Linux Shell 脚本编写指南——第二章

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本文为Linux Shell Scripting Tutorial (LSST) v2.0学习记录

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第二章：开始shell脚本编程

本章节学习目标：

• 编写你第一个shell 程序

• 理解创建一个shell脚本的步骤

2.1 Bash shell（全称Bourne again shell）

有关bash的创建历史（来自维基百科）：

Bourne shell是一个交互式的shell，由AT&T实验室的史蒂夫在1977年发布，位于大多数Unix系统上的/bin/sh，随着时间的发展，GNU计划的诞生伴随着shell的开发，这个时候1987年布莱恩编写了Bash，也就是Bourne again shell，总的来说，Bash虽然是一个满足POSIX规范的shell，但有很多拓展。

Bash就是shell，或者可以说是Linux系统的命令语言解释器：

• Bash式GNU计划的产物
• Linux的默认shell
• 反向兼容UNIX系统的sh
• 与Korn shell(ksh)以及C shell(csh)兼容
• 在多平台类似UNIX/dos/Windows都是可运行多个

BASH的提升特性

• 命令行编辑
• 命令行补全
• 无限大小的命令历史
• 提示控制
• 不限大小的array
• 以2-64为基数的整数运算
• ……

作者

• Brian J. Fox authored the GNU Bash shell, in 1987.
• Fox maintained Bash as the primary maintainer until 1993, at which point Chet Ramey took over.
• Chet Ramey is the current maintainer of the GNU Bourne Again Shell and GNU Readline.

下载

• bash式Linux的默认shell，最新版本可以在official website下载
• Bash home page
• Chet's home page

2.2 shell命令

bash shell有两种类型的命令：

1. 内置命令
2. 外部命令（在bin/目录里面的命令）

bash和命令类型

bash接受以下几种类型的命令：

• 别名（例如ll）
• 关键词（例如if）
• 函数（例如genpassword）
• 内置命令（例如pwd）
• 文件（例如/bin/date)

type命令

找出某个命令(ls)是内置命令还是外部命令：

new@Chevy-PC:~$ type ls
ls is aliased to `ls --color=auto'
# 显示为外部命令

找出某个命令(command)是内置命令还是外部命令：

new@Chevy-PC:~$ type -a history
history is a shell builtin
# 显示为内置命令

bash命令关键词以及内置命令

• JOB_SPEC &
• (( expression ))
• . filename
• [[:]]
• [ arg... ]
• expression
• alias
• bg
• bind
• builtin
• caller
• case
• command
• compgen
• complete
• continue
• declare
• dirs
• disown
• echo
• enable
• eval
• exec
• exit
• export
• false
• fc
• fg
• for
• getopts
• hash
• help
• history
• if
• jobs
• kill
• let
• local
• logout
• popd
• printf
• pushd
• pwd
• read
• readonly
• return
• select
• set
• shift
• shopt
• source
• suspend
• test
• time
• times
• trap
• true
• type
• typeset
• ulimit
• umask
• unalias
• unset
• until
• variables
• while

2.3 Hello, World! 第一个shell脚本

创建一个shell脚本你需要经过以下几个步骤：

1. 利用一个文本编辑器（例如vi），将你的指令写入一个文本
2. 保存该文本并退出
3. 改变该文本的可执行权限
4. 测试该脚本并放入你的生产环境
5. 最简单的shell脚本就是一行代码告诉计算机执行一个命令

让我们来熟悉vi的操作并创建第一个shell script

# 打开一个文件
vi first_script.sh

# 进入编辑模式
# 按Esc键，然后按I键就进入编辑模式

# 进入命令模式
# 按Esc键就进入命令模式

# 保存文件
# 按Esc键然后输入:w
# 或者按Esc键然后输入:w first_script.sh

# 保存并退出文件
# 按Esc键然后输入:wq
# 或者按Esc键然后输入:x

# 跳到某一行
# 按Esc键然后输入:x, x代表第几行

# 搜索一个字符
# 按Esc键然后输入/str, str代表该字符

# 退出vi（不保存）
# 按Esc键然后输入:q

# 让我们来编辑第一个脚本，输入以下字符并保存退出
#!/bin/bash
echo "Hello, World!" 
echo "Knowledge is power."

# 将该文件改为可以执行文件并执行
new@Chevy-PC:~$ chmod 777 first_script.sh
new@Chevy-PC:~$ ./first_script.sh
Hello, World!
Knowledge is power.

Shebang

在脚本的第一行，我们需要告诉系统用哪种程序来运行这个脚本，写法为#!/path_to_binaries，我们一般称其为Shebang或者bang行^[1]

在bash脚本里面第一行我们一般写成#!/bin/bash，有些程序使用perl来运行的话，就写成#!/bin/perl

一个#!/bin.sh的脚本示例：

etc/init.d/policykit
#! /bin/sh
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          policykit
# Required-Start:    $local_fs
# Required-Stop:     $local_fs
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:
# Short-Description: Create PolicyKit runtime directories
# Description:       Create directories which PolicyKit needs at runtime,
#                    such as /var/run/PolicyKit
### END INIT INFO

# Author: Martin Pitt <martin.pitt@ubuntu.com>

case "$1" in
  start)
        mkdir -p /var/run/PolicyKit
        chown root:polkituser /var/run/PolicyKit
        chmod 770 /var/run/PolicyKit
    ;;
  stop|restart|force-reload)
    ;;
  *)
    echo "Usage: $SCRIPTNAME {start|stop|restart|force-reload}" >&2
    exit 3
    ;;
esac

:

Shell注释

在脚本里面#号后面的代码会被忽略，这行代码我们成为注释，注释可以帮助我们理解代码并且便于修改：

#!/bin/bash
# A Simple Shell Script To Get Linux Network Information
# Vivek Gite - 30/Aug/2009
echo "Current date : $(date) @ $(hostname)"
echo "Network configuration"
/sbin/ifconfig

多行注释可以使用HERE DOCUMENT 特性来进行注释：

#!/bin/bash
echo "Adding new users to LDAP Server..."
<<COMMENT1
    Master LDAP server : dir1.nixcraft.net.in 
    Add user to master and it will get sync to backup server too
    Profile and active directory hooks are below
COMMENT1
echo "Searching for user..."

设置脚本权限

一个刚编辑完的脚本无法直接执行，你需要使用chmod命令给与其可执行权限或者直接调用对应的命令来执行，下面的操作具有同样的效果：

chmod +x script.sh && ./script.sh
chmod 777 script.sh && ./script.sh

sh script.sh

使用ls -l可以查看一个文件的权限：

new@Chevy-PC:~$ ls -l first.sh
-rwxrwxrwx 1 new new 61 Jul 15 14:24 first.sh

更多chomd的操作可以使用man chmod查看

为什么不直接使用 scriptname 来调用脚本？为什么当工作目录$PWD正好是scriptname 所在目录时也不起作用？因为一些安全原因，当前目录./并不会被默认添加到用户的$PATH路径中。因此需要用户显式使用 ./scriptname 在当前目录下调用脚本。

脚本debug

在运行脚本的时候需要加上-x参数或者-xv参数，又或者是将shebang行改成#!/bin.bash-x

使用内置命令

bash shell提供了debug选项，可以使用set命令打开或者关闭：

• set -x：当脚本被执行的时候展示命令及参数
• set -v：当脚本被读入的时候展示输入行
• set -n：读入命令但不执行（在检查脚本是否有变量名重合的时候）

#!/bin/bash
### Turn on debug mode ###
set -x

# Run shell commands
echo "Hello $(LOGNAME)"
echo "Today is $(date)"
echo "Users currently on the machine, and their processes:"

### Turn OFF debug mode ###
set +x

# Add more commands without debug mode

#!/bin/bash
set -n # only read command but do not execute them
set -o noexec
echo "This is a test"
# no file is created as bash will only read commands but do not executes them 

本章节复习题

练习题1

按照下面代码写一个脚本并运行，观察输出：

# Script to print currently logged in users information, and current date & time.
clear
echo "Hello $USER"
echo -e "Today is \c ";date
echo -e "Number of user login : \c" ; who | wc -l
echo "Calendar"
cal
exit 0

​ 输出结果：

Hello new
Today is Tue Jul 16 15:34:58 CST 2019
Number of user login : 0
Calendar
     July 2019
Su Mo Tu We Th Fr Sa
    1  2  3  4  5  6
 7  8  9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

练习题2

写一个程序，打印出你最喜欢的电影名称，同时在下一行打印出导演的名称（以下是我自己的答案）：

#!/bin/bash
# print moive and director

set -e

my_favorite_moive="gone_with_the_wind"

moive_director="not_known"

echo -e "my_favorite_moive is \c"; 
echo $my_favorite_moive
echo -e "the moive's director is \c"; 
echo $moive_director

exit 0

练习题3

写一个shell脚本，打印你的名字，在用户按<ENTER>键之前保持等待状态：

#!/bin/bash
echo "Vivek Gite"
read -p "Press [Enter] key to continue..." fakeEnterKey

练习题4

列出十个内置命令和外部命令:

# builtin commands
history
break
cd
continue
eval
exit
grep
kill

# external commands
ls
gzip

练习题5

使用cd命令进入/etc/init.d目录下，查看各种系统启动脚本：

new@Chevy-PC:/bin$ cd /etc/init.d/
new@Chevy-PC:/etc/init.d$ ll
total 156
-rwxr-xr-x 1 root root 2269 Apr 22  2017 acpid*
-rwxr-xr-x 1 root root 4335 Mar 23  2018 apparmor*
-rwxr-xr-x 1 root root 2802 Nov 21  2017 apport*
-rwxr-xr-x 1 root root 1071 Aug 22  2015 atd*
-rwxr-xr-x 1 root root 1232 Apr 19  2018 console-setup.sh*
-rwxr-xr-x 1 root root 3049 Nov 16  2017 cron*
-rwxr-xr-x 1 root root  937 Mar 18  2018 cryptdisks*
-rwxr-xr-x 1 root root  978 Mar 18  2018 cryptdisks-early*
-rwxr-xr-x 1 root root 2813 Nov 16  2017 dbus*
-rwxr-xr-x 1 root root 4489 Jun 29  2018 ebtables*
-rwxr-xr-x 1 root root 3809 Feb 15  2018 hwclock.sh*
-rwxr-xr-x 1 root root 2444 Oct 25  2017 irqbalance*
-rwxr-xr-x 1 root root 1503 Feb 22  2018 iscsid*
-rwxr-xr-x 1 root root 1479 Feb 16  2018 keyboard-setup.sh*
-rwxr-xr-x 1 root root 2044 Aug 16  2017 kmod*
-rwxr-xr-x 1 root root  695 Dec  3  2017 lvm2*
-rwxr-xr-x 1 root root  571 Dec  3  2017 lvm2-lvmetad*
-rwxr-xr-x 1 root root  586 Dec  3  2017 lvm2-lvmpolld*
-rwxr-xr-x 1 root root 2378 Jun 17  2018 lxcfs*
-rwxr-xr-x 1 root root 2240 Jun  6  2018 lxd*
-rwxr-xr-x 1 root root 2653 Jun 26  2018 mdadm*
-rwxr-xr-x 1 root root 1249 Jun 26  2018 mdadm-waitidle*
-rwxr-xr-x 1 root root 2503 Feb 22  2018 open-iscsi*
-rwxr-xr-x 1 root root 1846 Mar 22  2018 open-vm-tools*
-rwxr-xr-x 1 root root 1366 Jan 17  2018 plymouth*
-rwxr-xr-x 1 root root  752 Jan 17  2018 plymouth-log*
-rwxr-xr-x 1 root root 1191 Jan 18  2018 procps*
-rwxr-xr-x 1 root root 4355 Dec 13  2017 rsync*
-rwxr-xr-x 1 root root 2864 Jan 15  2018 rsyslog*
-rwxr-xr-x 1 root root 1222 May 22  2017 screen-cleanup*
-rwxr-xr-x 1 root root 3837 Jan 26  2018 ssh*
-rwxr-xr-x 1 root root 5974 Apr 21  2018 udev*
-rwxr-xr-x 1 root root 2083 Aug 16  2017 ufw*
-rwxr-xr-x 1 root root 1391 Jul 18  2018 unattended-upgrades*
-rwxr-xr-x 1 root root 1306 May 16  2018 uuidd*

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1. SBCL - Shebang Scripts ↩