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Shell编程

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什么是shell

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shell的作用是

  • 解释执行用户输入的命令或程序等
  • 用户输入一条命令，shell就解释一条
  • 键盘输入命令，Linux给与响应的方式，称之为交互式

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shell是一块包裹着系统核心的壳，处于操作系统的最外层，与用户直接对话，把用户的输入，解释给操作系统，然后处理操作系统的输出结果，输出到屏幕给与用户看到结果。

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从我们登录Linux，输入账号密码到进入Linux交互式界面，所有的操作，都是交给shell解释并执行

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我们想要获取计算机的数据，不可能每次都编写程序，编译后，再运行，再得到我们想要的，例如你想找到一个文件，可以先写一段C语言的代码，然后调用系统函数，通过gcc编译后，运行程序才能找到文件。。。

因此有大牛开发出了shell解释器，能够让我们方便的使用Linux，例如只要敲下ls -lh这样的字符串，shell解释器就会针对这句话翻译，解释成ls -l -h 然后执行，通过终端输出结果，无论是图形化或是命令行界面。

即使我们用的图形化，点点点的动作，区别也只是

  • 命令行操作，shell解释执行后，输出结果到黑屏命令行界面
  • 图形化操作，shell接受点击动作，输出图案数据

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什么是shell脚本

当命令或者程序语句写在文件中，我们执行文件，读取其中的代码，这个程序文件就称之为shell脚本。

在shell脚本里定义多条Linux命令以及循环控制语句，然后将这些Linux命令一次性执行完毕，执行脚本文件的方式称之为，非交互式方式。

  • windows中存在*.bat批处理脚本
  • Linux中常用*.sh脚本文件

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shell脚本规则

在Linux系统中，shell脚本或者称之为（bash shell程序）通常都是vim编辑，由Linux命令、bash shell指令、逻辑控制语句和注释信息组成。

Shebang

计算机程序中，shebang指的是出现在文本文件的第一行前两个字符#!

在Unix系统中，程序会分析shebang后面的内容，作为解释器的指令，例如

  • 以#!/bin/sh开头的文件，程序在执行的时候会调用/bin/sh，也就是bash解释器
  • 以#!/usr/bin/python开头的文件，代表指定python解释器去执行
  • 以#!/usr/bin/env 解释器名称，是一种在不同平台上都能正确找到解释器的办法

注意事项：

  • 如果脚本未指定shebang，脚本执行的时候，默认用当前shell去解释脚本，即$SHELL
  • 如果shebang指定了可执行的解释器，如/bin/bash /usr/bin/python，脚本在执行时，文件名会作为参数传递给解释器
  • 如果#!指定的解释程序没有可执行权限，则会报错“bad interpreter: Permission denied”。
  • 如果#!指定的解释程序不是一个可执行文件，那么指定的解释程序会被忽略，转而交给当前的SHELL去执行这个脚本。
  • 如果#!指定的解释程序不存在，那么会报错“bad interpreter: No such file or directory”。
  • #!之后的解释程序，需要写其绝对路径（如：#!/bin/bash），它是不会自动到$PATH中寻找解释器的。
  • 如果你使用”bash test.sh”这样的命令来执行脚本，那么#!这一行将会被忽略掉，解释器当然是用命令行中显式指定的bash。

脚本案例

[root@chaogelinux data]# cat test.sh
#!/bin/bash
echo "超哥强呀，奥力给"
#!/bin/bash 这里就是注释的作用了

系统自带的bash脚本，开机启动脚本

[root@chaogelinux data]# head -1 /etc/rc.d/init.d/network
#! /bin/bash

脚本注释，脚本开发规范

  • 在shell脚本中，#后面的内容代表注释掉的内容，提供给开发者或使用者观看，系统会忽略此行
  • 注释可以单独写一行，也可以跟在命令后面
  • 尽量保持爱写注释的习惯，便于以后回顾代码的含义，尽量使用英文、而非中文
#! /bin/bash

# Date : 2019-11-28 14:59:18
# Author：created by chaoge
# Blog：www.cnblogs.com/pyyu

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执行shell脚本的方式

  • bash script.sh或sh scripte.sh，文件本身没权限执行，没x权限，则使用的方法，或脚本未指定shebang，重点推荐的方式
  • 使用绝对/相对路径执行脚本，需要文件含有x权限
  • source script.sh或者. script.sh，代表执行的含义，source等于点.
  • 少见的用法，sh < script.sh
[root@chaogelinux data]# cat test.sh
#!/bin/bash
echo "超哥强呀，奥力给"
#!/bin/bash 这里就是注释的作用了
[root@chaogelinux data]#
[root@chaogelinux data]#
[root@chaogelinux data]# sh < test.sh
超哥强呀，奥力给
[root@chaogelinux data]# sh test.sh
超哥强呀，奥力给
[root@chaogelinux data]# bash test.sh
超哥强呀，奥力给
[root@chaogelinux data]# source test.sh
超哥强呀，奥力给
[root@chaogelinux data]# . /data/test.sh
超哥强呀，奥力给


权限不足
[root@chaogelinux data]# ./test.sh
-bash: ./test.sh: 权限不够
[root@chaogelinux data]# chmod +x test.sh
[root@chaogelinux data]# ./test.sh
超哥强呀，奥力给

shell和运维

shell脚本语言很适合处理纯文本类型数据，且Linux的哲学思想就是一切皆文件，如日志、配置文件、文本、网页文件，大多数都是纯文本类型的，因此shell可以方便的进行文本处理，好比强大的Linux三剑客（grep、sed、awk）

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脚本语言

shell脚本语言属于一种弱类型语言无需声明变量类型，直接定义使用

强类型语言，必须先定义变量类型，确定是数字、字符串等，之后再赋予同类型的值

centos7系统中支持的shell情况，有如下种类

[root@chaogelinux ~]# cat /etc/shells  
/bin/sh
/bin/bash
/sbin/nologin
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

默认的sh解释器

[root@chaogelinux ~]# ll /usr/bin/sh
lrwxrwxrwx 1 root root 4 11月 16 10:48 /usr/bin/sh -> bash

其他脚本语言

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  • PHP是网页程序语言，专注于Web页面开发，诸多开源产品，wordpress、discuz开源产品都是PHP开发
  • Perl语言，擅长支持强大的正则表达式，以及运维工具的开发
  • Python语言，明星语言，不仅适用于脚本程序开发，也擅长Web页面开发，如（系统后台，资产管理平台），爬虫程序开发，大量Linux运维工具也由python开发，甚至于游戏开发也使用

shell的优势

虽然有诸多脚本编程语言，但是对于Linux操作系统内部应用而言，shell是最好的工具，Linux底层命令都支持shell语句，以及结合三剑客(grep、sed、awk)进行高级用法。

  • 擅长系统管理脚本开发，如软件启停脚本、监控报警脚本、日志分析脚本

每个语言都有自己擅长的地方，扬长避短，达到高效运维的目的是最合适的。

#Linux默认shell
[root@chaogelinux ~]# echo $SHELL
/bin/bash

bash基础特性

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bash有诸多方便的功能，有助于运维人员提升工作效率

命令历史

Shell会保留其会话中用户提交执行的命令

history    #命令，查看历史命令记录，注意【包含文件中和内存中的历史记录】

[root@chaogelinux ~]# echo $HISTSIZE    #shell进程可保留的命令历史的条数
3000

[root@chaogelinux ~]# echo $HISTFILE        #存放历史命令的文件，用户退出登录后，持久化命令个数
/root/.bash_history

#存放历史命令的文件
[root@chaogelinux ~]# ls -a ~/.bash_history
/root/.bash_history

history命令

history #命令 以及参数
-c: 清空内存中命令历史；
-r：从文件中恢复历史命令
数字  ：显示最近n条命令  history  10

调用历史命令

!n  #执行历史记录中的某n条命令
!!  #执行上一次的命令，或者向上箭头
!string   #执行名字以string开头的最近一次的命令

调用上一次命令的最后一个参数

ESC .   #快捷键
!$

控制历史命令的环境变量

变量名：HISTCONTROL
ignoredups：忽略重复的命令；
ignorespace：忽略以空白字符开头的命令；
ignoreboth：以上两者同时生效；

[root@chaogelinux ~]# HISTCONTROL=ignoreboth
[root@chaogelinux ~]# echo $HISTCONTROL
ignoreboth

[root@chaogelinux ~]# history

bash特性汇总

  • 文件路径tab键补全
  • 命令补全
  • 快捷键ctrl + a,e,u,k,l
  • 通配符
  • 命令历史
  • 命令别名
  • 命令行展开

变量含义

学生时代所学的数学方程式，如x=1,y=2，那会称之为x，y是未知数

对于计算机角度，x=1,y=2等于定义了两个变量，名字分别是x，y，且赋值了1和2

变量是暂时存储数据的地方，是一种数据标记（房间号，标记了客人所在的位置），数据存储在内容空间，通过调用正确的变量名字，即可取出对应的值。

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shell变量

  • 变量定义与赋值，注意变量与值之间不得有空格
name="超哥"

变量名
变量类型，bash默认把所有变量都认为是字符串

bash变量是弱类型，无需事先声明类型，是将声明和赋值同时进行
  • 变量替换/引用
[root@chaogelinux ~]# name="超哥带你学bash"
[root@chaogelinux ~]# echo ${name}
超哥带你学bash
[root@chaogelinux ~]# echo $name    #可以省略花括号
超哥带你学bash
  • 变量名规则
    • 名称定义要做到见名知意，切按照规则来，切不得引用保留关键字(help检查保留字)
    • 只能包含数字、字母、下划线
    • 不能以数字开头
    • 不能用标点符号
    • 变量名严格区分大小写
有效的变量名：
NAME_CHAOGE
_chaoge
chaoge1
chaogE1
Chao2_ge

无效的变量名：
?chaoge
chao*ge
chao+ge

  • 变量的作用域

    • 本地变量，只针对当前的shell进程
    pstree检查进程树

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    • 环境变量，也称为全局变量，针对当前shell以及其任意子进程，环境变量也分自定义、内置两种环境变量
    • 局部变量，针对在shell函数或是shell脚本中定义

  • 位置参数变量：用于shell脚本中传递的参数

  • 特殊变量：shell内置的特殊功效变量

    • $?
      • 0：成功
      • 1-255：错误码

  • 自定义变量

    • 变量赋值：varName=value

    • 变量引用：${varName}、$varName

      • 双引号，变量名会替换为变量值
      [root@chaogelinux ~]# n1=1
[root@chaogelinux ~]# n2=2
[root@chaogelinux ~]#
[root@chaogelinux ~]# n3="$n1"
[root@chaogelinux ~]# echo $n3
1
[root@chaogelinux ~]# n4='$n2'
[root@chaogelinux ~]# echo $n4
$n2
      • 单引号，识别为普通字符串

不同的执行方式，不同的shell环境

[root@chaogelinux data]# echo user1='超哥' > testsource.sh
[root@chaogelinux data]# echo $user1

[root@chaogelinux data]# sh testsource.sh
[root@chaogelinux data]# echo $user1

[root@chaogelinux data]# source testsource.sh
[root@chaogelinux data]# echo $user1
超哥

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解答：

1.每次调用bash都会开启一个子shell，因此不保留当前的shell变量，通过pstree命令检查进程树

2.调用source是在当前shell环境加载脚本，因此保留变量

shell变量面试题

问，如下输入什么内容

[root@chaogelinux data]# cat test.sh
user1=`whoami`
[root@chaogelinux data]# sh test.sh
[root@chaogelinux data]# echo $user1

A.当前用户
B.超哥
C.空

环境变量设置

环境变量一般指的是用export内置命令导出的变量，用于定义shell的运行环境、保证shell命令的正确执行。

shell通过环境变量确定登录的用户名、PATH路径、文件系统等各种应用。

环境变量可以在命令行中临时创建，但是用户退出shell终端，变量即丢失，如要永久生效，需要修改环境变量配置文件

  • 用户个人配置文件~/.bash_profile、~/.bashrc 远程登录用户特有文件
  • 全局配置文件/etc/profile、/etc/bashrc，且系统建议最好创建在/etc/profile.d/，而非直接修改主文件，修改全局配置文件，影响所有登录系统的用户

检查系统环境变量的命令

  • set，输出所有变量，包括全局变量、局部变量
  • env，只显示全局变量
  • declare，输出所有的变量，如同set
  • export，显示和设置环境变量值

撤销环境变量

  • unset 变量名，删除变量或函数。

设置只读变量

  • readonly ，只有shell结束，只读变量失效
直接readonly 显示当前系统只读变量
[root@chaogelinux ~]# readonly name="超哥"
[root@chaogelinux ~]# name="chaochao"
-bash: name: 只读变量

系统保留环境变量关键字

bash内嵌了诸多环境变量，用于定义bash的工作环境

[root@chaogelinux ~]# export |awk -F '[ :=]' '{print $3}'

bash多命令执行

[root@chaogelinux home]# ls /data/;cd /tmp/;cd /home;cd /data

环境变量初始化与加载顺序

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原创文章，作者：jamestackk，如若转载，请注明出处：https://blog.ytso.com/271619.html

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