shell脚本的编程规范与变量

一、shell 脚本概述

1.1 shell脚本的概念

shell脚本就是说我们]把原来 linux 命令或语句放在一个文件中，然后通过这个程序文件去执行时，我们就说这个程序为 shell 脚本或 shell 程序;

我们可以在脚本中输入系统的命令以及相关的语法语句组合，比如变量，流程控制语句等，把他们有机结合起来就形成了一个功能强大的 shell 脚本

总结: 将需要执行的命令保存到一个文件中，按照顺序执行，它不需要编译，是解释型的

1. 将要执行的命令按顺序保存到一个文本文件
2. 给该文件可执行权限
3. 可结合各种Shell控制语句以完成更复杂的操作

1.2 Shell脚本应用场景

1. 重复性操作
2. 交互性任务
3. 批量事务处理
4. 服务运行状态监控
5. 定时任务执行

在需要完成大量复杂、重复性的工作时，不需要在命令行重复执行命令，直接运行 shell 脚本即可，大大的节省了时间提高了效率

1.3 shell 的作用

作用：命令解释器，翻译官
介于系统内核与用户之间，负责解释命令行

Linux系统中的 shell 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"命令解释器"的角色，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，并输出执行结果。

1.4 用户登录的 shell

常见的 shell 解释器程序有很多种，使用不同的 shell 时，其内部指令、命令行提示符等方面会存在一些区别。通过 /etc/shells 文件可以了解当前系统所支持的 shell 脚本种类。

[root@localhost ~]# cat /etc/shells
/bin/sh ###是bash命令的软链接（已经被/bin/bash所替代）
/bin/bash ###基准于GNU的框架下发展出的shell
/usr/bin/sh ###已经被bash所替换
/usr/bin/bash ###centos和redhat系统默认使用bash shell
/bin/tcsh ###csh的增强版，与csh完全兼容 整合了csh，提供更多的功能
/bin/csh ###已经被/bin/bash所替换（整合c shell，提供更多的功能）注：nologin 奇怪的shell，这个shell可以让用户无法登录主机


为什么系统上合法的Shel1要写入 /etc/shells 这个文件
因为系统某些服务运行过程中，会去检查用户能够使用的 shells，而这些 shell 的查询就是借由 /etc/shells 这个文件

用户什么时候可以取得shell来工作?用户默认会取得哪一个shell?
当用户登录的时候，系统就会给用户一个 shell 让用户来用，而这个登录取得的 shell 就记录在 /etc/passwd 这个文件内

不同的 shell 具备不同的功能， shell 还决定了Linux中默认的 shell 是 /bin/bash ，流行的shell有ash、bash、 ksh、csh、zsh等，不同的shell都有自己的特点以及用途

目前大多数linux系统默认使用的是bash

shell，默认登陆 shell 是 /bin/bash，可以查看 /etc/passwd 文件里注明这个 shell 是针对用户而言的，可以查看 /etc/passwd 里面的最后的字段使用的是哪个 shell，如果想要修改可以用 chmod -s 或者 chsh -s 来重新指定

1.5 shell 脚本的作用

1. 自动化完成软件的安装部署，如安装部署LAMP架构服务
2. 自动化完成系统的管理，如批量添加用户
3. 自动化完成备份，如数据库定时备份
4. 自动化的分析处理，如网站访问量

二、shell 编程规范

2.1 shell 脚本的构成

第一行为 "#!/bin/bash” ,脚本申明（默认解释器)：
表示此行以下的代码语句是通过 /bin/bash 程序来执行。
还有其他类型的解释器，比如#!/usr/ bin/python、#!/usr/bin/expect
注释信息:以"#“开头的语句表示为注释信息，被注释的语句在脚本运行时不会被执行可执行语句:如echo命令，用于输出"“之间的字符串


示例：

[root@localhost ~]# vim first.sh ###使用vim 文本编辑器#!/bin/bash ###脚本解释器
cd /boot
echo "当前目录位于：" ###Linux输出命令
pwd ###Linux命令
echo "其中以vml开头的文件包括："
ls -lh vml*

创建 shell 程序的步骤
第一步: 创建一个包含命令和控制结构的文件。

第二步: 修改这个文件的权限使它可以执行#使用chmod +x test.sh（不修改权限也可以）

第三步: 检测语法错误

第四步: 执行 ./first.sh (不修改权限可以使用 bash first.sh 或 sh first.sh)

2.2 shell 脚本执行方式

shell 脚本的执行通常有以下几种方式：

方法一:当前路径（决定路径与相对路径）下执行脚本（要有执行权限)
/home/first.sh 或者 ./first.sh


方法二:sh、bash脚本文件路径（这种方式可以不对脚本文件添加执行权限)
bash first.sh 或 sh first.sh


方法三: source 脚本文件路径(可以没有执行权限)
source first.sh


方法四:其他方法
sh .sh 或者 cat first.sh |sh (bash)


三、重定向与管道操作

由于 shell 脚本 “批量处理” 的特殊性，其大部分操作过程位于后台，不需要用户进行干预，因此要学会提取、过滤执行信息变得十分重要，所以我们需要重定向和管道

3.1重定向

重定向：
用户通过操作系统处理信息的过程中，包括以下几类交互设备文件
交互式硬件设备

重定向输出：
重定向输出指的是将命令的正常输出结果保存到指定的文件中，而不是直接显示在显示器的屏幕上。

重定向操作

示例：将123456重定向输出到 mima.txt 文件中，然后将 mima.txt 的内容重定向输入给用户kk的密码,从 mima.txt 文件中取密码，需要注意seLinux 会影响此命令执行，若执行失败可尝试关闭seLinux（ setenforce 0 ）

[root@localhost ~]# useradd kk
[root@localhost ~]# echo "123456" > mima.txt
[root@localhost ~]# passwd --stdin kk
更改用户 kk 的密码 。
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。

示例：

#将123123123输入到 log.txt 文件中
[root@localhost ~]# echo "123123123" > log.txt
[root@localhost ~]# cat log.txt
123123123#将123412341234写入到 log.txt 文件中，会覆盖原来的数据
[root@localhost ~]# echo "123412341234" > log.txt
[root@localhost ~]# cat log.txt
123412341234#将123456写入到 log.txt 文件中，使用 >> ，会追加数据
[root@localhost ~]# echo "123456" >> log.txt
[root@localhost ~]# cat log.txt
123412341234
123456

#可以把输入重定向和输出重定向结合使用，把从屏幕输出的内容保存到文件
[root@localhost ~]# cat <<0 > a.txt
>123
>456
>0
[root@localhost ~]# cat a.txt
123
456


3.2 管道

管道操作符号 "|"
管道操作为不同命令之间的协同工作提供了一种机制，位于管道符号"|"左侧的命令输出的结果，
将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。

在 shell脚本应用中，管道操作通常用来过滤所需要的关键信息。

@localhost ~]# tail -10 /etc/passwd | grep bash
lu:x:1000:1000:LU:/home/lu:/bin/bash
kk:x:1001:1001::/home/kk:/bin/bash[root@localhost ~]# grep "/bin/bash$" /etc/passwd | awk -F: &＃39;{print $1,$7}&＃39;
root /bin/bash
lu /bin/bash
kk /bin/bash

重定面与管道操作是 shell 环境中十分常用的功能，若能够熟练掌握并灵活运用，将有助于编写代码简洁但功能强大的 shell 脚本程序

四、shell 脚本变量

4.1 shell 变量的作用、类型

变量的作用
1.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，由系统预设或用户自定义
变量值：能够根据用户设置、系统环境的变化而变化

变量的类型
自定义变量：由用户自己定义、修改和使用
特殊变量：环境变量、只读变量、位置变量、预定义变量

4.2 自定义变量

1、变量的定义
Bash中的变量操作相对比较简单，不像其他高级编程语言（如c/C++、Java等）那么复杂。
在定义一个新的变量时，一般不需要提前进行声明，而是直接指定变量名称并赋给初始值（内容）即可

1.定义新的变量：

格式：变量名=变量值变量名:临时存放数据的地方
变量值:临时的可变化的数据#示例：
[root@localhost ~]# a=1


2.查看定义的变量的值：

格式echo $变量名#示例：
[root@localhost ~]#echo $a
1


echo选项
echo -n表示不换行输出
使用echo -e输出转义字符，将转义后的内容输出到屏幕上常用的转义字符如下:
\c 不换行输出，在"\c"后面不存在字符的情况下，作用相当于echo -n
\n 换行
\t 转义后表示插入tab，即制表符
注: \转义符，跟在\之后的特殊符号将失去特殊含义，变为普通字符。如\$将输出"s"符号，而不当做是变量引用示例：
[root@localhost ~]# echo -n hello
hello[root@localhost ~]# [root@localhost ~]# echo -e "hello\t"
hello [root@localhost ~]# echo \$asd
$asd


取消定义
unset 变量名

特殊操作 ：一些特殊的赋值操作，可以更灵活地为变量赋值，以便适用于各种复杂的管理任务

双引号(")
双引号主要起界定字符串的作用，特别是当要赋值的内容中包含空格时，必须以双引号括起来:其他情况下双引号通常可以省略

1、当内容中有空格

[root@localhost ~]# echo "hello world"
hello world


2、当以变量的值进行赋值

[root@localhost ~]# kai=0
[root@localhost ~]# jiagula="langren $kai"
[root@localhost ~]# echo $jiagula
langren 0


单引号( &＃39;)
当要赋值的内容中包含$、"、\等具有特殊含义的字符时，应使用单引号括起来。
在单引号的范围内，将无法引用其他变量的值，任何字符均作为普通字符看待。输入什么就显示什么但赋值内容中包含单引号（’)时，需使用’符号进行转义，以免冲突。

[root@localhost ~]# kk=123
[root@localhost ~]# echo "$kk"
123[root@localhost ~]# echo &＃39;$kk&＃39;
$kk


反撇号( `)
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。
反撇号括起来的范围内必须是能够执行的命令行，否则将会出错

[root@localhost ~]# ls -lh `which useradd`
-rwxr-x---. 1 root root 116K 10月 31 2018 /usr/sbin/useradd[root@localhost ~]# time=`date +%T`
[root@localhost ~]# echo $time
18:35:22


使用反撇号难以在一行命令中实现嵌套命令替换操作，这时可以改用“s()"来代替反撤号操作，以解决嵌套的问题

[root@localhost ~]# rpm -qc $(rpm -qf $(which useradd))
/etc/default/useradd
/etc/login.defs


read 命令
除了上述赋值操作以外，还可以使用 Bash 的内置命令read来给变量赋值。
用来提示用户输入信息，从而实现简单的交互过程。执行时将从标准输入设备（键盘）读入一行内容，并以空格为分隔符，将读入的各字段依次赋值给指定的变量（多余的内容赋值给最后一个变量)。
若指定的变量只有一个，则将整行内容赋值给此变量。

[root@localhost ~]# read ooo
555 ###等待用户输入，把输入的值赋予ooo变量
[root@localhost ~]# echo $ooo
555


一般来说为了使交互式操作的界面更加友好，提高易用性，read 命令可以结合 “-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相关事项

[root@localhost ~]# read -p "请输入你的姓名：" name
请输入你的姓名：luy
[root@localhost ~]# echo $name
luy


交互式定义变量 (read)
-p： 提示用户的信息
-n： 定义字符数
-s： 不显示用户输入的内容，常用于输入密码 read -s -p “input your password:” pass
-t： 定义超时时间，超过多长时间没输自动退出

从文件读取内容赋值给变量

[root@localhost ~]# echo "192.168.146.20" > ip.txt
[root@localhost ~]# cat ip.txt
192.168.146.20
[root@localhost ~]# read -p "input your ip: " IP
[root@localhost ~]# echo $IP
192.168.146.20stty -echo ###关闭屏幕回显
stty echo ###开启屏幕回显


4.3 变量的作用范围

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，当进入子程序或新的子shell环境时，局部变量将无法再使用

[root@localhost ~]# bash ###进入子shell环境
#使用之前的变量名，无法显示
[root@localhost ~]# echo $kk [root@localhost ~]# echo $kai[root@localhost ~]# echo $jiagula


export命令
为了使用户定义的变量在所有的子shell环境中能够继续使用，减少重复设置工作，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（无须使用"s"符号)，变量名之间以空格分隔

[root@localhost ~]# exit
exit
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# export kk kai jiagula
[root@localhost ~]# bash
[root@localhost ~]# echo $kk $kai $jiagula
123 0 langren 0或[root@localhost ~]# aaa=10
[root@localhost ~]# bbb=10
[root@localhost ~]# echo "$aaa $bbb"
10 10
[root@localhost ~]# export aaa bbb ###导出为全局变量
[root@localhost ~]# bash
[root@localhost ~]# echo "$aaa $bbb" ###子程序引用全局变量
10 10
[root@localhost ~]# exit
exit


使用export导出全局变量的同时，也可以为变量进行赋值，这样在新定义全局变量时就不需要提前进行赋值了

env查看用户当前环境变量
export ABC=123
再次env就能看到了
export -n ABC取消定义的全局变量变成局部变量


4.4 数值变量的运算及特殊变量

整数值的运算主要通过内部命令 expr 进行,运算符与变量之间必须有至少一个空格。
运算内容: 加(+) 、 减(-) 、 乘(*) 、 除(/) 、 取余(%)
运算符号: s（（））和 $[ ]
运算命令: expr 和 let
运算工具: bc (系统自带)

expr命令(不仅可以运算，还支持输出到屏幕)
常用的几种运算符如下所述。
+:加法运算。
-:减法运算。
*:乘法运算，注意不能仅使用"*"符号，否则将被当成文件通配符。
/:除法运算。
%:求模运算，又称为取余运算，用来计算数值相除后的余数。

$[]和$(())必须要和echo在一起用因为他只能运算无法输出结果
[root@localhost ~]# echo $((1+1))
2
[root@localhost ~]# echo $((5-2))
3$[]整数运算
[root@localhost ~]# echo $[10*10]
100
[root@localhost ~]# echo $[10%3]
1
[root@localhost ~]# echo $[10/3]
3$[]变量的运算，可省略[]里的$
[root@localhost ~]# echo $[$a + $b]
5
[root@localhost ~]# echo $[a*b]
6
[root@localhost ~]# echo $[a/b]
0
[root@localhost ~]# echo $[b-a]
1
[root@localhost ~]# echo $[a-b]
-1


使用bc进行运算，支持小数运算，但在脚本中不可直接使用否则会进入交互界面，可以用echo结合管道使用

[root@localhost ~]# bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty&＃39;.
10/3
3
scale=3 ###指定小数点后几位
10/3
3.333[root@localhost ~]# echo "scale=3;10/3" | bc
3.333[root@localhost ~]# echo "3^2" | bc ###做幂的运算
9bc做变量的运算:
[root@localhost ~]# w=10
[root@localhost ~]# q=3
[root@localhost ~]# echo "$w/ $q" | bc
3
[root@localhost ~]# echo "scale=2; $w/ $q" | bc
3.33bc还可以做逻辑运算,真为1，假为0
[root@localhost ~]# echo "6>6" | bc
0
[root@localhost ~]# echo "6==6" | bc
1
[root@localhost ~]# echo "6<6" | bc
0


常用的运算表达式:

i=$(expr 12 \* 5)
i=$((12 * 5))
i=[12 * 5]
let i=12*5i++相当于i=$[$i+1]
i--相当于i=$[$i-1]
i+=2相当于i=$[$i+2]


4.5 环境变量

环境变量指的是出于运行需要而由 Linux 系统提前创建的一类变量，主要用于设置用户的工作环境，包括用户宿主日录、命令查找路径、用户当前目录、登录终端等。

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 命令可以查看到当前工作环境下的环境变量，对于常见的一些环境变量应了解其各自的用途。

例如，变量 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日录，PATH 表示命令搜索路径等、RANDOM 表示随机数，会返回 0-32767 的整数，USER 表示当前账户的账户名称等，一般都用全大写定义，注意和自定义变量区分

[root@localhost ~]# echo $RANDOM
12285
[root@localhost ~]# echo $HOME
/root
[root@localhost ~]# echo $USER
root
[root@localhost ~]# echo $UID
0
[root@localhost ~]# echo $PWD
/root
[root@localhost ~]# echo $LANG
zh_CN.UTF-8
[root@localhost ~]# echo $SHELL
/bin/bash
[root@localhost ~]# echo $RANDOM ###Linux中$random用于生成0-32767的随机数
13827


PATH
PATH变量用于设置可执行程序的默认搜索路径,当仅指定文件名称来执行命令程序时，Linux系统将在 PATH变量指定的目录范围查找对应的可执行文件，如果找不到则会提示"command not found”。

4.6 位置变量

当执行命令行操作时，第一个字段表示命令名或脚本程序名，其余的字符串参数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、$3、…、$9表示

命令或脚本本身的名称使用"$0"表示

[root@localhost ~]# vim user.sh#!/bin/bash
useradd $1
echo $2 | passwd --stdin $1[root@localhost ~]# bash user.sh dj 123456
更改用户 dj 的密码 。
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。[root@localhost ~]# vim numer.sh#!/bin/bash
SUM=`expr $1 + $2`
echo "$1 + $2 = $SUM"[root@localhost ~]# chmod +x numer.sh
[root@localhost ~]# ./numer.sh 20 20
20 + 20 = 40


4.7 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，用户只能使用预定义变量，而不能创建新的预定义变量，也不能直接为预定义变量赋值。预定义变量使用"$"符号和另一个符号组合表示

$#: 表示命令行中位置参数的个数。
$*: 表示所有位置参数的内容，这些内容当做一个整体
$@: 表示列出所有位置参数，但是是以单个的形式的列出
$?: 表示前一条命令执行后的返回状态，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。
$0: 表示当前执行的脚本或程序的名称
$$: 表示返回当前进程的进程号
$!: 返回最后一个后台进程的进程号


#根据一个简单的脚本来理解每个预定义和位置变量的含义
[root@localhost ~]# vim kuaile.sh#!/bin/bash
echo $1
echo "$0表示当前执行的脚本或程序的名称"
echo "$#表示命令行中位置参数的个数"
echo "$*所有位置参数的内容，这些内容当做一个整体”
echo "$@表示列出所有位置参数，但是是以单个的形式的列出"[root@localhost ~]# bash kuaile.sh 555555
555555
kuaile.sh 表示当前执行的脚本或程序的名称
1表示命令行中位置参数的个数
555555所有位置参数的内容，这些内容当做一个整体
555555表示列出所有位置参数，但是是以单个的形式的列出#将脚本做下优化
[root@localhost ~]# vim kuaile.sh
#!/bin/ bash
echo "当前脚本名称为$0"
echo "当前脚本的第一个参数是$1"
echo "当前脚本的第二个参数是$2"
echo "当前脚本一共有$#个参数"[root@localhost ~]# bash kuaile.sh 52 66
当前脚本名称为kuaile.sh
当前脚本的第一个参数是52
当前脚本的第二个参数是66
当前脚本一共有2个参数


五、总结

1.shell的作用与应用场景
2.shell脚本的编写规范与执行方法
3.重定向与管道的作用和使用方法
4.自定义变量赋值时单引号、双引号、反撇号的使用方法
5.数值变量的常用运算符：+、-、*、/、%（取余）
6.环境变量、只读变量、位置变量、预定义变量的用途