Linux云计算 |【第二阶段】SHELL-DAY1-优快云博客

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主要内容：

Shell概述，编写及执行脚本、Shell变量（自定义变量、环境变量、预定义变量、位置变量）、数值运算（expr工具、$[]、let、bc）

一、Shell概述

Shell 是操作系统提供的一种命令行解释器，它允许用户通过输入命令来与操作系统进行交互。Shell 提供了一个界面，用户可以通过这个界面执行各种系统命令、运行程序、管理文件和目录等。在Linux内核与用户之间的解释器程序，通常指：/bin/bash

负责向内核翻译及传达用户/程序指令，相当于操作系统的“外壳”

1）基本功能

命令解释：Shell 负责解释用户输入的命令，并将其转换为操作系统可以执行的操作。
脚本编写：Shell 支持编写脚本，用户可以将一系列命令组合成一个脚本文件，以便自动执行复杂的任务。
环境管理：Shell 管理用户的环境变量，如 PATH、HOME 等，这些变量影响命令的查找和执行。
管道和重定向：Shell 支持使用管道（|）将一个命令的输出作为另一个命令的输入，以及使用重定向（>、<、>>）将命令的输入输出重定向到文件。

2）常见的 Shell

Bash (Bourne Again SHell)：Linux 和 macOS 默认的 Shell，是 Bourne Shell (sh) 的增强版本，支持命令补全、历史记录、脚本编程等功能。

Zsh (Z Shell)：一个兼容 Bash 的 Shell，提供了更多的功能和自定义选项，如更好的命令补全、主题支持等。

Fish (Friendly Interactive Shell)：一个用户友好的 Shell，提供了自动建议、语法高亮、Web 配置界面等功能。

PowerShell：微软开发的 Shell，主要用于 Windows 系统，支持命令行管理、自动化任务和脚本编写。

3）Shell的使用方式

交互式（命令行）：人工干预、智能化程度高；逐条解释执行、效率低；
非交互式（脚本）：需要提前设计、智能化难度大；批量执行、效率高、方便在后台运行；

4）常见的Shell程序种类

通过usermod、chsh更改登录Shell；
手动执行目标Shell程序；

[root@svr7 ~]# cat /etc/shells      //查看系统拥有的解释器
/bin/sh         //多数Unix默认的Shell
/bin/bash       //多数Linux默认使用的Shell
/sbin/nologin    //非登录Shell
/usr/bin/sh
/usr/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/bin/tcsh
/bin/csh

若需要临时使用另一种Shell环境，可以直接执行对应的Shell解释器程序

例如1：切换sh解释器

[root@svr7 ~]# sh       //切换sh解释器
sh-4.2#      //sh运行风格
sh-4.2# exit    //返回到切换前的bash环境

解释：用户 —> /bin/bash默认解释器—> sh解释器（用户登录后，默认使用bash解释器，切换sh解释器(子Shell），则默认bash解释器暂时放入后台等待子Shell解释器退出）

例如2：要执行ksh可以切换到ksh命令行环境

[root@svr7 ~]# yum -y install ksh      //安装ksh解释器
[root@svr7 ~]# cat /etc/shells
/bin/ksh    //确认当前系统已识别ksh
/bin/rksh
...
[root@svr7 ~]# ksh     //切换ksh解释器
#        //ksh运行风格
# ls
anaconda-ks.cfg       公共  视频  文档 音乐
initial-setup-ks.cfg  模板  图片  下载 桌面
# exit      //返回到切换前的bash环境

补充：ksh无法进行Tab补齐，不支持快捷键

5）环境配置

用户可以通过修改 Shell 的配置文件来自定义 Shell 的行为，常见的配置文件包括：

.bashrc：Bash 的交互式非登录 Shell 配置文件。
.bash_profile：Bash 的登录 Shell 配置文件。
.zshrc：Zsh 的配置文件。
config.fish：Fish 的配置文件。

通过这些配置文件，用户可以设置别名、环境变量、自定义提示符等。

二、Shell脚本介绍

提前写好可执行语句，能够完成特定任务的文件（顺序、批量化处理，解释型程序）

1、创建脚本思路

1）明确脚本目标

在开始编写脚本之前，首先要明确脚本的目标和功能。例如，你可能想要创建一个脚本来备份文件、监控系统状态、自动化日常任务等。

2）规划脚本结构

根据脚本的目标，规划脚本的结构和流程。考虑需要执行的步骤、可能的输入和输出、以及如何处理错误和异常情况。

3）选择合适的 Shell

根据你的需求和操作系统的不同，选择一个合适的 Shell。常见的选择包括 Bash、Zsh 和 Fish。大多数情况下，Bash 是一个通用且功能强大的选择。

4）编写脚本

① 脚本头部

每个 Shell 脚本都应该以一个“shebang”行开始*（Sha-Bang调用标记），指定要使用的 Shell 解释器。例如，使用 Bash 时，脚本的第一行应该是：

#!/bin/bash

② 添加注释

在脚本中添加注释，解释每个部分的功能。注释以 # 开头，例如：

# 这是一个备份脚本的示例

③ 定义变量

根据需要定义变量，存储文件路径、配置选项等。例如：

source_dir="/path/to/source"
backup_dir="/path/to/backup"

④ 编写主要逻辑

根据规划的结构，编写脚本的主要逻辑。使用条件判断、循环、函数等结构来实现所需的功能。例如，一个简单的备份脚本可能包含以下逻辑：

# 检查源目录是否存在
if [ ! -d "$source_dir" ]; then
  echo "源目录不存在: $source_dir"
  exit 1
fi

# 创建备份目录（如果不存在）
mkdir -p "$backup_dir"

# 执行备份
cp -r "$source_dir"/* "$backup_dir"

# 输出备份完成信息
echo "备份完成: $source_dir -> $backup_dir"

⑤ 处理错误和异常

在脚本中添加错误处理逻辑，确保在出现错误时能够及时通知用户并采取适当的措施。例如：

if [ $? -ne 0 ]; then
  echo "备份失败"
  exit 1
fi

5）添加执行权限，并测试脚本

编写完成后，测试脚本以确保其按预期工作。尝试不同的输入和场景，检查输出和错误处理是否正确。

[root@svr7 ~]# vim /root/first.sh    //创建脚本文件
echo 'Hello World!'    //写脚本语句
[root@svr7 ~]# chmod +x /root/first.sh   //加执行权限
[root@svr7 ~]# /root/first.sh      //运行脚本
Hello World!

6）优化和改进

根据测试结果，优化和改进脚本。考虑添加更多的功能、改进错误处理、提高脚本的效率和可读性。

7）文档和分享

为脚本编写文档，解释其功能、使用方法和注意事项。如果合适，可以将脚本分享给其他人使用。

2、规范的脚本构成

一个规范的 Shell 脚本不仅需要实现预期的功能，还应该具备良好的结构、注释和错误处理机制。

Shebang 行：脚本的第一行应该是 Shebang 行，指定脚本解释器。
脚本描述：在 Shebang 行之后，添加一段简短的描述，说明脚本的用途和功能。
版权和版本信息：添加版权和版本信息，以便其他人了解脚本的来源和更新情况。
环境变量和全局变量：使用大写字母命名环境变量，小写字母命名全局变量，以示区分。
函数定义：将复杂的逻辑封装在函数中，提高代码的可读性和可维护性。
主要逻辑：调用之前定义的函数，并处理可能的输入和输出。
错误处理：在脚本中添加错误处理机制，确保在出现错误时能够及时通知用户并采取适当的措施。
清理和收尾：在脚本结束前，进行必要的清理工作，如删除临时文件、恢复环境变量等。
文档和注释：在脚本中添加详细的注释，解释每个部分的功能。

示例脚本：

#!/bin/bash
# 这是一个用于备份指定目录的脚本
# 作者: [你的名字]
# 版本: 1.0
# 最后更新日期: [日期]

# 环境变量
export TEMP_DIR="/tmp"

# 全局变量
source_dir="/path/to/source"
backup_dir="/path/to/backup"

# 检查目录是否存在的函数
# 参数: 目录路径
check_directory() {
  if [ ! -d "\$1" ]; then
    echo "目录不存在: \$1"
    exit 1
  fi
}

# 执行备份的函数
perform_backup() {
  cp -r "$source_dir"/* "$backup_dir"
  if [ $? -ne 0 ]; then
    echo "备份失败"
    exit 1
  fi
}

# 主要逻辑
check_directory "$source_dir"
check_directory "$backup_dir"
perform_backup
echo "备份完成: $source_dir -> $backup_dir"

# 清理临时文件
rm -rf "$TEMP_DIR/backup_tmp"

补充：脚本 &> /dev/null 程序后台运行并把输出丢入”黑洞”

3、脚本的执行方式

脚本的执行方式取决于操作系统和脚本文件的权限设置。

1）直接执行（标准规范方式）

添加x权限，指定脚本文件的路径（绝对路径 / 相对路径）（脚本声明）

解释：用户 —> /bin/bash默认解释器 —> bash解释器（读取脚本声明）—> 执行脚本文件

[root@svr7 opt]# vim test01.sh
#!/bin/bash      //声明解释器
#A test program for Shell-Script     //声明注释
echo 'Hello World'     //执行脚本
[root@svr7 opt]# chmod +x /opt/test01.sh    //脚本添加执行权限
[root@svr7 opt]# /opt/test01.sh     //绝对路径方式运行
Hello World

常见报错：坏的解释器: 没有那个文件或目录

[root@svr7 opt]# vim /opt/test01.sh
#!/bin/baash    //脚本声明的错误解释器
...
[root@svr7 opt]# /opt/test01.sh
-bash: /opt/test01.sh: /bin/baash: 坏的解释器: 没有那个文件或目录