Shell脚本编程基础

一、shell的概述

1.1 什么是编程？

编程是编定程序的中文简称，就是让计算机代码解决某个问题，对某个计算体系规定一定的运算方式，使计算体系按照该计算方式运行，并最终得到相应结果的过程。

1.2 编程语言的分类

• 机器语言（二进制代码）

  缺点：可读性、可移植性差，编程繁杂
  优点：直接执行，速度快，资源占用少
  

• 汇编语言（面向机器的程序设计语言）

• 高级语言：按转换方式可分为两类：1.编译型语言; 2.解释型语言

1.2.1 高级语言

1、编译型语言： 由编译器将代码编译成机器码，C，test.c，编译完成后可以直接在CPU中运行，一次编译后，后续不在进行编译，运行的效率高。

2、解释型语言： 这样解释性语言每执行一次就需要逐行翻译一次，效率比较低。

任何语言都必须翻译成机器语言，计算机才能运行高级语言编写的程序。 翻译的方式有两种：一个是编译，一个是解释

1.3 什么是shell？

shell是一个命令行的解释器，是一个人机交互的桥梁 shell将用户的指令翻译成机器能识别的二进制，内核识别二进制并完成某些功能，将指令的结果输出打印在屏幕上

shell和用户的关系:
	用户将执行的指令交给shell，由shell将指令进行翻译
   
shell和本地终端的关系
	shell就是我们本地终端中的一个程序

1.4 shell和内核的位置关系

1.5 Shell分类和对比

Bourne Shell：从1979年起Unix就开始使用Bourne Shell，Bourne Shell的主文件名为sh。

C Shell：C Shell主要在BSD版的Unix系统中使用，其语法和C语法相类似而得名。

Shell的两种主要语法类型有Bourne和C，这两种语法彼此不兼容。Borune家族主要包括sh、ksh、Bash、psh、zsh；C家族主要包括：csh、tcsh。

不同的shell语言的语法不同，一般是不能交换使用的，最常用的shell是bash，也就是Bourne Shell，Bourne Shell，bash由于易用和免费，在工作中被广泛的应用，也是大多数Linux操作系统默认的shell

1.6 查看当前系统的默认shell

[root@localhost ~]# echo $SHELL
/bin/bash

1.7 查看系统支持的shell类型

[root@localhost ~]# cat /etc/shells 
/bin/sh
/bin/bash
/usr/bin/sh

[root@localhost ~]# chsh -s /bin/sh   #切换shell，切换完了重新登录终端。
Changing shell for root.
Shell changed.

二、编写shell脚本

2.1 shell脚本的功能

1、自动化批量系统初始化程序（系统更新，软件更新，时区设置）

2、 自动化部署软件（LNMP,LAMP等）

3、 自动化系统监控指标采集工具（CPU,memory,Disk等）

4、 自动数据库备份工具

• 一句话总结：将重复性、复杂化的工作通过编写脚本来一键式完成，如果遇到相同场景，一键执行脚本即可完成大量工作，减轻了工作的复杂度，提升效率。

2.2 shell脚本的执行方式

shel脚本编程需要注意以下几个事项：

1、shel脚本名称命名一般为英文的大写、小写；
2、不能使用特殊符号、空格来命名（!@#$）；
3、shell脚本后缀以.sh结尾；
4、不建议shell命名为纯数字， 一般以脚本功能命名
5、shell脚本内容首行需以#!/bin/bash开头(shebang)
6、shell脚本中变量名称尽量使用大写字母， 字母间不能使用“-”， 可以使用“_”；
7、shell脚本变量名称不能以数字、特殊符号开头。

2.3 第一个shell脚本

在执行之前，我们先写一个简单的shell脚本

#!/bin/bash
# This is my First shell
# By author teacher wu
echo "Hello world"                      

first_shell.sh脚本内容详解如下：

1. #!/bin/bash：固定格式， 定义该脚本所使用的shell类型。
2. #This is my First shell：#号表示注释， 没有任何的意义， shell不会解析它。
3. #By author teacher wu：表示脚本创建人， #号表示注解。
4. echo“HelloWorld!” : shell脚本主命令， 执行该脚本呈现的内容，
5. shel脚本编写完毕， 如果运行该脚本， 运行用户需要有执行权限， 可以使用chmod o+x  first_shell.sh赋予可执行权限。然后./first_she ll.sh执行即可

2.4 脚本的执行方式

# 方式一：sh <脚本名称> <参数>
例：sh script.sh

# 方式二：bash <脚本名称> <参数>
例：bash script.sh

# 方式三：. <路径>/<脚本名称>
例：. script.sh

# 方式四：<绝对路径>/<脚本名称> <参数>
例：chmod a+x script.sh | /home/test/script.sh

# 方式五：soure <路径>/<脚本名称>
例：source script.sh


# 方式六：远程执行脚本
例：curl -s 10.0.0.9/script.sh | bash

# 方式七：标准执行
例：chmod a+x script.sh
    ./script.sh

#!/bin/bash
swap=$(free -h |grep -i swap)
  echo Swap:
  echo -e "\e[31m $swap\e[0m"
echo "---"
mem=$(free -h|grep -i mem)
  echo Mem:
  echo -e "\e[32m $mem\e[0m"
echo "---"
disk=$(df -h)
  echo Disk:
  echo -e "\e[33m$disk\e[0m"
echo $$

2.5 脚本调试

脚本调试可以发现一些隐藏的脚本语法或者逻辑问题，可以快速的帮我们定位和发现问题，提高效率

2.5.1 检查语法问题

bash [options]

选项：
	-n：不会执行该脚本，仅查询脚本语法是否有问题，并给出错误提示。

	-v：在执行脚本时，先将脚本的内容输出到屏幕上，然后执行脚本，如果有错误，也会给错误提示。

	-x：将执行的脚本内容及输出显示到屏幕上。

总结：脚本中常见的错误有三种：

  1）逻辑问题：可以使用bash -x  进行调试查看  
  2）语法问题：可以使用bash -n进行调试，但是后续命令不在执行
  3) 脚本内部命令错误：后续命令还会执行，用bash -n无法检测，只能使用bash-x进行检测

• set 脚本自检

1、set -u 
	如果脚本中未定义的变量被引用，则报错
		#!/bin/bash
		set -u
		echo $A
2、set -e
	如果脚本中的命令存在问题，则停止运行

2.6 脚本的注释

2.6.1 单行注释

# 这是一个单行注释

2.6.2 多行注释

: <<EOF
这是一个多行注释。
这里可以写多行注释的内容。
EOF

自动生成脚本注释

[root@myx01~]$ cat ~/.vimrc 
set ts=4
set expandtab
set ignorecase
set autoindent
autocmd BufNewFile *.sh exec ":call SetTitle()"
func SetTitle()
    if expand("%:e") == 'sh'
    call setline(1,"#!/bin/bash")
    call setline(2,"#Description:     The test script")
    call setline(3,"#QQ：             2041598918")
    call setline(4,"#Author:          mengyuanxi")
    call setline(5,"#email：          2041598918@qq.com ")
    call setline(6,"#FileName:        ".expand("%"))
    call setline(7,"#Date:            ".strftime("%Y-%m-%d"))
    call setline(8,"#=======================================================")
      endif
   endfunc
 autocmd BufNewFile * normal G

三、Bash基本功能

3.1 echo命令

语法：echo [选项] [输出内容]

选项：

   -n:   取消输出后末行的换行符号

   -e:   支持反斜线控制的字符转换

	\a   警示字符

	\b   退格

	\c   忽略输出中最后的换行符号。这个参数之后的任何字符，包括后面的参数都会被忽略掉。

	\f   自动换行，新行接上一行尾部

	\n   换行

	\r   回车

	\t   水平制表符号

	\v   垂直制表符号

制表符：echo -e "\ta\tb\te" 输出警告提示音：echo -e "hello shell\a" 取消警告提示音：

[root@localhost ~]# head -n 5 /etc/inputrc 
# do not bell on tab-completion
set bell-style none  ---注释去掉，并reboot系统

set meta-flag on
set input-meta on

自动换行：

[root@localhost ~]# echo -e "aaa\fbbb"
aaa
   bbb    ##自动换行，新行接上一行尾部

给输出的结果添加颜色标记：

更换字体颜色

echo -e "\e[31m hello \e[0m"
...
echo -e "\e[37m hello \e[0m"

更换字体类型

echo -e "\e[1;31m hello \e[0m"
...
echo -e "\e[7;31m hello \e[0m"

更换背景颜色

echo -e "\e[1;41m hello \e[0m"
...
echo -e "\e[1;47m hello \e[0m"

颜色对照表

3.2 历史命令

① 查看历史命令

语法：history [选项] [历史命令的保存文件]

 选项
        -c:清理历史命令

        -w:保存缓存中的历史命令，如果不手工指定，默认放到：~/.bash_history中

# /etc/profile

export HISTSIZE=1000         # 设置内存中的history命令的个数
export HISTFILESIZE=1000     # 设置文件中的history命令的个数

② 历史命令的调用

1、使用上、下方向键可以调用出历史的执行记录，逐条查看

2、使用“!n”可以执行第n条命令

3、使用“！！”可以重复执行上一条命令

4、使用“！字符串”可以执行最后一条以该字符串开头的命令

5、使用“!$” 重复执行上一条命令的最后一个参数

6、CTRL-R：搜索最近使用的以该字符串开始的命令

3.3 命令和文件的补全

​ 可以帮助我们通过tab键来补全命令和文件【快速按两次tab键】

3.4 别名

别名的配置文件在:~/.bashrc

命令执行优先级

1、第一顺位执行使用绝对路径或者相对路径执行命令

2、第二顺位执行别名

3、第三顺位执行bash的内部命令

4、第四顺位执行按照$PATH环境变量定义的目录查找到的第一个命令

• 设置别名：格式：alias 别名='[要执行的命令]'
• 删除别名：格式：unalias 别名

3.5 bash常用快捷键

3.6 多条命令执行与管道符

3.6.1 连续多个命令的执行方式

3.6.2 管道符

命令格式：命令1 | 命令2

将前一个命令的输出作为后一个命令的输入

3.7 输入和输出重定向

3.7.1 标准输入输出

默认Linux中给程序提供的三种IO设备

3.7.2 输出重定向

3.7.3 输入重定向

格式：命令 [选项] < [文件名]

3.7.4 常用的配置文件

.bash_logout：终端退出之前，做什么操作
.bashrc:保存用户的别名信息
.bash_history：用户的历史命令
.bash_profile：普通用户系统环境变量

man bash：用于查找内部命令