【一、 Linux提高命令行运行效率】

原创已于 2025-10-31 10:39:02 修改 · 733 阅读

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于 2025-10-27 22:44:40 首次发布

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一、提高命令行运行效率

1. 编写简单的 Bash 脚本
2. 脚本中的循环和条件结构
3. 使用正则表达式匹配文本

1. 编写简单的 Bash 脚本

1.1 创建和执行 shell 脚本

脚本的第一行以符号 # ! 开头，此符号是一个解释器指令，指示处理文件的其余行所需的命令解释器和、命令选项。对于 Bash 语法脚本文件，第一行就是以下指令：#!/bin/bash。
shell 脚本必须为可执行文件，使用 chmod 命令可添加执行权限。

可将脚本放在 shell 的 PATH 环境变量列出的目录中，即可直接输入脚本名来运行，示例：

[user@host ~]$ which hello
/bin/hello
[user@host ~]$ echo $PATH
/home/user/.local/bin:/home/user/bin:/usr/share/Modules/bin:/usr/local/bin:/usr/bin:/usr/local/sbin:/usr/sbin

或使用 ./ 在当前工作目录中运行脚本，例如 ./scriptname。

1.2 对特殊字符加引号

一些字符和词语对 Bash shell 具有特殊含义，有时希望使用这些字符的字面值，而非其特殊含义。以下三种工具之一可以取消（或转义）特殊含义：反斜杠（\）；单引号（‘ ’）；双引号（" "），示例：一-第三章-5-防止参数被扩展
```
[user@host ~]$ echo #not a comment#
[user@host ~]$ echo \#not a comment#
#not a comment#
[user@host ~]$ echo \#not a comment\#
#not a comment#
[user@host ~]$ echo '#not a comment#'
#not a comment#
```

1.3 从 Shell 脚本提供输出

通过将文本作为参数传递给命令，echo 命令可显示任意文本，默认情况下，文本将在标准输出（STDOUT）上显示，示例：
```
[user@host ~]$ cat /bin/hello
#!/bin/bash
echo "Hello,world"
[user@host ~]$ hello（命令）
Hello,world
```

/bin/hello 是一个可执行脚本：创建的 hello 脚本位于 /bin/hello，并且已经具有可执行权限（假设已经进行了 chmod +x /bin/hello），所以可以直接在命令行输入 hello 来执行它。
$PATH 是一个环境变量，其中列出了操作系统查找可执行命令时需要遍历的目录。当在命令行输入命令时，系统会在 $PATH 中列出的所有目录中查找对应的可执行文件。如果找到了就执行它。

hello 命令可以直接运行，是因为它位于系统的 /bin 目录下，而 /bin 目录已经包含在 $PATH 环境变量中。

如果将脚本放在其他目录下（比如当前目录），需要使用 ./hello 来执行它，因为当前目录（./）通常不在 $PATH 中。

/bin 是 $PATH 中的一个目录，所以当输入 hello 时，系统会在 /bin 目录下找到 hello 脚本并执行它。

也可以使用输出重定向将其定向到标准错误（STDERR），示例：

[user@host ~]$ cat /bin/hello
#!/bin/bash
echo "Hello,world"
echo "ERROR:Houston,we have a problem.">&2
[user@host ~]$ hello 2> hello.log
Hello,world
[user@host ~]$ cat hello.log
ERROR:Houston,we have a problem.

>&2: 这部分是将标准输出（stdout）重定向到标准错误（stderr），即 echo 输出的内容会发送到错误流（stderr）而不是常规的输出流（stdout）。但它并不意味着命令本身出错。它只是告诉系统：“虽然这不是错误信息，但我希望它走错误流。”

2. 脚本中的循环和条件结构

2.1 使用循环来迭代命令

Bash 的 for 循环结构使用以下语法：for VARIABLE in LIST; do COMMAND $VARIABLE; done，示例：

[user@host ~]$ for HOST in host1 host2 host3; do echo $HOST; done
host1
host2
host3
[user@host ~]$ for HOST in host{1,2,3}; do echo $HOST; done
host1
host2
host3
[user@host ~]$ for HOST in host{1..3}; do echo $HOST; done
host1
host2
host3
[user@host ~]$ for FILE in file*; do ls $FILE; done
filea
fileb
filec
[user@host ~]$ for FILE in file{a..c}; do ls $FILE; done
filea
fileb
filec
[user@host ~]$ for PACKAGE in $(rpm -qa | grep kernel); do echo "$PACKAGE was installed on $(date -d @$(rpm -q --qf %{INSTALLTIME}n $PACKAGE))"; done
abrt-addon-kernelops-2.1.11-12.el7.x86_64 was installed on Tue Apr 22 00:09:07 EDT 2014
kernel-3.10.0-121.el7.x86_64 was installed on Thu Apr 10 15:27:52 EDT 2014
kernel-tools-3.10.0-121.el7.x86_64 was installed on Thu Apr 10 15:28:01 EDT 2014
kernel-tools-libs-3.10.0-121.el7.x86_64 was installed on Thu Apr 10 15:26:22 EDT 2014
[user@host ~]$ for EVEN in $(seq 2 2 10); do echo "$EVEN"; done
2
4
6
8
10

2.2 在脚本使用退出代码

在处理完所有内容后，脚本会退出到调用它的进程，但是，有时候可能需要在完成之前退出脚本，比如在遇到错误条件时，可在脚本中使用 exit 命令来实现这一目的。
可使用整数参数（0 到 255 之间，表示退出代码）来执行 exit 命令，退出代码是进程完成后返回的代码，0 表示没有错误；非零值都表示存在错误。
可以使用不同的非零值来区分遇到的不同类型错误，此退出代码传回到父进程，并存储在 ? 变量中，可通过 $? 访问退出代码，示例：
```
[user@host bin]$ cat hello
#!/bin/bash
echo "Hello,world"
exit 0
[user@host bin]$ ./hello
Hello,world
[user@host bin]$ echo $?
0
```

2.3 测试脚本输入

[ … ] 是条件测试命令（其实是 test 命令的简写）。

它的执行结果（真 / 假）通过特殊变量 $? 表示：

$? = 0 → 表示条件为真 (True)；

$? = 1 → 表示条件为假 (False)。

可通过 test 命令对脚本进行语法测试，示例：

[user@host ~]$ test 1 -ge 0; echo $?
0
[user@host ~]$ test 0 -gt 1; echo $?
1

可以使用 Bash 的测试语法 [ <TESTEXPRESSION> ] 来执行测试。

Bash 数字比较运算符，示例：

[user@host ~]$ [ 1 -eq 1 ]; echo $?
0
[user@host ~]$ [ 1 -ne 1 ]; echo $?
1
[user@host ~]$ [ 8 -gt 2 ]; echo $?
0
[user@host ~]$ [ 2 -ge 2 ]; echo $?
0
[user@host ~]$ [ 2 -lt 2 ]; echo $?
1
[user@host ~]$ [ 1 -lt 2 ]; echo $?
0

符号	含义
`-eq`	等于（equal）
`-ne`	不等于（not equal）
`-gt`	大于（greater than）
`-lt`	小于（less than）
`-ge`	大于或等于（greater or equal）
`-le`	小于或等于（less or equal）

字符串比较运算符的使用，示例：

[user@host ~]$ [ abc = abc ]; echo $?
0
[user@host ~]$ [ abc == def ]; echo $?
1
[user@host ~]$ [ abc != def ]; echo $?
0

符号	含义
`=` 或 `==`	字符串相等
`!=`	字符串不相等

Bash 的字符串一元运算符，示例：

[user@host ~]$ STRING=""; [ -z "$STRING" ]; echo $?
0
[user@host ~]$ STRING='abc'; [ -n "$STRING" ]; echo $?
0

运算符	含义	示例	结果
`-z "$str"`	字符串为空	`""` → ✅	`$?=0`
`-n "$str"`	字符串非空	`"abc"` → ✅	`$?=0`

判断语句	含义	`$?` 结果
`[ 条件 ]`	判断条件是否为真	0=真, 1=假
`[ 2 -lt 3 ]`	数值比较	0
`[ abc = def ]`	字符串比较	1
`[ -z "$x" ]`	是否为空字符串	0（空时真）

2.4 if/then 条件判断结构

Bash 中最简单的条件结构是 if/then 结构，其语法如下：
```
if <CONDITION>; then
  <STATEMENT>
  <STATEMENT>
fi
```

如果满足给定条件，将采取一个或多个操作，如果不满足给定条件，则不采取任何操作，示例：

[user@host ~]$ systemctl is-active psacct >/dev/null 2>&1
[user@host ~]$ if [ $? -ne 0 ]; then sudo systemctl start psacct;  fi

2.5 if/then/else 结构

if/then 结构进一步扩展，以便能根据是否满足条件来采取不同的操作集合，语法如下：
```
if <CONDITION>; then
  <STATEMENT>
  <STATEMENT>
else
  <STATEMENT>
  <STATEMENT>
fi
```

示例：

[user@host ~]$ systemctl is-active psacct >/dev/null 2>&1
[user@host ~]$ if [ $? -ne 0 ]; then \
 sudo systemctl start psacct; \
 else \
 sudo systemctl stop psacct;
 fi

2.6 if/then/elif/then/else 结构

if/then/else 结构可以进一步扩展以测试多个条件，在满足某个条件时执行不同的操作集合，语法如下：

if <CONDITION>; then
  <STATEMENT>
  <STATEMENT>
elif <CONDITION>; then
  <STATEMENT>
  …
  <STATEMENT>
else
  <STATEMENT>
  <STATEMENT>
fi

在此条件结构中，Bash 将按照显示的顺序测试条件，在发现某个条件成立后，Bash 将执行与该条件相关联的操作，然后跳过条件结构的其余部分，如果所有条件均不成立，Bash 将执行 else 子句中的操作，示例：

[user@host ~]$ systemctl is-active mariadb >/dev/null 2>&1
MARIADB_ACTIVE=$?
[user@host ~]$ sudo systemctl is-active postgresql >/dev/null 2>&1
POSTGRESQL_ACTIVE=$?
[user@host ~]$ if [ "$MARIADB_ACTIVE" -eq 0 ]; then
 mysql; \
 elif [ "$POSTGRESQL_ACTIVE" -eq 0 ]; then \
 psql; \
 else \
 sqlite3; \
 fi

3. 使用正则表达式匹配文本

3.1 正则表达式

正则表达式使用模式匹配机制查找特定内容。
vim、grep 和 less 命令都可以使用正则表达式。
Perl、Python 和 C 等编程语言在使用模式匹配条件时，也都会使用正则表达式。
正则表达式自成体系，也就是说，该语言有其自身的语法和规则。

3.2 描述正则表达式

最简单的正则是：行中完全匹配，举例：grep cat /usr/share/dict/words。
使用 ^ 表示开头匹配，使用 $ 表示末尾匹配，举例：grep ^cat abc.txt；grep dog$ abc.txt。
^cat$ 表示匹配只有 cat 的行，cat开头，cat结尾。
c.t 表示匹配：含有 cat、c5t、cQt 这样内容的行。
c[aou]t 表示只匹配：cat、cot、cut。
c.*t 表示匹配：cat、ct、coat、culvert 等以 c 开头，以 t 结尾的内容。
c.\{2\}t 表示匹配 c 开头，t 结尾，中间正好 2 个字符的内容，比如 coat，举例：grep 'c.\{2\}t' /usr/share/dict/words。

. ：匹配任意单个字符
* ：匹配前一个符号的“零次或多次”
也就是说，.* 表示“任意长度的字符串（包括空）

基本语法	扩展语法	描述
.		句点 (.) 匹配任何单个字符。
?		几个字符
*		对前序项匹配零次或多次。
+		对前序项匹配一次或多次。
{\n}	{n}	对前序项匹配恰好 n 次。

3.3 通过 grep 匹配

grep 命令后跟一个正则表达式和一个文件，示例：

[user@host ~]$ grep 'computer' /usr/share/dict/words
computer
computerese
computerise
computerite
computerizable
computerization
computerize
computerized
computerizes
computerizing
computerlike
computernik
computers

由于正则表达式常含有 shell 元字符（如 $、* 和 {}），建议使用单引号括起正则表达式。

通过竖线运算符（|），grep 命令可与其他命令一起使用，示例：

[root@host ~]# ps aux | grep chrony
chrony     662  0.0  0.1  29440  2468 ?        S    10:56   0:00 /usr/sbin/chronyd

元字符	在 Shell 中的意义	在正则中的意义	解决办法
`*`	通配符：匹配文件名任意长度	前一个字符重复 0 次或多次	用引号 `'c.*t'`
`$`	取变量值（如 `$HOME`）	匹配行尾	用单引号 `'abc$'`
`{}`	花括号扩展 `{1,2}`	限定重复次数 `{2,5}`	在基本正则中要写成 `\{2,5\}`
`[]`	Shell 通配符集 `[abc]`	正则字符集 `[abc]`	都一样，但仍建议加引号
`()`	子 Shell、命令分组	正则分组（在 ERE）	用 `$` `$` 或 `-E`
`	`	管道符	正则“或”运算
`?`	通配符（单字符）	前一字符重复 0 或 1 次	用引号
`\`	转义符	转义符	在 Shell 中要写两次 `\\`

3.4 grep 选项

选项	功能
-i	使用所提供的正则表达式，但不会强制区分大小写（运行不区分大小写的操作）
-v	仅显示不包含正则表达式匹配项的行，取反，不匹配
-r	将递归地匹配正则表达式的数据搜索应用到一组文件或目录中
-A NUMBER	显示正则表达式匹配项之后的行数
-B NUMBER	显示正则表达式匹配项之前的行数
-e	如果使用多个 -e 选项，则可以提供多个正则表达式，并将与逻辑 OR 一起使用

示例 1：

[user@host ~]$ grep -i serverroot /etc/httpd/conf/httpd.conf
# with "/", the value of ServerRoot is prepended -- so 'log/access_log'
# ServerRoot at a non-local disk, be sure to specify a local disk on the
# with ServerRoot set to '/www' will be interpreted by the
# ServerRoot: The top of the directory tree under which the server's
# same ServerRoot for multiple httpd daemons, you will need to change at
ServerRoot "/etc/httpd"

示例 2：

[user@host ~]$ grep -v -i server /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
172.25.254.254 classroom.example.com classroom
172.25.254.254 content.example.com content
172.25.254.254 materials.example.com materials
172.25.250.254 workstation.lab.example.com workstation
### rht-vm-hosts file listing the entries to be appended to /etc/hosts
172.25.250.254 workstation.lab.example.com workstation

示例 3：

[user@host ~]$ grep -v '[#;]' /etc/ethertypes
0800  ip      IPv4
0805  X25
0806  arp     ARP
0808  FR_ARP  #Frame Relay ARP [RFC1701]
# Internet IP (IPv4)
ip4     0800
ether-arp 0806

‘[#;]’ 是一个正则字符类
[…] 表示“匹配方括号中任意一个字符”
[ # ; ] 表示匹配：
#（井号）或 ;（分号）
也就是：
“匹配任何包含 # 或 ; 的行”

grep -v 的意思是：
显示不包含正则匹配内容的行。
也就是排除掉含有 # 或 ; 的行。

/etc/ethertypes 是系统文件

/etc/ethertypes 通常包含以太网协议类型编号

示例 4：

[root@host ~]# cat /var/log/secure | grep -e 'pam_unix' -e 'user root' -e 'Accepted publickey' | less
Mar 19 08:04:46 jegui sshd[6141]: pam_unix(sshd:session): session opened for user root by (uid=0)
Mar 19 08:04:50 jegui sshd[6144]: Disconnected from user root 172.25.250.254 port 41170
Mar 19 08:04:50 jegui sshd[6141]: pam_unix(sshd:session): session closed for user root
Mar 19 08:04:53 jegui sshd[6168]: Accepted publickey for student from 172.25.250.254 port 41172 ssh2: RSA SHA256:M8ikhcEDm2tQ95007vufqEixcFct+WOwZLNZN1BTO

在 vim 或 less 命令中进行搜索时，输入 / 字符，然后键入搜索内容，按 Enter 开始搜索，按 N 查找下一个匹配项，示例：

[root@host ~]# vim /var/log/boot.log
...output omitted...
[[0;32m  OK  [0m] Finished [0;1;39mdracut pre-pivot and cleanup hook[0m.
[[0;32m  OK  [0m] Stopped target [0;1;39mRemote Encrypted Volumes[0m.
[[0;32m  OK  [0m] Starting [0;1;39mCleaning Up and Shutting Down Daemons[0m...
[[0;32m  OK  [0m] Stopped target [0;1;39mTimer Units[0m.
[[0;32m  OK  [0m] Closed [0;1;39mSystem Message Bus Socket[0m.
...Daemons