通过脚本实现操作的自动化

了解Shell脚本如何实现所有个人或系统任务自动化。脚本可以执行监视、存档、更新、报告、上载和下载操作。实际上，任务无论大小，均可通过脚本来处理。下面是简介： 如果您曾经在资深UNIX®用户工作时站在他的背后注视屏幕，可能会对命令行上不断滚动的咒语般的奇怪内容感到相当迷惑。如果您阅读过对话UNIX系列中以前的文章（请参见参考资料），那么至少所输入的某些诗一般的神秘内容——如波形符(~)、管道(|)、变量和重定向（<和>）——看起来是熟悉的。您也许还会认出某些UNIX命令名称和组合，或者了解何时使用别名来作为某个命令组合的简写形式。 尽管如此，还有其他命令组合可能是您无法理解的，因为资深的UNIX用户通常以Shell脚本的形式收集一大堆小的、高度专门化的命令组合，以简化或自动化经常重复的任务。与输入或重新输入（可能）复杂的命令来完成某个繁琐任务不同，Shell脚本可以自动化该工作。 在对话UNIX系列（请参见参考资料）的第6部分中，您将学习如何编写Shell脚本和更多命令行诀窍。 核心就是一个词：“自动化” 有些Shell脚本完全就是反复运行同样的命令，并处理同样的一组文件。例如，将您的整个主目录内容传播到三台远程计算机的ZShell脚本可以像清单1一样简单。 清单1.跨多台计算机同步主目录的简单Shell脚本 #!/bin/zsh foreachmachine(grouchochicoharpo) rsync-essh--times--perms--recursive--delete$HOME$machine: end 若要将清单1用作Shell脚本，可以将上述内容保存到某个文件——例如simpleprop.zsh——并运行chmod+xsimpleprop.zsh以使该文件成为可执行文件。您可以通过输入./simpleprop.zsh来运行该脚本。 如果您想查看ZShell如何展开每个命令，可以将-x选项添加到脚本的#!（#号-感叹号对通常称为shuh-bang）行的结尾，如下所示： #!/bin/zsh-x 该脚本对groucho、chico和harpo中的每一台计算机运行rsync命令，并将$HOME替换为您的主目录（例如，/home/joe），将$machine替换为计算机名称。 如清单1所示，变量和诸如循环等脚本控制结构使脚本更容易编写和维护。如果您想将第四台计算机（例如zeppo）包括到计算机池中，只需将其添加到该列表。如果您必须更改rsync命令，比如说添加另一个选项，则只需编辑一个实例。与在传统编程中一样，您也应该努力避免在Shell脚本中进行剪切和粘贴。 使用恰当的参数 其他Shell脚本需要参数，或要处理的对象——文件、目录、计算机名称——的动态列表。例如，考虑清单2，这是前一示例的变体，它允许您使用命令行来指定您想要与之同步的计算机。 清单2.允许您指定要处理的计算机的清单1的变体 #!/bin/zsh foreachmachine rsync-essh--times--perms--recursive--delete$HOME$machine: end 假设您将清单2保存在名为synch.zsh的文件中，您得按照zshsynch.zshmoelarrycurly的形式调用该脚本，以将主目录复制到另外的计算机larry和curly。 foreach行上缺少的列表并不是输入错误：如果您省略某个列表，则foreach结构将处理命令行上给出的参数列表。命令行参数也称为位置参数(positionalparameter)，因为某个参数在命令行上的位置通常在语义上非常重要。 例如，如果您未指定任何参数，则清单2可以利用位置参数的存在性或非存在性来提供有帮助的用法信息。增强的脚本如清单3所示。 清单3.许多脚本将在未提供参数时提供有帮助的消息 #!/bin/zsh if[[-z$1||$1=="--help"]] then echo"usage:$0machine[machine...] fi foreachmachine rsync-essh--times--perms--recursive--delete$HOME$machine: end 命令行上的每个空格分隔的字符串变成了位置参数，包括所调用的脚本的名称。因此，命令synch.zsh只有一个位置参数$0。synch.zsh--help命令有两个位置参数：$0和$1，其中$1是字符串--help。 所以，清单3表示“如果第一个位置参数为空（-z操作符测试空字符串）或（由||表示）如果第一个参数等于‘—help’，则打印用法信息”。（如果您刚开始编写脚本，可以考虑在每个脚本中提供用法信息作为提示。它提醒其他人——甚至您自己，如果您忘了的话——如何使用该脚本。） 短语[[-z$1||$1=="--help"]]是if语句的条件，但您也可以将同样的条件子句用作命令，并将其与其他命令组合使用以控制通过脚本的流。请查看清单4。它枚举您的$PATH中的所有可执行命令，并将条件与其他命令组合使用以执行适当的工作。 清单4.列出$PATH中的命令 #!/bin/zsh directories=(`echo$PATH|column-s':'-t`) fordirectoryin$directories do [[-d$directory]]||continue pushd"$directory" forfilein* do [[-x$file&&!-d$file]]||continue echo$file done popd done|sort|uniq 此脚本中执行了相当多的操作，我们将它细分为以下几部分： 第一个实际脚本行——directories=(`echo$PATH|column-s':'-t`)——创建指定目录的数组。您在zsh中通过将参数放在括号中来创建数据，例如directories=(...)。在此例中，数组元素是通过在每个冒号（column-s':'）处分拆$PATH以产生空格分隔的目录列表（column的-t参数）来生成的。 对于列表中的每个目录，该脚本尝试枚举该目录中的可执行文件。步骤3至步骤6描述了该过程。 [[-d$directory]]||continue行是所谓的short-circuiting命令的一个示例。short-circuiting命令在其逻辑条件产生确定的结果时立即终止。 例如，[[-d$directory]]||continue短语使用逻辑“或”(||)——它首先执行第一个命令，并且——当且仅当——第一个命令失败时才执行第二个命令。因此，如果$directory中的条目存在，并且是一个目录（-d操作符），则测试成功，求值结束，并且continue命令（它跳过当前元素的处理）永远不会执行。 然而，如果第一个测试失败，则会执行该逻辑的下一个条件或执行continue。（continue始终成功，因此它通常出现在short-circuiting命令的最后）。 基于逻辑“与”(&&)的Short-circuiting首先执行第一个命令，并且——当且仅当——第一个命令成功时才执行第二个命令。 pushd和对应的popd分别用于在处理前切换到新目录和在处理后切换到先前的目录。使用目录堆栈是一种理想的脚本技术，用于维持您在文件系统中的位置。 内部的for循环枚举当前工作目录中的所有文件——通配符*（星号）匹配所有条目——然后测试每个条目是否为文件。[[-x$file&&!-d$file]]||continue行表示“如果$file存在并且是可执行文件而且不是目录，则处理它；否则执行continue”。 最后，如果前面的所有条件都满足，则使用echo来显示文件名。 您弄明白该脚本的最后一行了吗？您可以将大多数控制结构的输出发送给另一个UNIX命令——毕竟，Shell将该控制结构视为一个命令。因此，整个脚本的输出通过sort、然后通过uniq进行管道传输，以产生在您的$PATH中找到的唯一命令的字母排序列表。 如果将清单4保存到一个名为listcmds.zsh的可执行文件，则输出可能类似如下： $./listcmds.zsh [ a2p ab ac accept accton aclocal short-circuiting命令在脚本中非常有用。它在单个命令中组合了条件和操作。而且由于每个UNIX命令都返回一个指示成功或失败的状态代码，因此，您可以使用任何命令作为“条件”——而不仅仅是使用测试操作符。根据约定，UNIX返回零(0)表示成功，返回非零表示失败，其中非零值反映所发生的错误类型。 例如，如果将[[-d$directory]]||continue行替换为cd$directory||continue，则可以从清单4中消除pushd和popd。如果cd命令成功，则它会返回0，并且逻辑“或”的求值可以立即结束。然而，如果cd失败，则它会返回非零，并且会执行continue。 不要删除。应存档！ 现代UNIXShell——bash、ksh、zsh——提供了许多控制结构和操作以创建复杂的脚本。由于您可以调用所有UNIX命令来将数据从一种形式处理为另一种形式，Shell脚本编程几乎与诸如C或Perl等完整语言中的编程一样丰富。 您可以使用脚本来自动化几乎所有个人或系统任务。脚本可以监视、存档、更新、上载、下载和转换数据。一个脚本可以只有单行或包括无数个子系统。任务无论大小，均可通过脚本来处理。实际上，如果您查看/etc/init.d目录，会看到在每次启动计算机时运行服务的各种Shell脚本。如果您创建了一个非常有用的脚本，您甚至可以将它部署为系统范围的实用程序。只需将其放到用户的$PATH上的某个目录中。 让我们创建一个实用程序，以练习您新发现的诀窍。脚本myrm将替换系统自己的rm实用程序。与彻底删除某个文件不同，myrm把要删除的文件复制到某个存档，对其进行唯一命名以便您以后能够找到它，然后再删除原始文件。myrm脚本有效但是非常简单，并且您还可以添加许多杂项功能。您还可以编写一个广泛的unrm（撤销删除）脚本作为配套实用程序。（您可以搜索Internet来找到各种各样的实现。） myrm脚本如清单5所示。 清单5.用于在从文件系统中删除文件之前备份该文件的简单实用程序 #!/bin/zsh backupdir=$HOME/.tomb systemrm=/bin/rm if[[-z$1||$1=="--help"]] then exec$systemrm fi if[[!-d$backupdir]] then mkdir-m0700$backupdir||echo"$0:Cannotcreate$backupdir";exit fi args$=$(getoptdfiPRrvw$*)||exec$systemrm count=0 flags="" foreachargumentin$args do case$argumentin --)break; ;; *)flags="$flags$argument"; ((count=$count+1)); ;; esac done shift$(($count)) forfile do [[-e$file]]||continue copyfile=$backupdir/$(basename$file).$(date"+%m.%d.%y.%H.%M.%S") /bin/cp-R$file$copyfile done exec$systemrm$=flags"$@" 您应该发现该Shell脚本很容易理解，尽管其中存在一些之前尚未讨论过的新内容。让我们探讨一下那些新内容，然后查看整个脚本。 当Shell运行某个命令（如cp或ls）时，它会为该命令产生一个新进程，然后在继续之前等待该（子）进程完成。exec命令还启动另外一个命令，但是与产生新进程不同，exec使用一个新命令来“替换”当前进程——即Shell进程——的任务。换句话说，exec重用同一进程来启动一个新任务。在该脚本的上下文中，exec立即“终止”该脚本并启动指定的任务。 UNIX实用程序getopt扫描位置参数以获得您指定的命名参数。这里，dfiPRrvw列表查找-d、-f、-i、-P、-R、-r、-v和-w。如果出现别的选项，则getopt将会失败。否则，getopt返回一个以特殊字符串--结尾的选项字符串。 shift命令从左到右删除位置参数。例如，如果命令行为myrm,-r-f-Pfile1file2file3，则shift3将分别删除$0、$1和$2，或-r、-f和-P。file1、file2和file3将被重新编号为$0、$1和$2。 case语句的工作方式与传统编程语言中的对应结构相似。它将其参数与列表中的每个模式比较；当找到匹配项时，则执行对应的代码。与在Shell中非常类似，*匹配所有条目，并且可用作在未找到其他匹配项时的缺省操作。 特殊符号$@展开为所有（其余）的位置参数。 zsh操作符$=在空白边界处拆分单词。当您有一个非常长的字符串，并且希望将该字符串拆分为各个参数时，$=是非常有用的。例如，如果变量x包含字符串'-r-f'——这是一个具有五个字符的单词——$=x将变为两个单独的单词-r和-f。 给出这些解释之后，您现在应该能够详细分析该脚本了。下面让我们逐块地研究一下该代码： 第一个块设置整个脚本中使用的变量。 下一个块应该是非常熟悉的：它在未提供参数时打印用法信息。它为什么执行(exec)实际的rm实用程序呢？如果您将此脚本命名为“rm”并将其放在$PATH中靠前的位置，则它就可以充当/bin/rm的替代者。该脚本的错误选项也是/bin/rm的错误选项，因此该脚本允许/bin/rm提供用法信息。 下一个块在备份目录不存在时创建该目录。如果mkdir失败，则该脚本终止并显示适当的错误消息。 下一个块查找位置参数列表中的dash参数。如果getopt成功，则$args具有一个选项列表。如果getopt失败，例如在它无法识别某个选项的时候，则它会打印错误消息，并且该脚本将退出并显示用法信息。 随后的块捕获一个字符串中旨在提供给rm的所有选项。当遇到特殊getopt选项--时，选项收集过程停止。shift从参数列表中删除所有已处理的参数，保留待处理的文件和目录列表。 从以forfile开头的块复制每个文件和目录，以便在您自己的存档目录中保存它们。每个文件的目录被逐字(-R)复制到存档目录，并附带当前日期和时间作为后缀，以确保该副本是唯一的，并且不会改写以前存档的具有相同名称的条目。 最后，使用传递给该脚本的相同命令行选项来删除文件和目录。 然而，如果您碰巧需要刚才删除（意外删除？）的文件或目录，您可以在存档中查找原始副本。 向自动化进军 您使用UNIX的时间越多，就越有可能创建脚本。脚本可以节省重新输入复杂的较长命令序列所需的时间和精力，并且还可以防止发生错误。Web上充满了其他人已创建的用于许多目的的有用脚本。很快您也会发布自己的神奇脚本。