学习 Shell Scripts

12.1 什么是 Shell scripts

Shell Script = 针对 shell 写的”剧本”程序——将一连串 shell 指令写进纯文本文件，一次执行。类似 DOS .bat，但更强大：变量、条件判断、循环、函数，不需要编译直接执行。

12.1.1 干嘛学习 shell scripts

用途	说明
自动化管理	每天自动分析日志、监控流量、备份数据——让系统自己干活
追踪与管理系统	CentOS 6.x 以前 /etc/init.d/* 全是 scripts；CentOS 7 虽改用 systemd，但很多服务脚本仍是 shell
入侵检测	定时分析登录文件，异常时自动封锁 IP、通知管理员
连续指令单一化	把一长串指令写进一个文件，一键执行
简易数据处理	配合 awk/sed 处理数据——鸟哥每学期用 script 自动建 100+ 学生账号

shell script 处理数值运算的速度不如 C/Java——它适合系统管理，不适合大量科学计算。

12.1.2 第一支 script 的撰写与执行

#!/bin/bash                   # Shebang——声明用哪个 shell，必须第一行！
# Program:  This program shows "Hello World!" in your screen.
# History:  2015/07/16  VBird  First release
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin
export PATH
echo -e "Hello World! \a \n"
exit 0

标准结构：① Shebang (#!/bin/bash) → ② 注释说明 → ③ 环境变量宣告（PATH 最重要）→ ④ 主程序 → ⑤ exit N 回传值。

执行方式：

方式	说明
sh script.sh / bash script.sh	子程序执行（只需 r 权限）
./script.sh	子程序执行（需 rx 权限）
source script.sh / . script.sh	父程序执行——变量/cd 会保留在当前 shell

12.1.3 撰写 shell script 的良好习惯创建

每个 script 头部必须记录：功能、版本、作者、版权、History；在重要的程序码旁加注解；使用巢状缩排（[Tab] 对齐）。建议用 vim（而非 vi）撰写——vim 有语法检验。

12.2 简单的 shell script 练习

12.2.1 简单范例

对谈式——read 读取输入：

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

随日期变化——date 创建不同文件名：

date1=$(date --date='2 days ago' +%Y%m%d)
file1=${filename}${date1}
touch "${file1}"

数值运算——$(()) 与 bc：

total=$((${firstnu}*${secnu}))            # 整数运算（推荐 $(()) 方式）
echo "123.123*55.9" | bc                  # 小数运算用 bc
echo "scale=${num}; 4*a(1)" | bc -lq     # bc 计算 π（scale=小数位数）

12.2.2 script 的执行方式差异（source, sh script, ./script）

方式	bash 环境	变量是否保留
sh script.sh / ./script.sh	新的子程序 bash	❌ 执行完就消失
source script.sh / . script.sh	当前父程序 bash	✅ 保留

这就是为什么改完 ~/.bashrc 后要用 source ~/.bashrc 而不能用 bash ~/.bashrc。

12.3 善用判断式

12.3.1 利用 test 指令的测试功能

test -e /dmtsai && echo "exist" || echo "Not exist"

类别	常用标志	说明
文件类型	-e / -f / -d	是否存在 / 是否为文件 / 是否为目录
文件权限	-r / -w / -x	是否可读 / 写 / 执行
文件比较	-nt / -ot / -ef	是否更新 / 更旧 / 同一 inode
整数比较	-eq / -ne / -gt / -lt / -ge / -le	= / ≠ / > / < / ≥ / ≤
字串判断	-z / -n / == / !=	是否为空 / 非空 / 相等 / 不等
多重条件	-a (and) / -o (or) / ! (not)

12.3.2 利用判断符号 [ ]

[ ] 与 test 完全等价，但两端必须有空格：

[ -z "${HOME}" ]; echo $?        # 判断变量是否为空
[ "${yn}" == "Y" -o "${yn}" == "y" ] && echo "OK, continue"

⚠️ 三大铁律：① 每个元件间必须有空格；② 变量用双引号括起来（"${var}"）；③ 常数用单/双引号。

# ❌ 错误——变量有空格会被拆成多个参数
name="VBird Tsai"; [ ${name} == "VBird" ]    # bash: too many arguments
 
# ✅ 正确
[ "${name}" == "VBird" ]

12.3.3 Shell script 的默认变量（$0,$1…）

/path/to/scriptname  opt1  opt2  opt3  opt4
       $0             $1    $2    $3    $4

变量	含义
$0	脚本文件名
$1~$9	第 1~9 个参数；${10} = 第 10 个
$#	参数总个数
$@	所有参数（"$1" "$2" ...各自独立）
$*	所有参数（合并为 "$1 $2 ..."）
shift	参数左移 N 个（shift 1 去掉 $1，shift3去掉$1 $2$3）

12.4 条件判断式

12.4.1 利用 if … then

# 单层
if [ 条件判断式 ]; then
    指令段落
fi
 
# 单层含 else
if [ 条件 ]; then
    成立时的指令
else
    不成立时的指令
fi
 
# 多重条件
if [ 条件一 ]; then
    指令一
elif [ 条件二 ]; then
    指令二
else
    都不成立时的指令
fi

实战——检测网络服务端口（利用 netstat -tuln 检测 80/22/21/25）：

testfile=/dev/shm/netstat_checking.txt
netstat -tuln > ${testfile}
testing=$(grep ":80 " ${testfile})
if [ "${testing}" != "" ]; then
    echo "WWW is running in your system."
fi

实战——计算退伍日期：用 date --date="YYYYMMDD" +%s 转为秒数 → 时间差 → 换算天数。

12.4.2 利用 case … esac 判断

适用于多个固定值的变量判断：

case ${1} in
  "one")
    echo "Your choice is ONE"
    ;;
  "two")
    echo "Your choice is TWO"
    ;;
  *)
    echo "Usage ${0} {one|two}"
    ;;
esac

每个分支以 ;; 结束；* 是默认分支（通配任意）；这比多个 if/elif 简洁得多。CentOS 6.x 的 /etc/init.d/* 脚本广泛使用 case 语法来处理 start/stop/restart 参数。

12.4.3 利用 function 功能

function fname() {
    程序段落
}
 
function printit(){
    echo "Your choice is ${1}"   # 这里的 $1 是传给函数的参数！
}
# 调用
printit 1                        # 输出 "Your choice is 1"

⚠️ function 必须在调用前定义（shell script 从上到下执行）。函数内 $0/$1/$2… 是函数的参数，与脚本的 $1 不同。

12.5 循环（loop）

12.5.1 while do done, until do done（不定循环）

while — 条件成立时循环：

while [ "${yn}" != "yes" -a "${yn}" != "YES" ]
do
    read -p "Please input yes/YES to stop this program: " yn
done

until — 条件成立时停止（与 while 相反）：

until [ "${yn}" == "yes" -o "${yn}" == "YES" ]
do
    read -p "Please input yes/YES to stop this program: " yn
done

while 累加——1+2+…+100：

s=0; i=0
while [ "${i}" != "100" ]
do
    i=$(($i+1))
    s=$(($s+$i))
done
echo "The result of '1+2+3+...+100' is ==> $s"     # 5050

12.5.2 for…do…done（固定循环）

for var in con1 con2 con3 ...
do
    程序段（$var 依次取 con1, con2, con3...）
done

实战——遍历 /etc/passwd 所有账号：

users=$(cut -d ':' -f1 /etc/passwd)
for username in ${users}; do
    id ${username}
done

实战——Ping 100 台主机（配合 $(seq 1 100) 或 {1..100}）：

network="192.168.1"
for sitenu in $(seq 1 100); do     # 或 {1..100}
    ping -c 1 -w 1 ${network}.${sitenu} &> /dev/null && result=0 || result=1
    if [ "${result}" == 0 ]; then echo "Server ${network}.${sitenu} is UP."
    else echo "Server ${network}.${sitenu} is DOWN."; fi
done

12.5.3 for…do…done 的数值处理

for (( 初始值; 限制值; 执行步阶 ))
do
    程序段
done

# 累加到用户输入的数值
read -p "Input a number: " nu
s=0
for (( i=1; i<=${nu}; i++ ))     # i++ = 每次循环 i+1
do
    s=$((${s}+${i}))
done
echo "1+2+...+${nu} = ${s}"

12.6 shell script 的追踪与 debug

sh -x script.sh     # 显示每条指令的实际执行过程（最常用！）
sh -n script.sh     # 只检查语法，不执行（类似 dry-run）

-x 输出的每行前有 + 号，表示实际执行的指令——是调试 shell script 的最佳利器。

命令速查表

项目	说明
#!/bin/bash	Shebang，必须第一行
exit 0	正常退出（0=成功）
read -p "msg" var	提示并读取输入
$(())	整数运算：s=$(($a+$b))
$(cmd)	取得指令输出
test -e/-f/-d/-r/-w/-x	文件/目录/权限判断
[ "${a}" == "${b}" ]	条件判断（空格必须！）
-a / -o / !	and / or / not
$0 $1…$9 $# $@	脚本参数/个数/全部参数
shift N	参数左移 N 个
if/then/elif/else/fi	条件分支
case ${var} in / ;; / esac	多值条件（匹配固定字串）
function fname(){ }	函数定义
while [ ] do done	不定循环（条件真→执行）
until [ ] do done	不定循环（条件真→停止）
for var in list do done	固定循环（遍历列表）
for (( i=1; i<=10; i++ )) do done	数值循环
$(seq 1 100) / {1..100}	生成连续序列
sh -x script.sh	调试模式
sh -n script.sh	仅检查语法