十分钟带你学会 Shell 脚本

Shell脚本
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2023-06-06
linux shell 编程之函数使用详解
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一篇文章从了解到入门shell
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前言

本篇文章没有太多的理论知识，主要分为基础语法案例、常用工具型命令（重点：帮助我们完成复杂需求）、工作中常见的需求（实战案例有源码，工作中可以直接套用），建议花十分钟阅读一遍收藏即可，当工作中需要编写 Shell 脚本 直接套用案例中的脚本模板，足可满足后端开发的大部分需求。

作为一名后端程序员，如果不掌握基础的 Shell 脚本，那么运维编写的一些简单的 脚本 根本无法看懂，也不便于与运维进行沟通交流。掌握 Shell，可以帮助我们提高日常工作效率，比如快速构建部署项目、管理集群、监控服务器、定时清理日志文件或管理服务器等等。

概述

Shell 是由 C 语言编写而成，外号俗称壳。开发者如果想操作 Linux 系统内核，必须通过 Shell 脚本进行交互，解释和执行用户命令，不可以绕过 Shell 直接操作 Linux 内核 。 Shell 是一门强大的编程语言，容易上手功能强大。

Shell 解析器

Linux 中有几种常见的解析器，后面的模板都是使用 Bash （最常用的解析器）解析器进行编写，查看当前系统支持哪些解析器： 

 cat /etc/shells

查看当前系统使用的 Shell 解析器： 

 echo $SHELL

十分钟带你学会 Shell 脚本

基础语法与实操案例

Shell 变量

对于后台开发者，系统环境变量一定不会陌生，这里不做过多赘述。Shell 变量分为两种：系统变量、自定义变量。

系统变量

常见的 系统变量 如下：

变量名

解释

$PWD

脚本执行的当前所在目录

$UID

当前操作的系统用户 ID

$$

当前操作用户的 PID

$#

当前脚本的参数个数

$*

当前脚本的所有参数

$0

当前执行程序的名称

$n

当前程序的第 N 个参数

$HOME

当前程序的 home 目录

$USER

查询当前程序使用的操作用户

自定义变量

1. 变量命令规则

变量名必须是以字母或下划线字符“_”开头，后面字母、数字或下划线字符。切记不用使用特殊符号，给自己带来不必要的麻烦。

2. 查看当前 Shell 所有的环境变量

3. 编写自定义变量 

 # 变量名=值
如：A=1   等号两边不要有空格，如果值中间存在空格，请使用单引或者双引号：A='张 三'

# 撤销变量
unset A

# 定义静态变量，静态变量不可以二次赋值，静态变量不可以 unset 撤销
readonly B=2

4. 变量的作用域

普通的变量作用域为当前的执行程序，程序外部不可使用当前定义的变量。通过 export 可以把变量升级为全局环境变量，这样当前系统所有程序都可以使用这个 环境变量 。

创建测试脚本： 

 touch test.sh

赋值执行权限： 

  chmod  u+x test.sh

编写脚本： 

  vim  test.sh

定义全局脚本（脚本内容如下）： 

 export user_name="张三" 
 #!/bin/bash
echo $user_name

5. 由于定义了全局变量，所以执行脚本可以正常输出 $user_name 变量的值，反之脚本中定义的局部变量，其它脚本中不可以正常输出结果。 

 ./test.sh

运算符

运算符 的种类大致可以分为（直接上代码示例）4 种。

算数运算符

 #!/bin/bash
a=10
b=20

# 加法
val=`expr $a + $b`
echo "a + b : $val"

# 减法
val=`expr $a - $b`
echo "a - b : $val"

# 乘法
val=`expr $a * $b`
echo "a * b : $val"

# 除法
val=`expr $b / $a`
echo "b / a : $val"

# 取余
val=`expr $b % $a`
echo "b % a : $val"

# 等于
if [ $a == $b ]
then
   echo "a 等于 b"
fi
if [ $a != $b ]
then
   echo "a 不等于 b"
fi

关系运算符

 #!/bin/bash
a=10
b=20
# 等于
if [ $a -eq $b ]
then
   echo "$a -eq $b : a 等于 b"
else
   echo "$a -eq $b: a 不等于 b"
fi

# 不等于
if [ $a -ne $b ]
then
   echo "$a -ne $b: a 不等于 b"
else
   echo "$a -ne $b : a 等于 b"
fi

# 大于
if [ $a -gt $b ]
then
   echo "$a -gt $b: a 大于 b"
else
   echo "$a -gt $b: a 不大于 b"
fi

# 小于
if [ $a -lt $b ]
then
   echo "$a -lt $b: a 小于 b"
else
   echo "$a -lt $b: a 不小于 b"
fi

# 大于等于
if [ $a -ge $b ]
then
   echo "$a -ge $b: a 大于或等于 b"
else
   echo "$a -ge $b: a 小于 b"
fi

# 小于等于
if [ $a -le $b ]
then
   echo "$a -le $b: a 小于或等于 b"
else
   echo "$a -le $b: a 大于 b"
fi

布尔运算符

 #!/bin/bash
a=10
b=20

# !  非运算，跟 java 一样
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a == $b: a 等于 b"
fi

# 与运算，跟 java 里面的 && 一样
if [ $a -lt 100 -a $b -gt 15 ]
then
   echo "$a 小于 100 且 $b 大于 15 : 返回 true"
else
   echo "$a 小于 100 且 $b 大于 15 : 返回 false"
fi

# 或运算，与 java 里面的 || 同理
if [ $a -lt 100 -o $b -gt 100 ]
then
   echo "$a 小于 100 或 $b 大于 100 : 返回 true"
else
   echo "$a 小于 100 或 $b 大于 100 : 返回 false"
fi

if [ $a -lt 5 -o $b -gt 100 ]
then
   echo "$a 小于 5 或 $b 大于 100 : 返回 true"
else
   echo "$a 小于 5 或 $b 大于 100 : 返回 false"
fi

字符串运算符

 #!/bin/bash
a="abc"
b="efg"

# 判断字符串是否相等
if [ $a = $b ]
then
   echo "$a = $b : a 等于 b"
else
   echo "$a = $b: a 不等于 b"
fi

# 判断字符串不相等
if [ $a != $b ]
then
   echo "$a != $b : a 不等于 b"
else
   echo "$a != $b: a 等于 b"
fi

# -n 判断字符串长度是否不为 0
if [ -n "$a" ]
then
   echo "-n $a : 字符串长度不为 0"
else
   echo "-n $a : 字符串长度为 0"
fi

# 与 -n 相反
if [ -z $a ]
then
   echo "-z $a : 字符串长度为 0"
else
   echo "-z $a : 字符串长度不为 0"
fi

# $ 表示检查字符串是否为空
if [ $a ]
then
   echo "$a : 字符串不为空"
else
   echo "$a : 字符串为空"
fi

流程控制

if else 不再做介绍，上述运算符案例中有大量使用，对于后端开发及其简单，流程控制在程序用使用非常频繁。

case 语法直接套用

最后的 *) 表示默认模式，相当于 Java 中的 default，;; 表示命令序列结束，相当于 Java 中的 break。 

 !/bin/bash

case $1 in
"1")
        echo "张三"
;;

"2")
        echo "李四"
;;
*)
        echo "王二"
;;
esac

for 循环

案例：从 1 加到 100。 

 #!/bin/bash     
s=0
for((i=0;i<=100;i++))
do
        s=$[$s+$i]
done
echo $s

while 循环

案例：从 1 加到 100。 

 #!/bin/bash
s=0
i=1
while [ $i -le 100 ]
do
        s=$[$s+$i]
        i=$[$i+1]
done

# 输出值
echo $s

函数

Shell 脚本和其它编程语言类似，分为 系统函数 和 自定义函数 。

系统函数

1. basename 基本语法 

 basename 路径 后缀

功能描述： basename 命令会删掉所有的前缀包括最后一个（‘/’）字符，然后将字符串显示出来。

不加后缀：

加后缀：

如果脚本中需要获取当前路径的后缀名称：

2. dirname 基本语法 

 dirname 文件绝对路径

功能描述：从给定的包含绝对路径的文件名中去除文件名（非目录的部分），然后返回剩下的路径（目录的部分）。

自定义函数

1. 基本语法： 

  [ function ] funname[()]
{
        Action;
        [return int;]
}

2. 经验技巧

  • 必须在调用函数地方之前，先声明函数，Shell 脚本是逐行运行。不会像其它语言一样先编译。
  • 函数返回值，只能通过 $? 系统变量获得，可以显示加 return 返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。return 后跟数值 n（0~255）。

3. 案例实操

函数无返回值：计算两个输入参数的和。

脚本源码： 

 #!/bin/bash
function  sum ()
{
    s=0
    s=$[ $1 + $2 ]
    echo "$s"
}
# read 读取控制台的输入，n1， n2 用于接收输入内容，-p：指定读取值时的提示符; -t：指定读取值时等待的时间（秒）
read -p "Please input the number1: " n1;
read -p "Please input the number2: " n2;
# 调用方法
sum $n1 $n2;

函数有返回值：计算两个输入参数的和（函数返回值，只能通过$?系统变量获得）。 

 #!/bin/bash
function sum()
{
 # read 读取控制台的输入，n1， n2 用于接收输入内容，-p：指定读取值时的提示符; -t：指定读取值时等待的时间（秒）
read -p "Please input the number1: " n1;
read -p "Please input the number2: " n2;
return $(($n1+$n2))
}

# 调用方法
sum
echo "计算两个数字之和为 $? !"

常用的 Shell 工具

下面列举的几个命令非常实用，命令的具体使用方法请阅读： Linux 命令 大全，非常重要且命令参数太多，这里不做过多赘述。

  • awk ：非常强大的文本分析功能，开发中使用非常频繁。
  • sort：对文件进行排序，并将标准结果显示输出。
  • sed：sed 是一种流编辑器，一次处理一行内容。
  • cut：主要用于剪切字符、字节，并输出结果。

开箱即用的 Shell 脚本

请用 Shell 脚本写出查找当前文件夹（/home）下所有的文本文件内容中包含有字符“shen”的文件名称。 

 grep -r "shen" /home | cut -d ":" -f 1

判断用户输入的是否为 IP 地址： 

 #!/bin/bash
function check_ip(){
    IP=$1
    VALID_CHECK=$(echo $IP|awk -F. '$1< =255&&$2<=255&&$3<=255&&$4<=255{print "yes"}')
    if echo $IP|grep -E "^[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}$">/dev/null; then
        if [ $VALID_CHECK == "yes" ]; then
            echo "$IP available."
        else
            echo "$IP not available!"
        fi
    else
        echo "Format error!"
    fi
}
check_ip 192.168.1.1
check_ip 256.1.1.1

定时清空文件内容，定时记录文件大小： 

 #!/bin/bash
#每小时执行一次脚本（任务计划），当时间为 0 点或 12 点时，将目标目录下的所有文件内#容清空，但不删除文件，
#其他时间则只统计各个文件的大小，一个文件一行，输出到以时#间和日期命名的文件中，需要考虑目标目录下二级、三级等子目录的文件
logfile=/tmp/`date +%H-%F`.log
n=`date +%H`
if [ $n -eq 00 ] || [ $n -eq 12 ]
then
#通过 for 循环，以 find 命令作为遍历条件，将目标目录下的所有文件进行遍历并做相应操作
for i in `find /data/log/ -type f`
do
true > $i
done
else
for i in `find /data/log/ -type f`
do
du -sh $i >> $logfile
done
fi

检测网卡流量，并按规定格式记录在日志中： 

 #!/bin/bash
#######################################################
#检测网卡流量，并按规定格式记录在日志中#规定一分钟记录一次
#日志格式如下所示:
#2019-08-12 20:40
#ens33 input: 1234bps
#ens33 output: 1235bps
######################################################3
while :
do
#设置语言为英文，保障输出结果是英文，否则会出现 bug
 LANG =en
logfile=/tmp/`date +%d`.log
#将下面执行的命令结果输出重定向到 logfile 日志中
exec >> $logfile
date +"%F %H:%M"
#sar 命令统计的流量单位为 kb/s，日志格式为 bps，因此要*1000*8
sar -n DEV 1 59|grep Average|grep ens33|awk '{print $2,"t"," input :","t",$5*1000*8,"bps","n",$2,"t","output:","t",$6*1000*8,"bps"}'
echo "####################"
#因为执行 sar 命令需要 59 秒，因此不需要 sleep
done

计算文档每行出现的数字个数，并计算整个文档的数字总数： 

 #!/bin/bash
#########################################################
#计算文档每行出现的数字个数，并计算整个文档的数字总数
########################################################
#使用 awk 只输出文档行数（截取第一段）
n=`wc -l a.txt|awk '{print $1}'`
sum=0
#文档中每一行可能存在空格，因此不能直接用文档内容进行遍历
for i in `seq 1 $n`do
#输出的行用变量表示时，需要用双引号
line=`sed -n "$i"p a.txt`#wc -L 选项，统计最长行的长度
n_n=`echo $line|sed s'/[^0-9]//'g|wc -L`
echo $n_nsum=$[$sum+$n_n]
done
echo "sum:$sum"

杀死所有脚本： 

 #!/bin/bash
################################################################
#有一些脚本加入到了 cron 之中，存在脚本尚未运行完毕又有新任务需要执行的情况，
#导致系统负载升高，因此可通过编写脚本，筛选出影响负载的进程一次性全部杀死。
################################################################
ps aux|grep 指定进程名|grep -v grep|awk '{print $2}'|xargs kill -9

从 ftp 服务器下载文件： 

 #!/bin/bash
if [ $# -ne 1 ]; then
    echo "Usage: $0 filename"
fi
dir=$(dirname $1)
file=$(basename $1)
ftp -n -v << EOF   # -n 自动登录
open 192.168.1.10  # ftp 服务器
user admin password
binary   # 设置 ftp 传输模式为 二进制 ，避免 MD5 值不同或.tar.gz 压缩包格式错误
cd $dir
get "$file"
 EOF

监测 Nginx 访问日志 404 情况： 

 #场景：
#1.访问日志文件的路径：/data/log/access.log
#2.脚本死循环，每 10 秒检测一次，10 秒的日志条数为 300 条，出现 404 的比例不低于 10%（30 条）则需要重启  php-fpm  服务
#3.重启命令为：/etc/init.d/php-fpm restart
#!/bin/bash
###########################################################
#监测 Nginx 访问日志 404 情况，并做相应动作
###########################################################
log=/data/log/access.log
N=30 #设定 阈值 
while :do
 #查看访问日志的最新 300 条，并统计 404 的次数
    err=`tail -n 300 $log |grep -c '404" '` 
if [ $err -ge $N ] 
then
/etc/init.d/php-fpm restart 2> /dev/null 
#设定 60s 延迟防止脚本 bug 导致无限重启 php-fpm 服务
     sleep 60
 fi
 sleep 10
 done

iptables 自动屏蔽访问网站频繁的 IP

方法 1：根据访问日志（Nginx 为例）。 

 #!/bin/bash
DATE=$(date +%d/%b/%Y:%H:%M)
ABNORMAL_IP=$(tail -n5000 access.log |grep $DATE |awk '{a[$1]++}END{for(i in a)if(a[i]>100)print i}')
#先 tail 防止文件过大，读取慢，数字可调整每分钟最大的访问量。awk 不能直接过滤日志，因为包含特殊字符。
for IP in $ABNORMAL_IP; do
    if [ $(iptables -vnL |grep -c "$IP") -eq 0 ]; then
        iptables -I INPUT -s $IP -j DROP    fidone

方法 2：通过 TCP 建立的连接。 

 #!/bin/bash
ABNORMAL_IP=$(netstat -an |awk '$4~/:80$/ && $6~/ESTABLISHED/{gsub(/:[0-9]+/,"",$5);{a[$5]++}}END{for(i in a)if(a[i]>100)print i}')
#gsub 是将第五列（客户端 IP）的冒号和端口去掉
for IP in $ABNORMAL_IP; do
    if [ $(iptables -vnL |grep -c "$IP") -eq 0 ]; then
        iptables -I INPUT -s $IP -j DROP    
        fi
done

Expect 实现 SSH 免交互执行命令： 

 #登录脚本：
# cat login.exp
#!/usr/bin/expect
set ip [lindex $argv 0]
set user [lindex $argv 1]
set passwd [lindex $argv 2]
set cmd [lindex $argv 3]
if { $argc != 4 } {
puts "Usage: expect login.exp ip user passwd"
exit 1
}
set timeout 30
spawn ssh $user@$ip
expect {    
    "(yes/no)" {send "yesr"; exp_continue}
    "password:" {send "$passwdr"}
}
expect "$user@*"  {send "$cmdr"}
expect "$user@*"  {send "exitr"}
expect eof

执行命令脚本：写个循环可以批量操作多台服务器。 

 #!/bin/bash
HOST_INFO=user_info.txt
for ip in $(awk '{print $1}' $HOST_INFO)
do
    user=$(awk -v I="$ip" 'I==$1{print $2}' $HOST_INFO)
    pass=$(awk -v I="$ip" 'I==$1{print $3}' $HOST_INFO)
    expect login.exp $ip $user $pass $1
done

Linux 主机 SSH 连接信息： 

 # cat user_info.txt
192.168.1.120 root 123456

创建 10 个用户，并分别设置密码，密码要求 10 位且包含大小写字母以及数字，最后需要把每个用户的密码存在指定文件中： 

 #!/bin/bash
##############################################################
#创建 10 个用户，并分别设置密码，密码要求 10 位且包含大小写字母以及数字
#最后需要把每个用户的密码存在指定文件中#前提条件：安装 mkpasswd 命令
##############################################################
#生成 10 个用户的序列（00-09）
for u in `seq -w 0 09`do
 #创建用户
 useradd user_$u
 #生成密码
 p=`mkpasswd -s 0 -l 10` 
 #从标准输入中读取密码进行修改（不安全）
 echo $p|passwd --stdin user_$u
 #常规修改密码
 echo -e "$pn$p"|passwd user_$u
 #将创建的用户及对应的密码记录到日志文件中
 echo "user_$u $p" >> /tmp/userpassworddone

扫描主机端口状态： 

 #!/bin/bash
HOST=$1
PORT="22 25 80 8080"
for PORT in $PORT; do
    if echo &>/dev/null > /dev/tcp/$HOST/$PORT; then
        echo "$PORT open"
    else
        echo "$PORT close"
    fi
done
用 Shell 打印示例语句中字母数小于 6 的单词

#示例语句：
#Bash also interprets a number of multi-character options.
#!/bin/bash
##############################################################
#Shell 打印示例语句中字母数小于 6 的单词
##############################################################
for s in Bash also interprets a number of multi-character options.
do
 n=`echo $s|wc -c` 
 if [ $n -lt 6 ] 
 then
 echo $s
 fi
done
linux shell 编程之函数使用详解
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