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一、Shell编程基础
Shell是一个命令行解释器，它为用户提供一个向Linux内核风骚那个请求以便运行程序的界面系统程序，用户可以用Shell来启动、挂起、停止或是编写一些程序。
常见的Shell解释器程序有很Shell具有各类功能，通过/etc/shells 文件可以了解当前系统所支持的Shell脚本种类。
oot@localhost ~]# cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/bin/tcsh
/bin/csh
Linux中常见的shell有：
- bash：基于gun的框架下发展的shell。
- csh：类似C语言的shell。
- tcsh：csh的改进版，支持更多功能。
- sh：已被bash取代。
- nologin：让用户无法登录。
1.1、Shell脚本使用场景
- 将简单的命令组合完成复杂的工作,自动化执行命令,提高工作效率。
- 减少手工命令的重复输入，一定程度上避免人为错误。
- 将软件或应用的安装及配置实现标准化。
- 用于实现日常性的,重复性的运维工作,如:文件打包压缩备份,监控系统运行状态并实现告警等。
1.2、Shell脚本的格式
[root@localhost data]# vim test.sh #编写shell脚本，后缀为.sh
#!/bin/bash #申明所使用的解释器，#号为注释
echo "当前日期："
date #打印当前日期
mkdir /data/aabb #创建目录
cd /data/aabb #移动到该目录内
echo "aabbccdd" > aa.txt #将内容输入到新的文件中
cat aa.txt #查看文件
[root@localhost data]# bash test.sh #执行脚本显示执行结果
当前日期：
2025年 03月 06日 星期四 20:00:05 CST
aabbccdd
1.3、Shell脚本的执行
[root@localhost data]# bash hello.sh #使用申明的bash解释器执行脚本
hello world~
[root@localhost data]# chmod +x hello.sh #给脚本文件增加执行权限
[root@localhost data]# ll
总用量 4
drwxr-xr-x. 2 root root 20 3月 6 20:00 aabb
-rwxr-xr-x. 1 root root 113 3月 6 19:59 hello.sh
[root@localhost data]# ./hello.sh #以相对路径执行
[root@localhost data]# /data/aabb/hello.sh #以绝对路径执行
hello world~1.4、Shell脚本错误调试
- 语法错误：导致后续命令无法执行，可用 bash -n 检测语法。
- 命令错误：命令错误不影响后续命令的执行，可用 bash -x 模拟执行。
- 逻辑错误：可通过 bash -x 进行排错。
二、 重定向与管道符
2.1、重定向
重定向将命令的标准输入、标准输出或标准错误流定向到文件或者从文件读取输入。
| 类型 | 设备文件 | 文件描述编号 | 默认设备 |
|---|---|---|---|
| 标准输入 | /dev/stdin | 0 | 键盘 |
| 标准输出 | /dev/stdout | 1 | 显示器 |
| 标准错误输出 | /dev/stderr | 2 | 显示器 |
- 标准输入：从输入设备接收用户输入的数据
- 标准输出：输出正确的运算结果
- 标准错误：输出错误的运算结果
重定向输入输出：
| 类型 | 操作符 | 用途 |
|---|---|---|
| 重定向输入 | < | 从指定的文件读取数据，而不是从键盘输入 |
| 重定向输出 | 1> | 将输出结果保存到指定的文件（覆盖原有内容） |
| >> | 将输出结果追加到指定的文件尾部 | |
| 标准错误输出 | 2> | 将错误信息保存到指定的文件（覆盖原有内容） |
| 2>> | 标准错误输出结果追加到指定的文件尾部 | |
| 混合输出 | &>无论对错都可以重定向 | 将标准输出、标准错误的内容保存到同一个文件中 |
2.2、管道符
管道符 | 用于将一个命令的输出作为另一个命令的输入，即将多个命令串联起来。
#通过管道符将多个命令组合使用
[root@localhost data]# awk -F: '{print $7}' /etc/passwd |sort |uniq -c |sort -n
1 /bin/sync
1 /sbin/halt
1 /sbin/shutdown
2 /bin/bash
40 /sbin/nologin
三、Shell变量
变量用于存储数据和信息，以便在脚本中重复使用。
3.1、变量分类
- 系统变量：$PATH、$UID、$HOSTNAME、$USER、￥SHELL
- 环境变量：由系统维护，用于设置工作环境
- 只读变量：只可以读取不可以更改
- 位置变量：通过命令行给脚本传递参数
- 自定义变量：由用户自己定义，修改和使用
- 变量名由字母、数字和下划线组成，但不能以数字开头
- 等号两侧不能有空格
# 自定义变量 变量名=变量值
[root@localhost data]# A=100
[root@localhost data]# echo $A
100
3.2、特殊符号
| 特殊符号 | 功能 |
| { } | 确定变量范围 |
| ' ' | 单引号不识别变量，输出字符原意 |
| " " | 双引号识别变量 |
| $( ) | 调用命令执行结果 |
| ` ` | 反撇号调用命令执行结果 |
[root@localhost data]# echo '$PATH'
$PATH
[root@localhost data]# echo "$PATH"
/usr/local/bin:/usr/local/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/bin:/sbin:/root/bin
[root@localhost data]# echo $(date +%Y-%m-%d)
2025-03-06
[root@localhost data]# echo `date +%H:%M:%S`
21:29:27
3.3、整数运算
| 运算符 | 算数表达式 |
| + 加法 | num1 + num2 |
| - 减法 | num1 - num2 |
| \* 乘法 | num1 \* num2 |
| / 除法 | num1 / num2 |
| % 取模 | num1 % num2 （相除后取余数） |
[root@localhost data]# x=10
[root@localhost data]# y=5
[root@localhost data]# let sum=$x+$y #let是bash中用于计算的工具
[root@localhost data]# echo $sum
15
[root@localhost data]# let sum=$x/$y
[root@localhost data]# echo $sum
2
[root@localhost data]# let sum=$x\*$y
[root@localhost data]# echo $sum
50
[root@localhost data]# expr 11 + 12 #expr为字符串及整数计算器
23
[root@localhost data]# expr $x + $y
15
let命令拓展
#let命令支持自加或自减操作
#id++，id-- 变量后增量，变量后减量
#++id，--id 变量预增量，变量预减量
[root@localhost ~]#i=1
[root@localhost ~]#let i++
[root@localhost ~]#echo $i
2
[root@localhost ~]#i=1;let i++;echo $i
2
[root@localhost ~]#i=1;let ++i;echo $i
2
[root@localhost ~]#i=100;let j=i++;echo $i $j
101 100
[root@localhost ~]#i=100;let j=++i;echo $i $j
101 101生成随机数
# $RANDOM 取值范围：0-32767
[root@localhost data]# echo $[$RANDOM%6] #取0-5的随机数
5
[root@localhost data]# echo $[$RANDOM%6]
4
[root@localhost data]# echo $[$RANDOM%6]
2
[root@localhost data]# echo $[$RANDOM%6]
0
[root@localhost data]# echo $[$RANDOM%6]
2
[root@localhost data]# echo $[$RANDOM%6]
3
3.4、read
read命令的功能是用于读取单行数据内容，一般是从标准输入中读取数值，用于给变量赋值。
-p 选项指定读取值时的提示符。
[root@localhost data]# vim aa.sh
#!/bin/bash
read -p "输入数字：" num
echo "输入的数字为：$num"
[root@localhost data]# bash aa.sh
输入数字：233
输入的数字为：233
3.5、局部变量与全局变量
- 局部变量：只在当前 Shell 函数或当前脚本中有效的变量，它们的作用范围仅限于函数内部或脚本内部，函数执行完毕或进入新的shell环境，局部变量的值会被销毁。
- 全局变量：在整个脚本或 Shell 会话中都有效的变量。全局变量通常在脚本的顶部定义，或者是通过export命令将局部变量转为全局（环境）变量。
#设置全局/环境变量的语法格式
# export 变量名
# export 变量名=变量值
[root@localhost data]# pstree |grep bash ##通过pstree命令可以查看shell环境
|-gnome-terminal--+-bash-+-grep
[root@localhost data]# bash #输入bash可以进入子shell
[root@localhost data]# pstree |grep bash
|-gnome-terminal--+-bash---bash-+-grep
[root@localhost data]# exit #ctrl+d 退出shell
[root@localhost data]# pstree |grep bash
|-gnome-terminal--+-bash-+-grep
[root@localhost opt]# abc=123
[root@localhost opt]# echo $abc
123
[root@localhost opt]# bash
[root@localhost opt]# echo $abc
为空
[root@localhost opt]# exit
exit
[root@localhost opt]# echo $abc
123
[root@localhost opt]# export abc
#export 变量名 定义全局变量
[root@localhost opt]# bash
[root@localhost opt]# echo $abc
1233.6、环境变量
环境变量都存放在/etc/profile文件内，修改此文件会作用与所有用户，用于长期变更或设置环境变量。
[root@localhost ~]# vim /etc/profile
export PATH=$PATH:/root #行末添加新的环境变量
[root@localhost ~]# source /etc/profile #source命令是从指定文件中读取和执行命令，使之立既生效
[root@localhost ~]# env #查看当前环境变量或定义变量3.7、只读变量
通过readonly命令定义变量并设置只读属性，定义后变量值无法修改，可重启清除。
[root@localhost opt]# name=9527
[root@localhost opt]# readonly name
[root@localhost opt]# echo $name
9527
[root@localhost opt]# unset name
bash: unset: name: 无法反设定: 只读 variable
#只有退出进程
[root@localhost opt]# echo $name
9527
[root@localhost opt]# name=233
bash: name: 只读变量3.8、位置变量
位置变量也称为位置参数，用$1、$2、$3、…、$n 表示
[root@test1 ~]# vim 1.sh
#!/bin/bash
echo "$1" 位置1
echo "$2" 位置2
echo "${10}" 位置10
echo "$10" 位置1和0
echo "$*" 将所有项当成一个值
echo "$@" 所有项
echo "$0" 脚本自身
echo "$#" 后面参数的个数
[root@test1 ~]# ./1.sh {1..10}
1
2
10
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 103.9、预定义变量
| $* | 传递给脚本或函数的所有参数，以单一字符串的形式返回，多个参数之间用空格分隔 |
| $@ | 传递给脚本或函数的所有参数，以字符串的形式返回，每个参数是独立的 |
| $? | 上一条命令的退出状态（返回值），0：执行正确，非0：执行异常 |
| $# | 命令行中位置参数的总数量 |
| $0 | 脚本的名称或程序的名称 |
| $$ | 当前脚本的进程 ID（PID） |
| $! | 后台任务最后一个ID（PID） |