【Day 40】Linux-Shell脚本

一、Shell 脚本基础

本质：纯文本文件（通常以 .sh 为后缀，便于识别），内容是一系列 Shell 命令的集合。
核心作用：
- 自动化执行重复性工作（如批量创建用户、定时备份），减少人工操作；
- 整合复杂命令流程（如配置环境、部署应用），降低操作门槛；
- 实现系统管理任务的标准化（如统一 yum 源配置、服务启停）。
运行依赖：依赖 Shell 解释器（如 bash，Linux 系统默认解释器），脚本首行需指定解释器(#!/bin/bash)

（一）输出命令

输出命令用于将内容打印到终端或文件，核心包括echo 和 Here Document（多行输出）。

1、 echo 命令

echo 是最常用的输出命令，支持单引号、双引号和无引号，核心区别在于特殊字符是否转义：

引号类型	特殊字符处理	示例	输出结果
单引号	完全取消转义（所有字符按原样输出）	echo '当前目录: $PWD'	当前目录: $PWD
双引号	保留特殊字符含义（如变量 `$`、命令 `$( )`）	echo "当前目录: $PWD"	当前目录: /root（取决于实际目录）
无引号	支持变量转义，但不支持空格（空格会被解析为命令分隔符）	echo 当前目录: $PWD	当前目录: /root

2、Here Document（多行输出）

用于一次性输出多行内容，避免重复使用 echo。

语法格式：

规则：终止符前后不能有空格（否则无法识别）；常用 eof（End Of File）作为终止符，也可自定义（如 end )。

（三）重定向符号

Linux 命令执行时，内核会默认打开 3 个标准文件描述符（0、1、2），其设计基于 "一切皆文件" 理念 ------ 键盘、屏幕等设备均被抽象为文件，文件描述符则是内核分配的整数编号，用于简化文件读写（无需记路径，仅通过编号调用）

这 3 个描述符分别对应命令的输入源与输出目的地，保障命令能正常接收输入、输出结果，也是重定向（改变输入 / 输出来源）的核心依赖。

文件描述符	名称	作用	默认设备
0	标准输入（stdin）	接收命令输入	键盘
1	标准输出（stdout）	输出命令正常结果	终端（屏幕）
2	标准错误输出（stderr）	输出命令错误信息	终端（屏幕）

1、输出重定向（> 、>> 、2>、&>）

符号	作用	示例	说明
1>	覆盖标准输出到文件（1可省略）	ls /etc > /tmp/etc_list.txt	将 /etc目录列表覆盖写入文件，终端无输出
1>>	追加标准输出到文件（1可省略）	echo "new line" >> /tmp/etc_list.txt	在文件末尾追加一行，不覆盖原有内容
2>	覆盖标准错误输出到文件	ls /nonexistent 2> /tmp/error.log	将 "目录不存在" 的错误信息写入日志文件
&>	覆盖所有输出（stdout + stderr）到文件	yum update &> /tmp/yum_update.log	将 yum 更新的所有信息（正常 + 错误）写入日志
>/dev/null	丢弃输出（黑洞设备）	ntpdate 120.25.108.11 > /dev/null	执行命令但不显示任何输出（常用于定时任务）

2、输入重定向（<、<<）

符号	作用	示例	说明
<	从文件读取标准输入	tr 'a-z' 'A-Z' < /tmp/info.txt	将文件内容转为大写（ tr 命令从文件读输入）
<<	Here Document 输入（与输出逻辑相反）	cat > /tmp/test.txt << eof\nhello\neof	从多行输入创建文件（等价于手动输入内容）

tr [原字符集] [目标字符集] //
**cat：**基础功能是「拼接并输出文本」，但结合重定向符号 > 时，可实现「创建文件并写入内容」；
>：输出重定向符号，作用是将 cat 接收的输入内容，覆盖写入到指定文件 /tmp/test.txt（若文件已存在，原内容会被清空；若不存在，会自动创建）；
cat > /tmp/test.txt // 将后续输入的内容，写入到 /tmp/test.txt 文件中。
<< eof\nhello\neof //后续内容直到遇到指定的终止符前，都是要写入文件的内容

1. 标准输入（stdin, FD=0）：命令的 "输入来源"
作用： 命令需要 "读数据" 时，默认从 FD=0 读取（比如 read 命令接收用户输入、grep 命令从标准输入过滤内容）。
默认设备： 键盘 ------ 用户通过键盘敲入的内容，会被传递给 FD=0，供命令读取。
实际场景举例：

read name //读取用户输入并赋值给 name 变量，此时命令会从 FD=0（键盘）等待输入，你敲入 "Alice" 后按回车，"Alice" 就通过 stdin 传给了 read 命令。
grep "root" < /etc/passwd//通过 < 把 stdin 定向到 /etc/passwd 文件，直接从文件中过滤包含 "root" 的行。

2. 标准输出（stdout, FD=1）：命令的 "正常结果出口"
作用： 命令执行成功后，产生的 "有效结果" 会通过 FD=1 输出（比如 ls 列出的目录列表、cat 读取的文件内容、date 显示的当前时间）。
默认设备： 终端（屏幕）------ 正常结果会直接显示在屏幕上，让用户看到。
关键特性： 只有 "成功的、有价值的结果" 会走 stdout，错误信息不会走这里。
实际场景举例：

ls /etc //执行正确命令。正常结果通过 stdout（FD=1）输出到屏幕，输出 /etc 下的文件
ls /etc > etc_list.txt //stdout 被定向到 etc_list.txt 文件，屏幕不再显示列表，打开文件就能看到结果；如果用 >>，则会把结果 "追加" 到文件末尾（不会覆盖原有内容）。

3. 标准错误输出（stderr, FD=2）：命令的 "错误提示出口"
作用： 命令执行失败或异常时，产生的 "错误信息" 会通过 FD=2 输出（比如 "文件不存在""权限不足""命令不存在" 等提示）。
默认设备： 终端（屏幕）。和 stdout 默认都显示在屏幕上，但两者是完全独立的通道。
关键特性： 错误信息不会混入 stdout，即使 stdout 被重定向到文件，stderr 仍会默认显示在屏幕（除非单独定向 stderr）。
实际场景举例：

ls /nonexistent //执行错误命令，"ls: 无法访问 '/nonexistent': 没有那个文件或目录" 是错误信息，通过 stderr（FD=2）输出到屏幕。
ls /nonexistent 2> error.log //stderr 被定向到 error.log 文件，屏幕不再显示错误提示，打开日志文件就能查看错误详情；用 2>> 则追加错误信息到日志。

二、Shell 变量的使用

在 Shell 命令和脚本中，变量的核心作用是存储数据并在需要时重复使用，通过抽象和复用数据，简化命令逻辑、提高灵活性和可维护性，

变量是 Shell 中存储数据的容器，按作用范围分为用户自定义变量 、环境变量 和特殊变量。

(一) 用户自定义变量

1、变量定义

语法：变量名=值（= 前后无空格，否则解析为命令）
命名规范：

只能包含大小写字母、数字、下划线（_）；
不能以数字开头（如 123ip 错误，ip123 正确）；
见名知义（如 user_name 表示用户名，file_path 表示文件路径）；
避免与 Shell 关键字冲突（如 if、for、then 等）

2、变量调用

语法： $变量名或$ {变量名}，后者用于避免变量名与后续字符混淆。

变量名单独出现 或后面紧跟空格、标点等非字母数字字符 时，$变量名 和 ${变量名} 效果相同

当变量名后紧跟字母、数字或下划线 时，需要用 ${变量名} ，否则 Shell 会误判变量名的范围。

3、交互式定义变量（read 命令补充选项）

read 命令用于从终端接收用户输入，语法：read [选项] 变量名，常用选项：

-p // "提示信息"：输入前显示提示；
-n // N：限制输入字符数（如 -n 6 表示最多输入 6 个字符）；
-s // 隐藏输入（常用于输入密码，避免明文显示）。

4、变量数学运算（补充运算符与场景）

Shell 变量默认是字符串类型，需通过专用方式实现数学运算，常用三种方式：

方法	语法	示例（计算 10+20）	*支持运算符（+、-、、/、%）**
let 命令	let 变量=表达式	let c=10+20	支持所有基本运算符
$((表达式))	$((表达式))	c=$((10+20))	支持所有基本运算符（推荐）
expr 命令	变量=$(expr 表达式)	c=$(expr 10 + 20)	运算符前后必须加空格

declare -i 是用于声明整数类型变量的命令，其核心作用是强制变量以整数形式参与运算和处理，避免 Shell 默认的字符串类型导致的运算错误。

（二）环境变量

环境变量是全局生效的变量，可被所有子进程（如脚本、新终端）继承，常用于配置系统环境。

1、查看环境变量

# env//查看所有环境变量
# echo $PATH //查看指定环境变量（如 PATH：命令搜索路径）

2、定义 / 修改环境变量

临时生效：export 变量名=值（仅当前终端有效，关闭终端后失效）；
若没有则是定义变量，有则是修改变量。变量名大写。
永久生效：需写入配置文件（根据用户范围选择），source生效。

配置文件	生效范围	适用场景
/etc/profile	所有用户（全局）	系统级配置
~/.bash_profile	当前用户（局部）	存放环境变量等全局配置，并通过以下代码引入 `.bashrc`
~/.bashrc	当前用户（局部，推荐）	存放所有交互相关配置（别名、提示符等）

（三）特殊变量

特殊变量是 Shell 预定义的变量，用于获取命令行参数、进程状态等，常用如下：

特殊变量	含义	示例
$?	获取上一条命令执行后的的退出状态码（Exit Status）	配合 if 条件判断使用
$0	获取当前脚本的文件名	脚本内写 echo $0，执行后输出脚本名
$1\~$ 9	脚本的第 1~9 个命令行参数	bash test.sh a b c， $1=a，$ 2=b
$#	脚本的命令行参数总数	上述示例中 echo $# 输出 3
$*	所有命令行参数（作为一个整体）	上述示例中 echo $* 输出 a b c

Linux 中，任何命令执行结束后都会返回一个 "退出状态码"（0-255 整数）表示命令的执行结果

0：表示当命令完全按照预期逻辑执行完毕，没有出现任何错误。
非 0：表示命令执行失败（不同非 0 值可能对应不同错误原因，具体含义由命令自身定义）。

状态码	含义说明	典型场景示例
0	成功：命令完全按预期执行完毕，无任何错误。	ls /etc（正确列出目录）、 cp a.txt b.txt（成功复制）。
1	通用错误：命令执行失败（非特定类型错误）。	grep "关键词" 空文件
2	错误的命令用法：参数错误、选项无效或命令语法错误。	ls -x（使用不存在的选项）、 mkdir（缺少目录名参数）。
126	无法执行命令：文件存在但无执行权限，或不是可执行文件。	./test.sh（脚本无 x 权限）、 /etc/passwd（尝试执行普通文件）。
127	命令未找到：输入的命令不存在（或不在 PATH 路径中）。	abcdef（输入不存在的命令）、 mysqldump（未安装该工具）。
128	无效的退出参数：exit 命令后接非整数参数	脚本中执行 exit "error"

三、Bash编写流程

（一）前期准备：明确需求与环境

需求拆解：
- 明确脚本的核心目标（如 "自动备份数据""检测服务状态""批量创建用户"）；
- 拆分具体步骤（如 "备份数据" 需拆分为 "判断备份目录是否存在→执行压缩→验证备份结果→记录日志"）；
- 定义边界条件（如 "备份失败时是否发送告警""用户已存在时是否跳过创建"）。
环境确认：
- 确定执行脚本的操作系统（如 CentOS、Ubuntu，部分命令路径可能不同，如 service vs systemctl）；
- 检查依赖工具是否存在（如脚本需用 mysql 命令，需先确认 mysql-client 是否安装；需用 netstat，需确认 net-tools 包是否存在）；
- 明确执行权限（脚本是否需要 root 权限，如 useradd、mount 等命令必须 root 执行）。

（二）创建脚本文件并指定解释器

这是脚本的 "基础框架"，确保系统能正确识别并执行脚本：

1、创建脚本文件：

用文本编辑器（如 vim、nano）创建以 .sh 为后缀的文件（后缀非强制，但便于识别），例如：

vim /opt/scripts/backup_data.sh //创建备份脚本

2、指定解释器（Shebang 语法） ：
脚本的第一行 指定 Bash 解释器，告诉系统 "用 /bin/bash 执行该脚本"（避免默认解释器差异导致错误）

// 若系统中 Bash 路径不同（如部分 Ubuntu 可能在 /usr/bin/bash），可通过 which bash 查看实际路径，确保语法正确。

3、添加脚本说明（可选但推荐）：

在解释器下方添加注释，说明脚本功能、作者、创建时间、用法等，便于后续维护：

复制代码

#!/bin/bash
# 脚本名称：backup_data.sh
# 核心功能：每天凌晨 3 点备份 /data 目录到 /backup，保留最近 7 天的备份文件
# 执行方式：./backup_data.sh 或添加到 crontab（0 3 * * * /opt/scripts/backup_data.sh）
# 依赖工具：tar（压缩）、date（生成时间戳）、find（清理旧备份）

（三）编写核心逻辑（变量、条件、循环等）

根据需求拆解的步骤，用 Bash 语法实现核心逻辑，需注意语法规范和可读性：

定义变量（简化维护） ：
将脚本中重复使用的值（如路径、阈值、参数）定义为变量，后续修改只需改变量，无需改逻辑。例如备份脚本中：

复制代码

# 定义变量（建议集中放在脚本开头，便于管理）
src_dir="/data"          # 待备份的源目录
backup_dir="/backup"     # 备份文件存放目录
keep_days=7              # 备份文件保留天数
backup_file="data_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).tar.gz"  # 备份文件名（带时间戳）

实现核心步骤（按需求拆解） ：
用 Bash 语法（条件判断、循环、命令执行等）逐步实现功能，每个步骤可添加注释说明。
处理异常场景（提升健壮性）：

避免 "假设一切顺利"，需考虑异常情况（如目录不存在、权限不足、命令执行失败），通过 if 判断、exit 退出等方式处理，例如：

执行 useradd 前先判断用户是否存在；
执行 cp 后用 $? 验证是否复制成功；
关键命令失败时输出错误信息并退出，避免后续步骤无效执行。

（四）添加执行权限

Bash 脚本默认是 "文本文件"，需赋予 "执行权限" 才能运行，通过 chmod 命令设置：

复制代码

# 给脚本添加执行权限（所有者可执行，其他用户只读，避免安全风险）
chmod 744 /opt/scripts/backup_data.sh

# 或简化为"所有者可读写执行，组和其他用户可执行"（适合内部脚本）
chmod +x /opt/scripts/backup_data.sh

权限说明：744 中，7（所有者：读 r=4 + 写 w=2 + 执行 x=1），4（组和其他：仅读）；
若脚本需 root 执行，需确保用 sudo 或 root 用户运行。

（五）测试脚本（关键环节，避免线上故障）

脚本编写完成后，必须先测试，验证功能是否符合预期、是否存在语法错误或逻辑漏洞。

语法检查（快速排查错误） ：
用 bash -n 脚本路径检查脚本是否有语法错误，无输出表示语法正常：

复制代码

bash -n /opt/scripts/backup_data.sh

若有语法错误，会提示具体行号（如 line 15: syntax error near unexpected token 'fi'）需定位修复。

执行测试（模拟实际场景）：

首次测试建议用 "调试模式" 运行，查看脚本执行过程（每一步的命令和变量值），便于定位问题：

复制代码

bash -x /opt/scripts/backup_data.sh  # -x 开启调试模式，输出详细执行过程

验证结果：检查备份文件是否生成、过期文件是否清理、日志是否正确输出（若脚本有日志功能）；边界测试：模拟异常场景（如删除源目录后执行脚本，看是否提示错误；手动创建重复用户，看是否跳过）。

优化调整 ：
根据测试结果修改脚本，例如：

若备份文件过大，可添加 tar 压缩参数（如 -z 用 gzip 压缩，-j 用 bzip2 压缩）；

若输出信息杂乱，可添加日志功能（将输出重定向到日志文件，如 echo "备份成功" >> /var/log/backup.log）；

若需定时执行，可添加到 crontab（如 crontab -e 中添加 0 3 * * * /opt/scripts/backup_data.sh，每天凌晨 3 点执行）。

（六）上线与维护

脚本测试通过后，即可上线使用，并定期维护：

上线部署：

将脚本放到固定目录（如 /opt/scripts），避免随意移动（若移动，需同步修改 crontab 或其他调用路径）；

告知使用人员脚本的用法、参数（若有）和注意事项（如 "执行前需确认源目录权限"）。

日常维护：

定期查看脚本执行日志（若有），确认是否正常运行（如备份脚本是否每天生成文件）；

环境变化时同步更新脚本（如源目录迁移，需修改脚本中的 src_dir 变量）；

优化性能（如批量处理脚本用 for 循环替代多次重复命令，减少系统开销）。

练习1：

备份所有.repo 文件到 backup 目录
挂载光盘到 /mnt/cdrom
创建本地源配置文件

mv是移动文件，会把原来的.repo文件从/etc/yum.repos.d/目录移走，这样系统就不会再识别这些仓库配置了
如果用cp只是复制备份，原来的仓库配置仍然存在，系统可能会优先使用网络仓库而不是我们配置的本地源

【Day 40】Linux-Shell脚本

一、Shell 脚本基础

（一）输出命令

1、 echo 命令

2、Here Document（多行输出）

（三）重定向符号

二、Shell 变量的使用

(一) 用户自定义变量

1、变量定义

2、变量调用

3、交互式定义变量（read 命令补充选项）

4、变量数学运算（补充运算符与场景）

（二）环境变量

（三）特殊变量

三、Bash编写流程

（一）前期准备：明确需求与环境

（二）创建脚本文件并指定解释器

（三）编写核心逻辑（变量、条件、循环等）

（四）添加执行权限

（五）测试脚本（关键环节，避免线上故障）

（六）上线与维护

待细化