Shell編程-01-Shell腳本初步入門

時間  2019-11-21
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什麼是Shell

    簡單來講Shell其實就是一個命令解釋器，而它的做用就是解釋並執行用戶輸入的命令及程序。用戶每輸入一條命令，Shell就解釋執行一次。這種方式很容易讓你們想起在Windows環境中使用的command命令，咱們在cmd窗口輸入一條命令，按下Enter鍵，則執行相應的命令和結果。
    Shell位於操做系統的最外層，對外提供與用戶交互式的對話並返回相應的執行結果，對內則是將用戶輸入的命令解釋給操做系統。Shell在操做系統中所處的位置以下圖所示：
3-1 Shell在操做系統的位置.jpglinux

Shell在英文中的意思就是外殼、貝殼等，從圖中也能夠看出，Shell就像殼同樣包住了系統的核心（Kernel）shell

Shell命令與Command命令對比
3-2 Shell命令與Command命令_c2i.jpg編程

什麼是Shell腳本

    在理解了Shell以後，咱們再來看看Shell腳本。當命令或程序語句不是在命令行中執行時，而是經過程序文件來執行時，該程序就稱之爲Shell腳本，我依然拿Windows來作比例。當咱們須要執行比較少的命令時，咱們能夠一個一個命令的進行手動輸入，若是須要執行成百上千的命令時，你會怎麼辦？聰明的你確定會脫口而出，用批處理（擴展名通常爲bat或cmd）。其實Shell腳本就相似於批處理，經過在腳本中定義變量、執行命令、調用函數和邏輯判斷、循環等造成一個有機的總體，便造成一個功能強大、自動化程度較高的腳本。vim

  • 在Windows經過批處理獲取系統信息保存爲txt文件，然後自動打開該文件，代碼以下：
@echo off
set date=%date:~0,4%-%date:~5,2%-%date:~8,2%
echo "當前時間爲："%date%
cd /d "D:\"
mkdir SystemInfo
cd /d "SystemInfo"
systeminfo>systeminfo%date%.txt
start systeminfo%date%.txt
pause
  • Shell腳本判斷當前登陸用戶是否爲root
# !/bin/bash
currentName=`whoami`
echo $currentName
if [ "$currentName" = "root" ]
  then
    echo "Current Login User is root"
else
  echo "Current Login User is :"$currentName
fi

Shell腳本語言的種類

    Shell 腳本語言是弱類型語言，即無須定義變量類型便可使用。在UNIX/Linux中主要有兩大類Shell:Bourne Shell和C Shell。bash

Bourne Shell

    Bourne Shell包括Bourne Shell（sh）、Korn Shell(ksh)、Bourne Again Shell(bash)三種類型。微信

  • Bourne Shell
      由AT&T的Steve Bourne開發，是標準的UNIX Shell，不少UNIX系統都配有sh。編程語言

  • Korn Shell(ksh)
      由David Korn開發，是Bournd Shell(sh)的超集合而且添加了csh引入的新功能，是目前不少UNIX系統標配的Shell，這些系統上的/bin/sh每每指向/bin/ksh的符號連接編輯器

  • Bourne Again Shell(bash)
      由GNU項目組開發，主要目標是與POSIX標準操持一致，同時兼容sh。bash從csh和ksh借鑑了不少功能，是各類Linux發行版本默認配置的Shell。Linux系統上的/bin/sh每每是指向/bin/bash的符號連接。但bash和sh仍是有不少不一樣之處，雖然bash擴展了一些命令和參數，但bash並不徹底兼容sh，二者之間有些行爲並不一致。在大多數狀況下區別不太大，有時還可使用bash替代sh。函數

C Shell

    C Shell包括csh和tcsh兩種。csh由Berkeley大學開發，隨之BSD UNIX發佈，它的流程控制語句很像C語言，支持不少Bourne Shell所不支持的功能，如做業控制、別名、系統算術、命令歷史、命令行編輯等。tcsh是csh的加強版，加入了命令補全等功能，在FreeBSD、Mac OS X等系統上代替了csh。
    以上介紹的這些Shell中，較爲通用的是標準的Bourne Shell（sh）和C Shell(csh)，而其中Bourne Shell(sh)已經被Bourne Again Shell（bash）所取代。可經過如下命令查看CentOS 7.3系統Shell的支持狀況。

[admin@CentOS7 tmp]$ cat /etc/shells
/bin/sh             #Linux經常使用的Shell,指向/bin/bash
/bin/bash           #Linux經常使用的Shell,也是默認使用的Shell
/sbin/nologin       #Linux經常使用的Shell，用於禁止用戶登陸
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

Linux系統中主流的Shell是bash，而bash是由Bourne Shell（sh）發展而來，同時bash還包含了csh和ksh的特點。所以大多數腳本均可以不作修改便可在sh運行，若是使用sh後結果與預期有差別，能夠嘗試用bash代替sh.

經常使用操做系統默認Shell

    在經常使用的操做系統中，Linux中默認的Shell是Bourne Again Shell(bash)，Solaris和FreeBSD下默認的是Bourne Shell（sh），AIX下默認的是Korn Shell（ksh）。那麼問題來了，咱們該如何查看所使用系統的Shell？以CentOS爲例查看系統默認的Shell：

  • 方法一：
[admin@CentOS7 tmp]$ echo $SHELL
/bin/bash
  • 方法二：
[admin@CentOS7 tmp]$ grep root /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin

root用戶結尾的/bin/bash就是用戶登陸後的Shell解釋器。後續文章中重點講解的是Bourne Again Shell(bash)。

Shell 腳本的創建和執行

Shell腳本的創建

    在Linux系統中，Shell腳本一般是在編輯器vi/vim中進行編寫。可由UNIX/Linux命令、bash shell命令、程序結構控制語句、註釋等組成，推薦使用vim。

  • Shell腳本開頭（第一行）
      一個規範標準的Shell腳本會在第一行指出由哪一個解釋器來執行腳本中的內容，通常以下所示：
#!/bin/bash
或
#!/bin/sh

注意事項：

一、第一行通常要求小於255個字符。
二、#!/bin/bash不是註釋，在執行腳本時，內核會根據#!後的解釋器肯定使用哪一個解釋器來執行腳本的內容。
三、這一行必須位於每一個腳本頂端的第一行，若是不是第一行則是表明註釋

#!/bin/bash
echo "bash test"
#!/bin/bash #表明該行是註釋
#!/bin/sh   #表明該行是註釋
  • bash和sh的區別
      早期的bash與sh稍有不一樣，bash包含csh和ksh的特點，但大多數的腳本均可以直接在sh上運行。
    3-3 bash和sh區別.jpg

從上圖能夠看到sh爲bash的軟連接，大多數狀況下，腳本開頭使用#!/bin/bash和#!/bin/sh是沒有區別的。但仍是建議採用#!/bin/bash。

  通常狀況下，安裝完Linux系統以後會自動安裝好bash軟件，查看bash版本以下所示：

[admin@CentOS7 etc]$ cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.3.1611 (Core) #當前系統版本
[admin@CentOS7 etc]$ bash --version
GNU bash, version 4.2.46(1)-release (x86_64-redhat-linux-gnu) # bash 版本，後續省略自由軟件提示信息

若是想體驗更高版本的bash，升級方法以下所示：

yum -y update bash #在線升級
rpm -qa bash  #查看bash安裝包
bash-4.2.46-20.el7_2.x86_64

  如下是經常使用腳本開頭的寫法，不一樣語言的腳本在開頭通常都要加上以下標識內容：

#!/bin/sh
#!/bin/bash
#!/usr/bin/awk
#!/bin/sed
#!/usr/bin/tcsh
#!/usr/bin/perl

    CentOS中默認的Shell均爲bash。所以即在腳本中未加#!/bin/bash，它也會使用bash去解釋。若是不但願使用系統默認的Shell解釋器，就須要自行指定解釋器。建議你們一開始就養成好習慣，遵循Shell編程規範，在開頭第一行指定所使用的解釋器
    若是在開頭未指定解釋器，要使用對應的解釋器來執行腳本時，可使用以下方法：

Shell腳本： bash test.sh或sh test.sh
Python腳本：python test.py
  • 腳本註釋

    在不少編程語言中，都會支持單行和多行註釋，方便閱讀和維護，在Shell中，使用#對所在行進行註釋，註釋的內容並不會看成命令執行。註釋可單獨一行也能夠緊跟在命令後面。建議在寫腳本添加必要的註釋，方便本身也方便後續維護者或使用者。

註釋中儘可能不要使用中文，腳本中也儘可能不要使用中文。

Shell腳本的執行

  • Shell腳本的執行流程
        當腳本運行時，它會先查找系統環境變量ENV，該變量指定了環境文件（加載順序一般是/etc/profile、~/.bash_profile、~/.bashrc、/etc/bashrc等），在加載了上述環境變量文件後，Shell開始執行Shell腳本中的內容。
        Shell腳本執行的順序是從上到下，從左到右依次執行每一行的命令及語句。若是Shell中存在腳本嵌套（子腳本）時，就會執行嵌套腳本的內容，完成後再返回父腳本繼續執行父腳本內後續的命令和語句。一般狀況下，執行Shell腳本時，會向系統內核啓動一個新的進程，以便在該進程中執行腳本的命令和子腳本，其流程圖以下所示：
    3-4 Shell腳本執行基本流程圖_c2i.jpg

  • Shell腳本的執行方式

【1】bash script-name或sh script-name
    這種方式是當腳本文件自己沒有可執行權限（即文件屬性沒有x佔位符）時常使用的方式或腳本文件沒有指定解釋器時經常使用的方法。
3-5 Shell執行方式-1.jpg

【2】path/script-name或./script-name
    這種方式是指在當前路徑下執行腳本，前提是腳本必須有可執行權限，具體方法爲chmod +x script-name。而後經過相對路徑或絕對路徑執行腳本。
3-6 Shell執行方式-2.jpg

【3】source script-name或. script-name
    這種方法一般使用source或" . "讀入或加載指定的Shell腳本，如son.sh，而後依次執行指定的Shell腳本文件son.sh中的全部語句。這些語句將在當前父Shell腳本father.sh中運行（其餘幾種模式都會啓動新的進程執行子腳本）。

使用source或" . "能夠將son.sh自身腳本中的變量值或函數等的返回值傳遞到當前父Shell腳本father.sh中使用，這是和其餘兩種方法最大的區別，所以須要特別注意。

3-7 Shell執行方式-3_c2i.jpg

【4】sh<script-name或cat script-name | sh
    這種方法一樣適用於bash，這種方法並不常見，瞭解知道便可。其原理就是利用了管道技術。

3-8 Shell執行方式-4.jpg

  • 示例

你們能夠看看如下腳本的正確答案是哪個？

3-9 Shell執行示例-1.jpg

參考的答案選項以下所示：

  • [ ] 當前用戶
  • [ ] admin
  • [ ] 無內容輸入

正確答案是無內容輸入。緣由可查看Shell腳本的幾種執行方式。

經過這個示例咱們能夠得出以下結論：

  • 子Shell腳本會直接繼承父Shell的變量、函數等，如兒子繼承父親基因。
  • 若是但願父Shell繼承子Shell的變量，就要使用source或" . "

3-10 Shell執行示例-2.jpg

腳本規範

    每種語言都有本身的開發規範，雖然不是強制遵照，但有規範的代碼不便方便閱讀、維護、多人協同開發，同時也能減小出現Bug的機率。主要的規範以下所示：

  • 【1】Shell腳本的第一行指定腳本解釋器
#!/bin/bash
或
#!/bin/sh
  • 【2】Shell腳本的開關添加版本、版權、做者等
#Date:2017-11-29 22:50
#Author:Surpassme
#Description:This is sample shell scripts
#Version:1.5

  • 【3】Shell腳本中儘可能不要使用中文
      雖然說Linux也能兼容中文，但仍是存在切換系統環境後中文出現亂碼的問題。若是非要用中文，可對系統進行字符集調整。如export LANG="zh_CN.UTF-8"，並在腳本中從新定義字符集設置和系統保持一致。

  • 【4】Shell腳本儘可能添加擴展名.sh

  • 【5】養成良好的腳本書寫習慣
一、成對的符號儘可能一次性寫全，防止遺漏
二、中括號（[]）兩端至少要保留一個空格。
三、流程控制語句，應一次性將格式寫完，再添加內容
四、良好的代碼縮進，方便閱讀
五、腳本的各個符號必須爲英文狀態下的符號
六、常規變量的字符串定義時應加雙引號（""）而且等號先後均不能有空格，須要強引用（指所見即所得的字符串引用），則使用單引號（''），若是是命令引用，則用反引號（``）

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