入英文名：" EN_NAME  #输入五个字母后自动结束该行输入
#-t 后面跟秒数，定义输入字符的等待时间。
read -t 10 -p "请输入年龄：" AGE  #无操作十秒后自动结束该行输入

或者在shell文件中写，然后访问这个文件，输入信息：
vim peopleMes.sh

4.1.3 变量作用范围

• 默认情况下，新定义的变量只在当前的Shell环境中有效，因此称为 局部变量。当进入子程序或执行 bash命令 进入新的Shell环境时，之前定义的局部变量将无法再使用。
• 可以通过内部命令 export 将指定的变量导出为 全局变量，使用户定义的变量在所有的Shell环境中能够使用。

 按Ctrl＋D组合键或输入 exit 命令退出子Shell环境，并在子环境下测试设置的全局变量是否生效。

 使用 pstree 查看当前bash环境。

设置全局变量
格式1：export 变量名
格式2：export 变量名=变量值

4.1.4 整数变量的运算

expr 表达式：

• expr 只支持整数运算，浮点数不支持；
• 表达式的运算符号与数值之间 需要使用空格隔开；
• 只有 expr表达式中的 () 和 *需要使用转义符，如: \\( 1 + 2 \\) \\* 3

格式：expr 变量1 运算符 变量2 [运算符 变量3]

常用运算符：
+     加法
-     减法
\\*    乘法（*代编其他意思，所以需要使用转义符 \\* 表示乘法）
/     除法
%     取余

a=`expr 1 + 1 ` #将1+1=2 的值给变量 a

例子：

其他常用运算：

$[表达式]

常用的运算表达式：
echo $((10 / (1+1)))
echo $[10 / (1+1)]
let i=12*5

相关概念补充：
i++ 相当于 i=$[$i+1]
i-- 相当于 i=$[$i-1]
i+=2 相当于 i=$[$i+2]

4.1.5 浮点数变量的运算

bash 不支持浮点运算，如果需要进行浮点运算，需要借助 bc, awk 处理

bc 运算

格式：bc [选项] [参数]     #这里的参数指的是文件
#很多时候使用管道符使用bc命令

直接使用 bc 命令

结合管道符号使用

awk 运算

4.1.6 删除变量

使用 unset 变量名删除变量，只读变量无法删除。

4.2 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；
• 使用 env 命令查看工作环境下的已存在环境变量；
• 全局配置文件为 /etc/profile，在此文件中定义的变量作用于所有用户；
• 用户自己的配置文件为**～/.bash_profile**，此文件定义的变量仅作用于当前用户。

执行 env 命令后，能看到常用环境变量，比如：

• USER：表示用户名称
• HOME：表示用户的宿主目录
• LANG：表示语言和字符集
• PWD：表示当前所在的工作目录
• PATH：表示可执行程序的默认搜索路径

查看环境变量：echo $环境变量名

实验：将一个脚本文件添加到环境变量中：

vim peopleMes.sh

echo $PATH					#查看当前搜索路径
PATH="$PATH:/root/"			#将/root目录添加到搜索路径
export PATH="$PATH:/root"	#输出为全局环境变量
peopleMes.sh  #在当前shell的任何目录中都能执行这个shell文件了

目前设置只是临时生效，重启操作系统之后 PATH 就会还原，如果想要重启后仍然生效，需要 追加到 /etc/profile 或 ～/.bash_profile 文件中，单引号不识别 $ 符号，当字符串添加进去：

比如我的shell文件在 /root 目录下

可以使用，. /etc/profile 或 source /etc/profile , 重新激活这个文件中的命令。

4.3 只读变量

• 变量值不允许被修改、不能被取消；
• 使用 readonly 命令设置只读变量。
• 取消只读需要重启系统
  

4.4 位置变量

位置变量是系统自带的。

当执行命令行操作时，第一个字段表示命令本身，其余参数按照 从左到右的顺序依次赋值给位置变量。

格式：$n #n为数字，
$0代表命令本身；
$1-$9代表带一个到第九个参数；
十以上的参数需要使用大括号表示，比如第十个参数为${10}，不然会有歧义，会识别成 $1+0，0会被当成字符串

记得要给脚本可执行权限！！！

4.5 系统已经预定义的变量

位置变量也是。

$*、$@：表示命令或脚本要处理的参数。
$*：把所有参数看成以空格分隔的一个字符串整体，表示： "$1 $2 $3 $4"。
$@：把各个参数加上双引号分隔成n份的参数列表，每个参数是独立的，表示："$1" "$2" "$3" "$4"。

$0：表示当前执行的脚本或命令的名称。
$#：表示命令或脚本要处理的参数的个数。	
$?：表示前一条命令或脚本执行后的返回状态码，返回值为0表示执行正确，返回任何非0值均表示执行出现异常。
$?也常被用于Shell脚本中return退出函数并返回的退出值。

其他预定义变量

五、实验：shell 实现多个文件压缩备份

思路，将多个文件名通过预定义变量传入到shell文件中。

此时opt目录下有三个文件了

将 abc.txt passwd shadow 添加到备份文件。
vim myback.sh