Shell脚本应用

Posted 2022-05-20

随着Linux系统在企业中的应用越来越多，服务器的自动化管理也变得越来越重要。在Linux服务器的自动化维护工作中，除了计划任务的设置以外，Shell脚本的应用也是非常重要的一部分。作为Linux系统运维工程师，必须得要掌握Shell脚本的基本知识和编写及使用。

shell脚本基础

在一些复杂的Linux维护工作中，大量重复性的输入和交互操作不仅费时费力，而且容易出错，而编写一个恰到好处的Shell脚本程序，可以批量处理、自动化地完成一些列维护任务，大大减轻管理员的负担。

一、编制shell脚本

Linux系统中的Shell脚本是一个特殊的应用程序，它介于操作系统内核与用户之间，充当了一个“翻译官”的角色，负责接收用户输入的操作指令并进行解释，将需要执行的操作传递给内核执行，并输出执行结果。如图：

Linux系统中常见的shell解释程序有很多种，使用不同的shell脚本时，其内部指令、命令提示灯方面会存在一些区别。

[root@localhost ~]# cat /etc/shells                //查看当前系统支持哪些shell
* /bin/sh
* /bin/bash
* /sbin/nologin
* /usr/bin/sh
* /usr/bin/bash
* /usr/sbin/nologin
* /bin/tcsh
* /bin/csh
[root@localhost ~]# /bin/sh                   //切换shell
sh-4.2# exit                                           //返回上一层shell
[root@localhost ~]# 

/bin/bash是目前大多数Linux版本采用的默认shell脚本。

shell脚本：简单来说就是把在命令行执行的命令按顺序存放在一个文本文件中，赋予其可执行权限。那么这个文本文件就可称为一个脚本。比如：

[root@localhost ~]# cd /
[root@localhost /]# pwd
/                                                                     //这是两条命命输出的结果
[root@localhost ~]# vim a.sh                        //编写为本文件，以“.sh”结尾只是为了让别人知道这是一个脚本。
cd /
pwd
[root@localhost ~]# chmod +x a.sh              //服务文本文件可执行的权限
[root@localhost ~]# ./a.sh            
/                                                                     //查看脚本的执行结果和命令行执行的结果是一样

执行脚本的方法：

1. “./”：（相对或绝对路径）这种方法脚本必须得需要可执行权；
2. sh：通过/bin/sh来解释脚本；
3. source或“.”：内部命令来加载脚本中的内容。
   前两种方法是在子shell中执行；第三种方法是在当前shell中执行！

二、重定向与管道操作

由于shell脚本的“批量处理”的特殊性，其大部分操作过程以静默的方式运行，不需要用户干预。因此学会提取、过滤执行信息变得十分重要。

1.重定向操作

用户通过操作系统处理信息的过程中，包括三类交互设备文件：

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

重定向的类型分为：

2.管道操作

管道符的作用就是将左侧的命令输出结果，作为右侧命令的处理对象。比如：

[root@localhost ~]# df -hT | grep "/$" | awk ‘print $6‘
26%
//提取根分区（/）的磁盘使用率信息

三、shell变量

各种Shell环境中都使用到了“变量”的概念。Shell变量用来存放系统和用户需要使用的特定参数（值），而且这些参数可以根据用户的设定或系统环境的变化而相应变化。通过适当地使用变量，Shell程序能够提供更加灵活的功能，适应性更强。

Linux系统下常见的四种变量：

1.自定义变量

自定义变量是由系统用户自己定义的变量吗，只在用户自己的Shell环境中有效，因此，也有人称为本地变量。在编写Shell脚本程序是，用户通常会设定一些特定的自定义变量，以适应程序执行过程中各种变化，以满足不同的需求。

1）定义新的变量
定义变量的基本格式“变量名=变量值”，等号两边不允许有空格。变量名称需要以字母或下划线开头，名称中不要包含特殊字符（比如：+、-、*、/、……？、&、%等）。比如：

[root@localhost ~]# product=php
[root@localhost ~]# version=7.3.1

2）查看和引用变量
通常在变量名称前添加前导符“$”，可以引用一个变量的值。比如：

[root@localhost ~]# echo $product
php
[root@localhost ~]# echo $product $version
php 7.3.1

当变量名称容易和紧跟其后的其他字符相互混淆时，需要使用“”将变量括起来，否则将报错。比如：

[root@localhost ~]# echo $product1234                   //没有找到“product1234”这个变量
[root@localhost ~]# echo $product1234                //正确输出变量和字符
php1234

3）变量赋值的特殊操作

1.双引号（" "）：双引号主要起界定字符串的作用，特别是当要复制的内容中包含空格是，必须以双引号括起来，其他情况双引号可以省略。比如：

[root@localhost ~]# Python=python 2.3.7
bash: 2.3.7: 未找到命令...
[root@localhost ~]# python="python 2.3.7"
[root@localhost ~]# echo $python
python 2.3.7

双引号还允许通过$符号引用其他变量值，比如：

[root@localhost ~]# SQL="SQLServer $version"
[root@localhost ~]# echo $SQL
SQLServer 1.2.3

2.单引号（‘ ‘）：禁止引用其他变量值，$视为普通字符，单引号中的特殊符号都将视为普通字符，比如：

[root@localhost ~]# SQLServer=‘SQLserver $version‘
[root@localhost ~]# echo $SQLServer
SQLserver $version

3.反撇号（ ）：主要用于命令替换，允许将执行某个命令的屏幕输出结果赋值给变量。反撇号括起来的内容必须是可以执行的命令，否则将出错。比如：

[root@localhost ~]# ls -lh `which systemctl`
-rwxr-xr-x. 1 root root 623K 11月  7 2016 /usr/bin/systemctl

注意：使用反撇号难以子啊一行命令中实现嵌套命令替换操作，这时可以使用“$()”来替代反撇号操作，解决嵌套问题。比如：

[root@localhost ~]# rpm -qc $(rpm -qf $(which useradd))
/etc/default/useradd
/etc/login.defs
//查询提供useradd命令程序的软件包所安装的配置文件位置

4.大括号（）：用来分割变量和字符；如果在变量后还有其他字符，就需要使用“”，中是变量。

4）read命令

read命令可以使从键盘输入的内容为变量赋值，比如：

[root@localhost ~]# read abc
/opt/backup                                //输入给变量abc所赋的值
[root@localhost ~]# echo $abc
/opt/backup                               //查看结果 

为了使交互式操作的界面更加友好，提高易用性，read命令可以加“-p”选项来设置提示信息，以便告知用户应该输入什么内容等。比如：

[root@localhost ~]# read -p "请指定存放的目录：" abcd
请指定存放的目录：/opt/backup
[root@localhost ~]# echo $abcd
/opt/backup

5）设置变量的作用范围
默认情况下，新定义的变量只能在当前Shell环境中有效，因此称为局部变量；当进入子程序或者新的Shell时，局部变量将不能使用。比如：

[root@localhost ~]# echo "$SQL $version"
SQLServer 1.2.3 1.2.3
[root@localhost ~]# /bin/sh                                   //切换一个Shell环境
sh-4.2# echo "$SQL $version"                             //找不到这样的变量
sh-4.2# exit                                                         //返回上一个Shell
[root@localhost ~]#

为了使用户定义的变量可以在所有Shell环境中继续使用，减少重复的工作，可以通过内部命令export将指定的变量导出为全局变量。用户可以同时指定多个变量名称作为参数（无需使用“$”符），变量之间用空格分割即可！

[root@localhost ~]# export SQL version
[root@localhost ~]# /bin/sh
sh-4.2# echo "$SQL $version"
SQLServer 1.2.3 1.2.3
//测试成功

6）数值变量的运算
在Bash Shell环境中，只能进行简单的整数运算，不支持小数运算。数值运算主要是通过内部命令expr进行。
常用的变量：

• 加法运算：+
• 减法运算： -
• 乘法运算： *
• 除法运算： /
• 求模（取余）运算： %

比如：

[root@localhost ~]# x=35
[root@localhost ~]# y=16
[root@localhost ~]# expr $x + $y
51
[root@localhost ~]# expr $x - $y
19
[root@localhost ~]# expr $x \* $y
560
[root@localhost ~]# expr $x / $y
2                                                         //只取整数
[root@localhost ~]# expr $x % $y
3

2.环境变量

环境变量指的处于运行需要由Linux系统提前创建好的一类变量。环境变量的值由Linux系统自动维护，会随着用户状态的改变而改变。
使用env命令可以查看当前的所有环境变量，以便了解各个变量的用途！
在Linux系统中，环境变量的全局配置文件为/etc/profile，在此文件中定义的变量作用域所有用户。每个用户也有自己的环境变量配置文件（~/.bash_profile）。

3.位置变量

当执行命令行操作时，第一个字段表示命令字或脚本程序名，其余的字符串按照从左到右的顺序依次赋值给位置变量。
位置变量也称为位置参数，使用$1、$2…$8、$9表示。比如：

[root@localhost ~]# vim 123.sh
#!/bin/bash                                      //声明使用何种Shell
SUM=`expr $1 + $2`
echo "$1 + $2=$SUM"
[root@localhost ~]# chmod +x 123.sh
[root@localhost ~]# ./123.sh 12 34              //$1为12、$2为34时
12 + 34=46

4.预定义变量

预定义变量是由Bash程序预先定义好的一类特殊变量，用户不可修改，预定义变量的格式：

• $#：命令行中位置变量的个数
• $*：所有位置变量的内容
• $?：上一条命令执行后返回的状态，当返回状态值为0时表示执行正常，非0值表示执行异常或出错
• $0：当前执行的进程/程序名

建议写在脚本中的命令，应先在命令行，执行完成确认结果之后，再写入脚本中。第一次编写脚本，可能会麻烦一些，当脚本编写完成之后，以后再有类似的需求，直接运行脚本即可！