1.了解shell scripts

1.1 為什么要學(xué)習(xí)shell script？

自動(dòng)化管理

我們管理主機(jī)不是一件簡(jiǎn)單的事情：查詢登錄檔，追蹤流量，監(jiān)控用戶使用主機(jī)狀態(tài)，主機(jī)各項(xiàng)硬設(shè)狀態(tài)，主機(jī)軟件更新查詢等等。這些工作其實(shí)可以用shell scripts自動(dòng)完成。

追蹤與管理系統(tǒng)的重要工作

我們開機(jī)自啟的接口是在/etc/init.d目錄下，目錄下所有文件都是scripts，開機(jī)過程、參數(shù)設(shè)定也是。

簡(jiǎn)單入侵檢測(cè)

當(dāng)系統(tǒng)有異狀時(shí)，一般這些異狀都記錄在"系統(tǒng)注冊(cè)表"里，我們可以在固定的時(shí)間段內(nèi)主動(dòng)去分析"系統(tǒng)注冊(cè)表"。

連續(xù)指令一體化

script最簡(jiǎn)單的功能就是匯集一些下達(dá)的連續(xù)指令，將它寫入script中。

1.5 簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理

就如前一章正規(guī)表示法的awk程序說明，可以發(fā)現(xiàn)awk用來處理數(shù)據(jù)。撰寫方便，速度又快。

1.6 跨平臺(tái)支持

幾乎所有的Unix Like上面都可以跑shell scripts的。

注意：shell scripts用的是外部的指令與bash shell的一些默認(rèn)工具，經(jīng)常去調(diào)用外部的函數(shù)庫，所以處理數(shù)據(jù)的速度上是不太夠的。shell scripts用在系統(tǒng)管理上面是很好用的一項(xiàng)工具，但是在處理大量數(shù)值運(yùn)算上就不好用了。

1.2 scripts的撰寫

shell scripts的注意事項(xiàng)：

• 1.指令的執(zhí)行是從上而下、從左到右的分析與執(zhí)行；

• 2.指令、選項(xiàng)與參數(shù)間的多個(gè)空白都會(huì)被忽略掉；

• 3.空白行也會(huì)被忽略掉，并且tab鍵的空白也同樣視為空格鍵；

• 4.如果讀取到一個(gè)"Enter"符號(hào)(CR)，就嘗試開始執(zhí)行該行或者該串命令；

• 5.如果一行的內(nèi)容太多，可以使用"\Enter"來延伸到下一行；

• 6."#" 可以作為批注；

假設(shè)寫的程序文件名是shell.sh，那么如何執(zhí)行這個(gè)文件？

• 直接下達(dá)指令：shell.sh文件必須要具備可讀與可執(zhí)行的權(quán)限；

• 以bash程序來執(zhí)行：通過"bash shell.sh"或"sh shell.sh"執(zhí)行；

shell scripts 的編寫

[~]$ vim hello.sh
#!/bin/bash
# Program:
# This program shows hello world in your screen
# History:
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH
echo -e 'hello world! \a \n'
exit 0

解釋：

第一行： #!/bin/bash在聲明scripts使用的shll名稱；
因?yàn)槲覀兪褂玫氖莃ash，所以必須要以"#!/bin/bash"來聲明文件內(nèi)的語法使用bash的語法。

程序內(nèi)容說明：
建議一定要養(yǎng)成說明的習(xí)慣：1.標(biāo)注內(nèi)容與功能；2.版本信息；3.作者與聯(lián)絡(luò)方式；4.建檔日期等等。

主要環(huán)境變量的聲明。

主要程序部分

返回執(zhí)行結(jié)果：
一個(gè)指令的執(zhí)行成功與否，可以使用$?這個(gè)變量來觀察。那么我們也可以利用"exit"指令讓程序中斷，并且回傳一個(gè)數(shù)值給系統(tǒng)。"exit 0"表示離開script并回傳一個(gè)0給系統(tǒng)，所以在執(zhí)行完script后，可以使用"echo $?"來得到0的值。

2.簡(jiǎn)單的shell scripts練習(xí)

2.1 簡(jiǎn)單示例

對(duì)談式腳步：變量?jī)?nèi)容由用戶決定

[~]$ vim showname.sh
#!/bin/bash
# Program:
#   User inputs his first name and last name. Program shows his full name.

read -p "Please input your first name: " firstname
read -p "Please input your last name: " lastname
echo -e "\nYour full name is: " ${firstname} ${lastname}

隨日期變化，利用date進(jìn)行文件的建立

[~]$ vim create_3_file.sh
#!/bin/bash
# Program:
#       Program creates three files,which named by user's input and date command.

# 1.讓使用者輸入文件名，并取得fileuser這個(gè)變量
echo -e "I will use 'touch' command to create three files."
read -p "Please input your filename: " fileuser

# 2.為了避免使用者隨意按enter，利用變量功能分析檔名是否有設(shè)定
filename=${fileuser:-"filename"}

# 3.開始利用date指令來獲取所需要的檔名：
date1=${date --date='2 days ago' +%Y%m%d}
date2=${date --date='1 days ago' +%Y%m%d}
date3=${date +%Y%m%d}

file1=${filename}${date1}
file2=${filename}${date2}
file3=${filename}${date3}

# 4.建立檔名
touch "${file1} ${file2} ${file3}"

數(shù)值運(yùn)算：簡(jiǎn)單的加減乘除

[~]$ vim multiplying.sh
#!/bin/bash
# Program:
#    User inputs 2 integer numbers:program will cross these two numbers.

echo -e "You SHOULD input 2 numbers,i will multiplying them! \n"
read -p "first number:" firstnum
read -p "second numbser:" secondnum
total=$((${firstnum}*${secondnum}))
echo -e "\n The result of ${firstnum} x ${secondnum} is ==> ${total}"

在數(shù)值運(yùn)算上，可以使用"declare -i total={secondnum}"實(shí)現(xiàn)，也可以使用上面的方式進(jìn)行：var=$((運(yùn)算內(nèi)容))。

數(shù)值運(yùn)算：通過bc計(jì)算pi

[~]$ vim cal_pi.sh
#!/bin/bash
# Program:
#       User input a scale number to calculate pi number
echo -e "This program will calculate pi value.\n"
echo -e "You should input a float number to calculate pi value.\n"
read -p "The scale number(10-10000)?" checking
num=${checking:-"10"}  # 開始判斷是否有輸入數(shù)值
echo -e "Starting calculate pi value.Be patient."
time echo "scale=${num};4*a(1)" | bc -lq

上面部分4*a(1)是bc提供的計(jì)算pi的函數(shù)，scale就是表示bc計(jì)算的pi有幾位小數(shù)點(diǎn)的意思。

2.2script的執(zhí)行方式差異(source，sh script，./script)

利用直接執(zhí)行的方式來執(zhí)行script

我們前面使用bash(sh)執(zhí)行腳步時(shí)，script是在子程序的bash內(nèi)執(zhí)行的。重點(diǎn)是"當(dāng)子程序完成后，在子程序內(nèi)的各項(xiàng)變量或動(dòng)作將會(huì)結(jié)束而不會(huì)傳回到父程序中"。

例如上面的showname.sh，設(shè)定好的變量在退出showname.sh后，使用"echo ${firstname}"是無效的。因此你的firstname變量其實(shí)是在子程序的bash內(nèi)執(zhí)行的。當(dāng)showname.sh執(zhí)行完后，子程序bash內(nèi)的所有數(shù)據(jù)會(huì)被移除。

子程序運(yùn)作示意圖

利用source執(zhí)行腳本：在父程序中執(zhí)行

使用source執(zhí)行的化，在退出showname.sh后，使用"echo ${firstname}"還是會(huì)得到數(shù)據(jù)的！

3.判斷式的使用

3.1 利用test指令的測(cè)試功能

看一個(gè)示例：

[~]$ test -e showname.sh
## 什么都沒顯示，但是可以通過$?、&&、||來展現(xiàn)效果！
[~]$ test -e showname.sh && echo "exist" || echo "not exist"

功能簡(jiǎn)介：

1.關(guān)于某個(gè)檔名的"文件類型"判斷：

-e  ：該"檔名"是否存在？(常用)
-f   ：該"檔名"是否存在切為文件(file)？(常用)
-d  ：該"文件名"是否存在且為目錄(directory)？(常用)
-b  ：該"檔名"是否存在且為一個(gè)block device裝置？
-c  ：該"檔名"是否存在且為一個(gè)character device裝置？
-S  ：該"檔名"是否存在且為一個(gè)socket文件？
-p  ：該"檔名"是否存在且為一個(gè)FIFO文件？
-L  ：該"檔名"是否存在且為一個(gè)連結(jié)檔？

2.關(guān)于文件的權(quán)限檢測(cè)，如"test -r filename"表示是否可讀。

-r  ：檢測(cè)該"檔名"是否存在且具有可讀權(quán)限？
-w  ：檢測(cè)該"檔名"是否存在且具有可寫權(quán)限？
-x  ：檢測(cè)該"檔名"是否存在且具有可執(zhí)行權(quán)限？
-u  ：檢測(cè)該"檔名"是否存在且具有SUID權(quán)限？
-g  ：檢測(cè)該"檔名"是否存在且具有SGID權(quán)限？
-k  ：檢測(cè)該"檔名"是否存在且具有Sticky Bit權(quán)限？
-s  ：檢測(cè)該"檔名"是否存在且為非空白文件？

3.兩個(gè)文件之間的比較，如test file1 -nt file2

-nt  ：(newer than)判斷file1是否比file2新；
-ot  ：(older than)判斷file1是否比file2舊；
-ef  ：判斷file1和file2是否為同一個(gè)文件。主要是判斷是否均指向同一個(gè)inode；

4.關(guān)于兩個(gè)整數(shù)之間的判定，例如test n1 -eq n2

-eq  ：兩數(shù)值是否相等；
-ne  ：兩數(shù)值是否不想等；
-gt   ：n1大于n2？
-lt    ：n1小于n2？
-ge  ：n1大于等于n2？
-le   ：n1小于等于n2？

5.判斷字符串的數(shù)據(jù)

test -z str  ：判斷字符串是否為空字符串；
test -n str  ：判斷字符串是否為非空字符串；
test str1 == str2  ：判斷str1是否等于str2；
test str1  != str2  ：判斷str1是否不等于str2；

6.多重條件判定，例如：test -r filename -a -x filename

-a  ：相當(dāng)于&&，file同時(shí)具有r和x權(quán)限時(shí)為true；
-o  ：相當(dāng)于||，file具有r或x權(quán)限時(shí)為true；
!    ：反向，如test ! -x file，表示當(dāng)file不具有x權(quán)限是為true；

3.2 判斷符號(hào)[]的使用

假設(shè)我們想判斷一個(gè)${HOME}是否為空可以這樣做：

[~]$ [ -z "${HOME}" ] ; echo $?

需要注意的地方；

• 1.在中括號(hào)[]內(nèi)的每個(gè)部分都需要有空格鍵來分隔；

• 2.在中括號(hào)內(nèi)的變量，最好都以雙引號(hào)括起來；

• 3.在中括號(hào)內(nèi)的常量，最好都以單引號(hào)括起來；

3.3 Shell script的默認(rèn)變量(1.....)

在我們執(zhí)行"/etc/inti.d/network restart"時(shí)，就可以重啟網(wǎng)絡(luò)服務(wù)了。那么script是怎樣獲取我們指定的命令呢？

其實(shí)，script針對(duì)參數(shù)已經(jīng)有設(shè)定好的一些變量名稱了，對(duì)應(yīng)如下：

/path        opt1        opt2        opt3    
  $0           $1            $2           $3

• $# ：表示后面接參數(shù)的"個(gè)數(shù)"，以上面為例值為"3"。

• $@ ：表示"$1" "$2" "$3"，每個(gè)變量是獨(dú)立的；

• $* ：表示"$1[c]$2[c]$3"，其中[c]為分隔符，默認(rèn)為空格鍵；

shift：參數(shù)變量號(hào)碼偏移

#!/bin/bash
...
shift n ##n為數(shù)字
...

執(zhí)行腳本中寫入shift n后，表示拿掉最前面的n個(gè)數(shù)。

4.條件判斷

4.1 利用if...then

單層、簡(jiǎn)單條件判斷

if [ 條件判斷 ] ; then
        ...................
fi

多重、復(fù)雜條件判斷

if [ 條件判斷 ] ; then
        .......................
else
        .......................
fi

或者

if [ 條件一 ] ; then
        .......
elif [ 條件二 ] ;then
        .......
else
        .......
fi 

下面練習(xí)一個(gè)示例：假設(shè)我們要檢測(cè)端口號(hào)為：22、21、25、80的是否開啟。

[~]$ vim netstat.sh
#!/bin/bash
#Program:
#       Using netstat and grep to detect WWW,SSH,FTP,MAIL services.

testfile=netstat_check.txt
netstat -tuln > ${testfile}

str=$(grep ':80' ${testfile})
if [ "${str}"!="" ] ; then
    echo "WWW is running"
fi

str=$(grep ':21' ${testfile})
if [ "${str}"!="" ] ; then
    echo "FTP is running"
fi

str=$(grep ':22' ${testfile})
if [ "${str}"!="" ] ; then
    echo "SSH is running"
fi

str=$(grep ':25' ${testfile})
if [ "${str}"!="" ] ; then
    echo "Mail is running"
fi

4.2 case...esac的使用

case    $變量名稱    in 
    "第一個(gè)變量?jī)?nèi)容")
            程序段
            ;;
    "第二個(gè)變量?jī)?nèi)容")
            程序段
            ;;
   *）
            不包含前面條件所執(zhí)行的程序段
            exit   1
            ;;
esac

接下來看一個(gè)示例：

[~]$ vim hello-2.sh
#!/bin/bash
# Program:
#   Show "hello" from $1

case ${1} in
    "hello")
        echo '你好！'
        ;;
    "")
        echo '請(qǐng)輸入字符！'
        ;;
    *)
        echo  ${0} '{的參數(shù)必須是hello}'
        exit 1
        ;;
esac

4.3利用function功能

語法：

fuction fname(){
        代碼段.....
}

需要注意的是：Shell Script的執(zhí)行方式是由上而下，從左到右，所以，function的設(shè)定一定要在程序的最前面。

看下面一個(gè)示例：

[~]$ vim show123.sh
#!/bin/bash
# Program:
#   Use function to repeat information.

function printit(){
    echo -n "Your choice is" # 加上 -n 可以不斷行繼續(xù)在同一行顯示
}

echo 'This program will print your selecton.'

case ${1} in
    "one")
        printit; echo ${1} | tr 'a-z' 'A-Z' # 將參數(shù)做大小寫轉(zhuǎn)換
        ;;
    "two")
        printit; echo ${1} | tr 'a-z' 'A-Z'
        ;;
    "three")
        printit; echo ${1} | tr 'a-z' 'A-Z'
        ;;
*)
        echo "Usage" ${0} "{one|two|three}"
        ;;
esac

另外，function也擁有內(nèi)建的變量，和shell script類似。函數(shù)名稱代表1，$2.....，看看下面一個(gè)例子：

[~]$  vim show123-2.sh
#/bin/bash
# Program:
#   Use funciton to repeat information.

function printit(){
    echo "Your choice is ${1}" #這個(gè)${1}必須參考下面指令的
}

echo "This program will print your selection."

case ${1} in
    "one")
        printit 1   #printit后面接參數(shù)！
        ;;
    "two")
        printit 2
        ;;
    "three")
        printit 3
        ;;
*)
    echo "Usage "${0}"one|two|three"
    ;;
esac

5.循環(huán)(loop)

5.1 while do done，until do done(不定循環(huán))

一般來說，不定循環(huán)就是以下兩種語法：

while [ condition ]  ## 括號(hào)內(nèi)是條件,達(dá)到條件繼續(xù)循環(huán)
do 
        程序段落
done

或者

until [ condition ] ## 括號(hào)內(nèi)是條件，達(dá)到條件時(shí)終止循環(huán)
do 
        程序段落
done

假設(shè)我們要讓使用者輸入yes/YES才結(jié)束執(zhí)行，否則就一致進(jìn)行告知用戶輸入字符串。

[~]$ vim yes_to_stop.sh
#!/bin/bash
# Program:
#   Repeat question until user input correct answer.

while [ "${str}" != "yes" ] && [ "${str}" != "YES" ]
do
    read -p 'Please input yes to stop looping! ' str
done
echo 'program is shutdown!'

5.2 for...do...don(固定循環(huán))

語法：

for    var    in    con1    con2    con3    ...
do 
        程序段
done

假設(shè)有三個(gè)動(dòng)物：狗、貓、豬，我們想每一行都輸出她們?cè)趺醋觯?/p>

[~]$ vim show_animals.sh
#!/bin/bash
# Program:
#   Using for ... loop to print 3 animals.

for animal in dog cat pig
do
    echo "this is a" ${animal}
done

再假設(shè)局域網(wǎng)有192.168.1.1～192.168.1.100，100臺(tái)主機(jī)，我們想要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)是否可以連接：

[~]$ vim pingip.sh
#!/bin/bash
# Program:
#   Use ping command to check the network's PC state

network=192.168.4
for site in $(seq 1 100)
do
    ping -c 1 -W 1 ${network}.${site} &> /dev/null && result=0 || result=1

    if [ ${result} == 0 ] ; then
        echo ${network}.${site} 'UP'
    else
        echo ${network}.${site} 'DOWN'
    fi
done

5.3 for...do...done的數(shù)值處理

for (( 初始值; 限制值; 執(zhí)行步驟 ))
do
        程序段
done

5.4 搭配隨機(jī)數(shù)與數(shù)組

假設(shè)我們要寫個(gè)腳本來決定你們團(tuán)隊(duì)今天中午吃什么菜怎么做？

[~]$ vim lunch.sh
eat[1]="漢堡"
eat[2]="雞翅"
eat[3]="可樂"
eat[4]="冰糕"
eat[5]="烤肉"
eat[6]="火鍋"
eat[7]="便當(dāng)"
eat[8]="爆米花"
eat[9]="薯?xiàng)l"
eat[10]="雪花"
eatnum=10

eated=0
while [ "${eated}" -lt 3 ]
do
    check=$(( ${RANDOM} * ${eatnum} / 32767 + 1 ))
    mycheck=0
    if [ ${eated} -ge 1 ] ; then
        for i in $(seq 1 ${eated})
        do
            if [ ${eatedcon[$i]} == ${check} ] ; then
                mycheck=1
            fi
        done
    fi
    if [ ${mycheck} == 0 ] ; then
        echo 'you may eat' ${eat[${check}]}
        eated=$((${eated}+1))
        eatedcon[${eated}]=${check}
    fi
done

6.shell script 的追蹤與debug

scripts執(zhí)行前，如何debug呢？我們就以bash相關(guān)參數(shù)入手：

[~]$ sh [ -nvx ] scripts.sh
選項(xiàng)與參數(shù)：
-n  ：不要執(zhí)行script，僅查詢語法問題；
-v  ：在執(zhí)行script前，先將script的內(nèi)容輸出到屏幕上；
-x  ：將使用到的script內(nèi)容顯示到屏幕上；

7.重點(diǎn)

• shell script是利用shell的功能所寫的程序，這個(gè)程序使用純文本文件，將一些shell的語法和指令寫在里面，搭配正規(guī)表示法、管線命令與數(shù)據(jù)流重導(dǎo)向等功能；

• shell script用在系統(tǒng)管理上面是很好的工具，但用在處理大量數(shù)值運(yùn)算上，就不好用了！因?yàn)閟hell script 速度較慢，且使用CPU資源多；

• shell script的執(zhí)行至少要有r的權(quán)限，若下達(dá)指令，需要有r和x權(quán)限；

• 良好的程序編寫習(xí)慣，第一行要有聲明shell(#!/bin/bash)，第二行則聲明程序用途等等；

• 要建立每次執(zhí)行腳本都有不同結(jié)果的數(shù)據(jù)，可使用date指令利用日期達(dá)成；

• script的執(zhí)行若以source來執(zhí)行時(shí)，代表在父程序的bash內(nèi)執(zhí)行之意；

• 若要進(jìn)行判斷式，可用test或中括號(hào) [] 處理；