Linux之shell脚本编程
主要内容:
• Vim 编辑器
• Shell 脚本
• 任务提交
Vim 编辑器
Vim 编辑器：是从 vi 发展出来的一个文本编辑器。代码补全、 编译及错误跳转等方便编程的功能特别丰富，在程序员中被广 泛使用。（Rstudio，Python里的PC也是编辑器）
Vim 编辑器：工作模式
Vim工作模式示意图
进入vi filename :
如同打开一个窗口，处于一个命令模式，键盘上的每个按键都是有功能的，每个按键就相当于一个命令，比如按i键，进入书写模式，可以编写脚本了，a和o也是和i一样，可以编写脚本，只学i就可以。要退出或是保存，按ESC：就是返回命令模式
输入：wq，实现退出
vim file1
###file1可以是存在或是不存在的
#底线显示”file1“ [New File]
#按i进入输入（insert）模式，底边显”insert“就可以输入脚本
echo "Welcome to Biotrainee()!"
#按ESC进入命令模式，底线的”insert“不见
#按：进入底线模式，看到光标
#然后输入 wq ，按回车（return）退出，w是保存，q是退出
##键盘上的其它按键的功能先不要学
vim file1
#按i
please learn step by step
if you have any question
please contact with us by email
thank you！
#按esc
#按：
#输入wq
#按return
vim按i键编辑
vim按i键编辑
vim先按esc返回命令模式，按:wq退出
vim退出步骤演示
查看编辑好的文本
查看用vim编辑的文本
执行脚本
bash file1
bash执行脚本
shell 脚本：为了和普通文本文件区分开，通常shell脚本都 会以 .sh为后缀名.
R 语言脚本：.R为后缀名
Python 脚本：.py为后缀名
后缀名没有多大作用，提示人想起是什么脚本。
vim命令模式下键盘的功能
https://blog.51cto.com/eminzhang/1254276（中文版）
vim键盘图
使用vim命令时，键盘上一些键的用法:
vim filename后进行操作
- 删除：
删除一行按两个次d就是dd
删除两行按2dd- 撤销：
按一次u，撤销一次
按两次u，撤销2次- 复制：
按y- 粘贴：
按p- 上下左右：
h：左
j：下
k：上
l：右- 跳转4行或是5行，按4或是5之后按回车
程序员是不用鼠标的，用鼠标效率非常低，所以开发了vim这个软件.
Vim 编辑器帮助文档：
vimtutor zh_CN 可以查看帮助文档
vimtutor zh_CN
#####退出帮助文档：
#按esc(看不到任何提示，留意会听到提示声)
#输入：（英文状态在，shift+：）
#按wq
#按return
vim的帮助文档
Sublime：如果用不惯 vim 编辑器，推荐用 Sublime。
在自己电脑新建一个文本文件，重命名为 test.sh， 右键用 Sublime 打开。或者直接打开 Sublime 然后将文件保存为 test.sh 。在本地编写好脚本后复制粘贴到服务器上。
Sublime的使用
如果不会用vim，在sublime里写好命令（选中会显示命令，参数之间的空格），复制sublime编辑的命令到Linux创建一个文本里粘贴。
第一次把subline命令复制到linux里出现的提示
第一次把subline命令复制到Linux里
sublime复制命令到Linux的文本
sublime复制命令到linux的文本
查看复制粘贴后运行的结果
sublime是比较好用的本地编辑器，也是可以查看文本文件，比记事本好用很多。
复杂的Shell 脚本
脚本首行的 #! 是Linux的 Shebang 符号，指定解释器（/bin/bash），还有其它解释器：csh，zsh，sh等，最常用的是bash解释器。mac电脑用的linux可能是csh，平时用界面化，可能不太了解地层结构。
##首行的 #!
##指定解释器：/bin/bash
#!/bin/bash
test.sh
$ vim test.sh
#!/bin/bash
echo "Welcome to Biotrainee() !"
$ bash test.sh
##以上是规范性编写脚本操作
标准的输入
标准的输入
用bash运行
用bash运行
##在以后数据分析时，可能会有上百到上千句代码，刷屏，看不出，用重定向
# 1标准输出 和 2标准误输出
$ bash test.sh 1>test.log 2>&1
##log日志，2>&1表示，2和1 一样捕获到的信息都输出到test.log，正确与否都输出到同一个文件里。
##这个例子不是很好理解，以后自行探索
运行日志捕获没有提示
Shell 脚本：
修改shell脚本的文件权限后，可以路径调用。
可执行文件
文件权限：
文件权限解释图
ll test.sh
#ls -lh test.sh (这句命令运行也可以)
#-rw-rw-r-- 1 Jan22 Jan22 44 Mar 11 17:10 test.sh
可执行文件
原来文件的属性的权限
修改文件权限
chmod 764 test.sh
##chmod修改权限的命令，原来是权限是664，现在改为764
ll test.sh
##变为可执行文件，可以被调用，可执行文件就是一个命令
~/test.sh
#Welcome to Biotrainee()!
#调用时，一定要告诉系统路径，家目录下~/
修改文件属性
文件别修改为可执行文件
权限最大为7，最小为0
ls -lh test.sh
# 路径调用可执行文件
./test.sh
Shell 脚本：参数传递
test2.sh
cat test2.sh
#!/bin/bash
cat $1
bash test2.sh readme.txt
## readme.txt可以是一个文件或是一个参数，文件会被输出到屏幕。也是说cat $1， $1就是传递过来的位置参数的第一个位置参数，readme.txt被代码捕获为$1，就会被调用
##bash test2.sh readme.txt（$1）$2 $3...readme.txt是第一个参数，可以接着往后放（传参）。
参数传递
传参演示
cat >test2_1.sh
#!/bin/bash
cat readme.txt
^C
cat test2_1.sh
#!/bin/bash
cat readme.txt
bash test2_1.sh
#Welcome to Biotrainee() !
#This is your personal account in our Cloud.
#Have a fun with it.
#Please feel free to contact with me( email to jmzeng1314@163.com )
#(http://www.biotrainee.com/thread-1376-1-1.html)
#####现在修改test2_1.sh把cat readme.txt改为cat $1
cat test2_1.sh
#!/bin/bash
cat $1
bash test2_1.sh readme.txt
# Welcome to Biotrainee() !
# This is your personal account in our Cloud.
# Have a fun with it.
# Please feel free to contact with me( email to jmzeng1314@163.com )
# (http://www.biotrainee.com/thread-1376-1-1.html)
传参演示
传参
传参
任务提交(重点)
-
nohup：不要挂断任务，即把任务提交到服务器上运行
(就是把电脑关了，服务器还在运行)
-
&：任务后台运行，通常与 nohup 连用
（ nohup与&连用是挂到后台，任务不要断，提交成功了，电脑可以关了）
-
top：实时显示系统中各个进程的资源占用状况，按 q 退出
（看看挂后台的任务）
-
htop：优化过的 top 命令，界面更美观 -
ps：Process Status列出当前系统中运行的进程列表， 一般加 上 –ef 参数，搭配 grep 进行搜索:ps –ef | grep 用户名
（小郭老师非常推荐的命令，因为top或是htop显示非常多用户的程序，会刷屏，一般只关心我们自己运行任务就可以）
-
kill：杀掉进程，kill PID
（发现提交的任务是错的，如果在命令行提交，用control C退出；如果任务挂载在服务器后台，每个线程有一个PID，用kill PID杀掉。）
（通常只有管理员才有权限杀掉别人的任务）
test3.sh
cat >test3.sh
#!/bin/bash
echo "Start"
sleep 100s
echo "End"
^C
cat test3.sh
##用vim编辑也可以，或是在subline里编辑后复制粘贴到cat编辑里
bash test3.sh
##输入这句命令出现Start，按control C退出
nohup bash test3.sh &
##[1] 10681，数字为PID 运行句代码，每个用户反应的线程数字不一样
##nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.通，按回车退出
##提交到nohup.out，在nohup.out查看日志。
bash命令执行sh格式的文件
sh格式的文件的执行
提交后台以及查看正在运行的任务
提交后台以及查看正在运行的任务
提交任务给后台会生成一个nohup.ou日志
提交任务给后台会生成一个nohup.ou日志
提交任务返线程和查看后台运行线程
提交任务返线程和查看后台运行线程
查看提交的任务是否运行完成
查看提交的任务是否完成
ls
cat nohup.out
cat test3.sh
nohup bash test3.sh 1>test3.log 2>&1 &
###nohup和&在最外层表示的是把提交到后台，中间bash test3.sh 1>test3.log 2>&1表示bash 了一个脚本，1>test3.log，1捕获正确输出到test3.log文件，2>&1，2捕获错误输出到1里面。也可以把2>&1改为2>2.log，即输出到另外一个文件。
top
ps -ef | grep test3
用cat命令查看后台提交运行的命令
cat看后台提交运行的命令
一般只要把主进程kill掉，子进程也会被kill掉，如果子线程和主线程关联性不是很强，杀完主线程后再杀掉子线程。
演示杀掉进程
ls
rm nohup.out
ls
cat test3.sh
# #!/bin/bash
# echo "Start"
# sleep 100s
# echo "End"
nohup bash test3.sh &
#[1] 17278
##提交后台任务
ps -ef | grep Jan22
##查看提交任务
kill 17278
##发现提交的任务有问题，用kill命令杀掉
#按enter
# [1]+ Terminated nohup bash test3.sh显示有一项任务是终止的
ps -ef | grep Jan22
##发现15189在运行，是一个子进程，有时候子进程和主进程的依赖关系不强，kill掉主进程，子进程还在运行，发现有子进程运行，再把子进程kill掉.
kill 17279
ps -ef | grep Jan22
##检车看看运行的进程，主和子线程已经被kill掉
kill主线程和子线程
向服务器提交后台任务，提交成功后，关电脑和退出服务器。任务一直在远端服务器后台运行，和自己的电脑无关。
nohup bash test3.sh &
ps -ef | grep Jan22
jobs命令
nohup bash test3.sh &
#[1] 21486
#nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'
^C
jobs
#[1]+ Running nohup bash test3.sh &
##jobs有一个bug，就是退出服务器再次登录，就没法用jobs命令查看，
##jobs当次登录有效
jobs命令演示
其他脚本
在 Linux 中使用其他编程语言，需要在 shebang 中 定义解释器，Python 是 python/python2/python3， R 语言是 Rscript，用 which 命令找到解释器位置
R 语言脚本
####查看服务器上是否有R语言的解释器
ls
ls /usr/bin/R*
#/usr/bin/R /usr/bin/Rscript
##usr前面记得加上路径/，
##Rscrip为R语言解释器
which Rscript
#/usr/bin/script
查看linux服务器里的R语言解释器
which Rscript查看路径
which Rscript
R 语言示例：
cat >test.R
#!/usr/bin/Rscript
a = 1:10
paste0("gene",a)
Rscript test.R
[1] "gene1" "gene2" "gene3" "gene4" "gene5"
[6] "gene6" "gene7" "gene8" "gene9" "gene10"
在linux里创建R脚本和运行
在Linux里创建R脚本和运行
Python 脚本
cat >test.py
#!/usr/bin/python3
print("Hello World")
^C
python3 test.py
#Hello World
如何知道服务器上的python版本
which python
#/trainee/Jan22/miniconda3/bin/python
/trainee/Jan22/miniconda3/bin/python -V
#Python 3.9.7(-V参数查看版本)
which python3
#/trainee/Jan22/miniconda3/bin/python3
which python2
#/usr/bin/python2
在Linux服务器上查看python的版本
python示例：
Linux运行python脚本示例
扩展
一个自己写的命令：可以实现行列转换，功能类似 R 语言中的 t( ) 函数
在Linux里面相对一个文件进行转置是非常难的。
head -2 Data/example.gtf
head -2 Data/example.gtf | cut -f 1-5
想在Linux里面转置非常难，因为在Linux没有专门转置的命令.
cat > row2col
awk 'BEGIN{FS="\t";OFS="\t"}{i=1;while(i <= NF){col[i]=col[i] $i "\t";i=i+1}} END {i=1;while(i<=NF){print i,col[i];i=i+1}}'
##用awk写一个脚本
chmod 764 row2col
##修改权限
mv row2col ~/bin
##保存到~/bin里
head -n 2 ~/Data/example.gtf | row2col
补充的知识点：
cat >config
Normal1 Tumor1
Normal2 Tumor2
Normal1 Tumor1
cat config | while read id
do
arr=(${id})
N=${arr[0]}
T=${arr[1]}
##对配对样本进行某种处理
xxx -tumor ${T} -normal -${N}
done
每个id有一行，一个Normal1，一个Tumor1。arr=(${id})传参赋值数组类型，理解arr为向量，N=${arr[0]}为向量里第一个元素，T=${arr[1]}为第二个元素。
复杂文件命名，结合所有知识点把冗余信息去掉
###原命名：
Sample-1_20210821_illuminal_Hiseq2000_100_R1.fastq.gz
###要修改为：
Sample-1_fastq.gz
##结合所学的批量修改
服务器
• 集群（在集群上进行任务调度，有的课题组特别有钱，配的服务器是集群，如果用的是集群服务器，找管理员拿集群服务器的使用方法，比如有哪些节点，如何在集群上提交任务，少部分同学会接触）
（关于集群网的问题：有集群没有网络？建议：下载压缩包本地安装，或是去搜索conda安装的案例-在小环境里安装软件，通过conda打包，复制到集群安装，看看能不能用）
• 节点
• 超算（更少部分同学会接触到，类似于天河2号，中大的人可能会用到天河2号）
• 任务调度系统
还有云服务器：亚马逊，腾讯云，谷歌云，阿里云，我们上课用的是腾讯云（Jan22）
云服务器只能拿来练手，云服务器的资源是非常贵的
https://www.amazonaws.cn/ec2/pricing/ec2-linux-pricing/ (亚马逊中国) https://cloud.google.com/compute/pricing?hl=zh-CN (谷歌云服务器) https://buy.cloud.tencent.com/price/cvm#tab0-list1 (腾讯云服务器) https://www.huaweicloud.com/pricing.html#/ecs (华为云服务器) https://cn.aliyun.com/price/product#/ecs/detail (阿里云服务器)
代办生物信息学服务器(生信技能树)https://mp.weixin.qq.com/s/WT0Qhubrbl_-e7PJbGBlNw
手快有，手慢无(共享96线程384G内存服务器) https://mp.weixin.qq.com/s/gipHRwVnC0asUt9e1IT2Ig
上课服务器账号期限练两个月，可能半年清一次，每个账户磁盘50G。命令常用30个，敲键盘练成肌肉记忆。
Linux总结大纲：
https://mubu.com/doc/2OmhIGZqmcj
说明
以上内容是参加生信技能树小郭老师授课以及摘抄课件内容。
学习Linux总结：在生信技能树听完小郭老师讲的Linux课程，小郭老师讲得比较细，对于初学者非常友好，我是把课程反复听，特别是不太理解的地方，无次数地暂停和重放，很详细地记录笔记，花费的时间很多，很多，把课堂上涉及到的命令都运行了。从输入到输出，经过自己脑海里输出的东西，再次复习时，印象比较深刻，感谢生信技能树和小郭老师！
网友评论