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一、先搞懂：什么是 Linux Shell？—— 内核与用户的 “沟通桥梁”
2.2.8 文件内容查看：cat/tail/head/more/less 命令
2.3.3 修改所有者 / 所属组：chown/chgrp 命令
2.4.2 查找命令 / 文件路径：which/whereis 命令
2.4.3 查看系统信息：uname/top/free 命令
三、Shell 脚本入门：从 “手动输入” 到 “自动执行”
7.4 坑点 4：循环遍历文件时，目录下无匹配文件导致遍历失败
class 卑微码农:
def __init__(self):
self.技能 = ['能读懂十年前祖传代码', '擅长用Ctrl+C/V搭建世界', '信奉"能跑就别动"的玄学']
self.发量 = 100 # 初始发量
self.咖啡因耐受度 = '极限'
def 修Bug(self, bug):
try:
# 试图用玄学解决问题
if bug.严重程度 == '离谱':
print("这一定是环境问题！")
else:
print("让我看看是谁又没写注释...哦，是我自己。")
except Exception as e:
# 如果try块都救不了，那就...
print("重启一下试试？")
self.发量 -= 1 # 每解决一个bug，头发-1
# 实例化一个我
我 = 卑微码农()引言
在 Linux 世界里，Shell 就像一位 “全能翻译官”，帮我们把人类的指令传递给 Linux 内核，完成文件操作、进程管理、自动化部署等一系列工作。无论是开发调试代码，还是运维监控服务器，Shell 都是不可或缺的工具。很多新手觉得 Shell 晦涩难懂，其实只要掌握核心逻辑，从命令行逐步过渡到脚本实战，就能轻松上手。
本文从 Shell 基础概念切入，循序渐进讲解命令行操作、脚本编写、文本处理、流程控制等核心内容，搭配大量可直接复用的实战示例，帮你彻底吃透 Linux Shell，解决日常工作中的 80% 问题。
一、先搞懂：什么是 Linux Shell？—— 内核与用户的 “沟通桥梁”
1.1 Shell 的本质：不是内核，却是 “指挥官”
Linux 内核（Kernel）是操作系统的核心，负责管理硬件资源（CPU、内存、硬盘），但它 “高冷” 且 “难懂”，只接受二进制指令。而 Shell 是一个命令解释器，介于用户和内核之间，把用户输入的字符串命令翻译成内核能理解的指令，执行后再把结果反馈给用户。
简单类比：内核是餐厅的后厨（负责做菜），Shell 是服务员（接收顾客订单，传达给后厨，再把菜端给顾客），用户就是顾客。
1.2 常见 Shell 类型：我们用的是哪一种？
Linux 系统中有多种 Shell，不同 Shell 功能略有差异，常见的有：
- sh（Bourne Shell）：最早期的 Shell，功能简单，兼容性强，是很多 Shell 的基础；
- bash（Bourne Again Shell）：目前绝大多数 Linux 发行版（CentOS、Ubuntu、Debian）的默认 Shell，兼容 sh，新增了别名、历史命令、脚本编程等强大功能；
- csh/tcsh：语法类似 C 语言，适合习惯 C 语言的用户；
- zsh：功能更丰富，支持自动补全、语法高亮，很多开发者的个性化选择。
查看当前系统默认 Shell：
echo $SHELL
# 输出示例：/bin/bash（表示默认是bash）
查看系统支持的 Shell：
cat /etc/shells
# 输出示例：
# /bin/sh
# /bin/bash
# /usr/bin/sh
# /usr/bin/bash
后续内容均以bash为准，这是日常工作中最常用的 Shell。
二、Shell 命令行基础：玩转终端的 “必备技能”
2.1 终端与命令行：打开 Shell 的 “窗口”
- 终端（Terminal）：是用户与 Shell 交互的界面，比如 Ubuntu 的 GNOME 终端、CentOS 的 Konsole；
- 命令行（Command Line）：终端中输入命令的区域，提示符通常为
$（普通用户）或#（root 用户）。
切换 root 用户（获取最高权限）：
su - root # 输入root密码后切换
# 或使用sudo临时获取权限（Ubuntu常用）
sudo ls /root
2.2 核心命令：文件与目录操作（高频使用）
文件和目录操作是 Shell 最基础的功能，以下命令必须熟练掌握，每个命令搭配实战示例。
2.2.1 目录切换：cd 命令
# 1. 切换到指定绝对路径（从根目录/开始）
cd /home/user/Documents # 切换到用户的文档目录
# 2. 切换到相对路径（相对于当前目录）
cd ../Desktop # 切换到上一级目录的Desktop文件夹（../表示上一级）
cd ./test # 切换到当前目录的test文件夹（./可省略，直接cd test）
# 3. 切换到用户主目录（~表示主目录）
cd ~ # 等价于cd /home/user
# 4. 切换到上一次所在目录
cd - # 输出示例：/home/user，同时切换到该目录
2.2.2 目录查看：ls 命令
# 1. 查看当前目录下的文件和目录（默认仅显示名称）
ls
# 2. 详细查看（权限、所有者、大小、修改时间等）
ls -l # 简写为ll（很多系统已设置别名）
# 输出示例：
# drwxr-xr-x 2 user user 4096 10月 1 10:00 test
# -rw-r--r-- 1 user user 120 10月 1 09:30 test.txt
# 解释：d表示目录，-表示文件；rwx表示读写执行权限；2表示链接数；user是所有者；4096是大小（字节）
# 3. 查看隐藏文件（以.开头的文件）
ls -a # 结合-l：ls -la
# 4. 按大小排序查看（从大到小）
ls -lhS # h表示人性化显示大小（KB/MB/GB），S表示按大小排序
2.2.3 目录创建：mkdir 命令
# 1. 创建单个目录
mkdir test
# 2. 递归创建多级目录（父目录不存在时自动创建）
mkdir -p /home/user/project/code # 同时创建project和code目录
2.2.4 文件创建：touch 命令
# 1. 创建空文件
touch test.txt
# 2. 同时创建多个文件
touch a.txt b.log c.csv
# 3. 修改文件的访问/修改时间（不改变文件内容）
touch -d "2024-10-01 12:00" test.txt # 将文件时间改为指定时间
2.2.5 文件 / 目录复制：cp 命令
# 1. 复制文件到指定目录
cp test.txt /home/user/Desktop # 把test.txt复制到桌面
# 2. 复制目录（必须加-r，递归复制）
cp -r test /home/user/Desktop # 把test目录及内容复制到桌面
# 3. 复制时保留文件属性（权限、时间等）
cp -a test.txt /home/user/Desktop # -a等价于-pdr
# 4. 覆盖文件时提示确认
cp -i test.txt /home/user/Desktop # 若目标目录有同名文件，提示是否覆盖
2.2.6 文件 / 目录移动 / 重命名：mv 命令
# 1. 移动文件到指定目录
mv test.txt /home/user/Desktop # 把test.txt移动到桌面
# 2. 移动目录（无需加-r，直接移动）
mv test /home/user/Desktop
# 3. 文件重命名（同一目录下移动即重命名）
mv test.txt new_test.txt # 把test.txt改名为new_test.txt
# 4. 移动时覆盖提示
mv -i test.txt /home/user/Desktop
2.2.7 文件 / 目录删除：rm 命令
⚠️ 注意：rm 命令删除的文件 / 目录无法恢复，慎用！
# 1. 删除文件
rm test.txt
# 2. 强制删除文件（无提示）
rm -f test.txt # 即使文件只读，也能删除
# 3. 删除目录（必须加-r，递归删除）
rm -r test
# 4. 强制删除目录（无提示）
rm -rf test # 高危命令！避免误删系统文件（如rm -rf /）
2.2.8 文件内容查看：cat/tail/head/more/less 命令
# 1. 查看文件全部内容（适合小文件）
cat test.txt
# 2. 查看文件前n行（默认前10行）
head test.txt # 前10行
head -n 5 test.txt # 前5行
# 3. 查看文件后n行（默认后10行，实时监控日志常用）
tail test.txt # 后10行
tail -n 5 test.txt # 后5行
tail -f test.log # 实时跟踪文件内容变化（日志输出时自动刷新）
# 4. 分页查看大文件（按空格键翻页，q退出）
more test.txt # 只能向下翻页
less test.txt # 可上下翻页，支持搜索（输入/关键词查找）
2.3 权限管理：看懂并修改文件权限
Linux 是多用户系统，每个文件 / 目录都有严格的权限控制，避免未授权访问。
2.3.1 权限的表示：rwx 与数字权限
用ls -l查看文件时，最前面的 10 个字符就是权限信息，例如：drwxr-xr-x
- 第 1 位：文件类型（d = 目录，-= 普通文件，l = 链接文件）；
- 第 2-4 位：所有者（user）权限（r = 读，w = 写，x = 执行）；
- 第 5-7 位：所属组（group）权限；
- 第 8-10 位：其他用户（others）权限。
权限的数字表示（r=4，w=2，x=1，相加得到权限值）：
- rw- = 4+2=6；
- r-x = 4+1=5；
- rwx = 4+2+1=7；
- --- = 0。
例如rwxr-xr-x对应的数字权限是 755，rw-r--r--是 644。
2.3.2 修改权限：chmod 命令
# 1. 数字方式修改（推荐，简洁）
chmod 755 test.sh # 所有者rwx，所属组r-x，其他r-x
chmod 644 test.txt # 所有者rw-，所属组r--，其他r--
# 2. 符号方式修改（更灵活）
chmod u+x test.sh # u=所有者，+x=添加执行权限
chmod g-w test.txt # g=所属组，-w=移除写权限
chmod o=r test.txt # o=其他用户，=r=设置为只读权限
chmod a+r test.txt # a=所有用户，+r=添加读权限
2.3.3 修改所有者 / 所属组：chown/chgrp 命令
# 1. 修改所有者（需root权限）
chown root test.txt # 把test.txt的所有者改为root
# 2. 同时修改所有者和所属组
chown root:root test.txt # 所有者和所属组都改为root
# 3. 修改所属组
chgrp user test.txt # 把所属组改为user
2.4 其他常用命令：提升效率必备
2.4.1 查找文件 / 目录：find 命令
# 1. 在当前目录下查找名为test.txt的文件
find . -name "test.txt"
# 2. 在/home目录下查找所有.log后缀的文件
find /home -name "*.log"
# 3. 查找大小大于100MB的文件
find / -size +100M
# 4. 查找24小时内修改过的文件
find /home/user -mtime 0
# 5. 查找所有者为user的文件
find /home -user user
2.4.2 查找命令 / 文件路径：which/whereis 命令
# 1. 查找命令的执行路径
which ls # 输出：/bin/ls
which python3 # 输出：/usr/bin/python3
# 2. 查找命令的二进制文件、源码和帮助文档路径
whereis ls # 输出：ls: /bin/ls /usr/share/man/man1/ls.1.gz
2.4.3 查看系统信息：uname/top/free 命令
# 1. 查看系统内核版本
uname -r # 输出示例：5.15.0-78-generic
# 2. 查看系统负载和进程信息（实时刷新）
top # 按q退出，PID=进程ID，%CPU=CPU占用率，%MEM=内存占用率
# 3. 查看内存使用情况
free -h # h表示人性化显示（总内存、已用、空闲）
# 输出示例：
# total used free shared buff/cache available
# Mem: 15Gi 2.3Gi 10Gi 224Mi 3.1Gi 13Gi
2.4.4 压缩与解压：tar 命令
tar 是 Linux 最常用的压缩解压工具，支持.tar、.tar.gz、.tar.bz2 等格式。
# 1. 压缩文件/目录为.tar.gz格式（最常用）
tar -zcvf test.tar.gz test.txt test/ # z=gzip压缩，c=创建，v=显示过程，f=指定文件名
# 2. 解压.tar.gz文件
tar -zxvf test.tar.gz # x=解压，解压到当前目录
tar -zxvf test.tar.gz -C /home/user/Desktop # -C指定解压目录
# 3. 压缩为.tar.bz2格式（压缩率更高，速度较慢）
tar -jcvf test.tar.bz2 test.txt test/
# 4. 解压.tar.bz2文件
tar -jxvf test.tar.bz2
三、Shell 脚本入门：从 “手动输入” 到 “自动执行”
手动输入命令适合单次操作，若需要重复执行一系列命令（如批量处理文件、自动化部署），就需要编写 Shell 脚本（.sh 文件），把命令按逻辑组织起来，一键执行。
3.1 脚本的基本结构：Hello World 示例
新建一个脚本文件hello.sh，内容如下：
#!/bin/bash
# 这是注释：第一个Shell脚本，输出Hello World
# 输出字符串
echo "Hello World!"
脚本执行的 3 种方式：
# 方式1：赋予执行权限后直接运行（推荐）
chmod +x hello.sh # 赋予执行权限
./hello.sh # 运行脚本（./表示当前目录）
# 方式2：用bash命令解释执行（无需执行权限）
bash hello.sh
# 方式3：用source命令执行（会在当前Shell环境中运行，影响环境变量）
source hello.sh
输出结果：Hello World!
关键说明：
#!/bin/bash：指定脚本的解释器为 bash，必须放在脚本第一行；#：注释符号，后面的内容不会执行；echo：输出字符串到终端。
3.2 变量：脚本中的 “容器”
变量用于存储数据（字符串、数字等），在脚本中重复使用，提升灵活性。
3.2.1 变量定义与使用
#!/bin/bash
# 变量定义：变量名=值（等号两边不能有空格！）
name="Linux"
version=5.15
message="Hello, $name!" # 变量引用：$变量名
# 输出变量
echo "系统名称：$name"
echo "内核版本：$version"
echo $message
# 变量重新赋值
version=6.0
echo "更新后的内核版本：$version"
执行结果：
系统名称：Linux
内核版本：5.15
Hello, Linux!
更新后的内核版本：6.0
3.2.2 特殊变量：脚本参数与系统变量
（1）脚本参数变量（运行脚本时传入的参数）
| 变量 | 含义 |
|---|---|
| $0 | 脚本文件名 |
| 1−n | 第 1 个到第 n 个参数 |
| $# | 参数总数 |
| $* | 所有参数（作为一个整体） |
| $@ | 所有参数（每个参数独立） |
| $? | 上一条命令的执行结果（0 = 成功，非 0 = 失败） |
示例：参数处理脚本param.sh
#!/bin/bash
echo "脚本文件名：$0"
echo "第1个参数：$1"
echo "第2个参数：$2"
echo "参数总数：$#"
echo "所有参数（整体）：$*"
echo "所有参数（独立）：$@"
# 验证上一条命令执行结果
echo "执行echo命令后的状态：$?" # 输出0，因为echo执行成功
运行脚本并传入参数：
./param.sh "Shell" "Script"
输出结果：
脚本文件名：./param.sh
第1个参数：Shell
第2个参数：Script
参数总数：2
所有参数（整体）：Shell Script
所有参数（独立）：Shell Script
执行echo命令后的状态：0
（2）常用系统变量
#!/bin/bash
echo "当前用户：$USER"
echo "用户主目录：$HOME"
echo "当前工作目录：$PWD"
echo "系统PATH：$PATH" # 命令搜索路径，可执行文件所在目录
echo "主机名：$HOSTNAME"
3.3 字符串处理：拼接、截取与替换
字符串是 Shell 脚本中最常用的数据类型，掌握以下操作能应对大部分场景。
3.3.1 字符串拼接
#!/bin/bash
str1="Hello"
str2="World"
# 拼接方式1：直接连接
str3=$str1$str2
echo $str3 # 输出：HelloWorld
# 拼接方式2：加双引号（推荐，可读性强）
str4="$str1 $str2"
echo $str4 # 输出：Hello World
# 拼接方式3：单引号（单引号内变量不解析，原样输出）
str5='$str1 $str2'
echo $str5 # 输出：$str1 $str2
3.3.2 字符串长度
#!/bin/bash
str="Linux Shell"
echo "字符串长度：${#str}" # 输出：11（空格算1个字符）
3.3.3 字符串截取
语法：${变量名:起始位置:长度}（起始位置从 0 开始，长度可选）
#!/bin/bash
str="Linux Shell Script"
# 从第0位开始，截取5个字符
echo ${str:0:5} # 输出：Linux
# 从第6位开始，截取到末尾（省略长度）
echo ${str:6} # 输出：Shell Script
# 从倒数第7位开始，截取7个字符
echo ${str: -7:7} # 输出：Script（注意-7前有空格）
3.3.4 字符串替换
#!/bin/bash
str="Linux Shell Shell"
# 替换第一个匹配的子串
echo ${str/Shell/Bash} # 输出：Linux Bash Shell
# 替换所有匹配的子串
echo ${str//Shell/Bash} # 输出：Linux Bash Bash
# 从开头匹配并替换
echo ${str/#Linux/Unix} # 输出：Unix Shell Shell
# 从结尾匹配并替换
echo ${str/%Script/Code} # 输出：Linux Shell Code（原字符串末尾是Shell，无Script，所以不替换）
3.4 数组：存储多个数据
Shell 数组支持存储多个值，常用于批量处理数据（如文件列表、IP 地址等）。
3.4.1 数组定义与访问
#!/bin/bash
# 数组定义方式1：空格分隔值
fruits=("apple" "banana" "orange" "grape")
# 数组定义方式2：单独赋值
fruits[4]="mango"
# 访问数组元素：${数组名[索引]}（索引从0开始）
echo "第1个元素：${fruits[0]}"
echo "第3个元素：${fruits[2]}"
echo "第5个元素：${fruits[4]}"
# 访问所有元素：${数组名[@]} 或 ${数组名[*]}
echo "所有元素：${fruits[@]}"
# 数组长度：${#数组名[@]}
echo "数组长度：${#fruits[@]}"
输出结果：
第1个元素：apple
第3个元素：orange
第5个元素：mango
所有元素：apple banana orange grape mango
数组长度：5
3.4.2 数组遍历
#!/bin/bash
fruits=("apple" "banana" "orange" "grape")
# 方式1：for循环遍历
for fruit in ${fruits[@]}; do
echo "水果：$fruit"
done
# 方式2：按索引遍历
for ((i=0; i<${#fruits[@]}; i++)); do
echo "索引$i：${fruits[$i]}"
done
输出结果：
水果：apple
水果：banana
水果：orange
水果：grape
索引0：apple
索引1：banana
索引2：orange
索引3：grape
四、流程控制：让脚本 “聪明” 起来
默认情况下，Shell 脚本按顺序执行命令，流程控制能让脚本根据条件判断执行不同命令，或重复执行某段命令，实现更复杂的逻辑。
4.1 条件判断：if 语句
if 语句根据条件是否成立，执行不同的代码块，支持单分支、双分支、多分支。
4.1.1 基本语法
# 单分支
if [ 条件表达式 ]; then
命令1
命令2
fi
# 双分支
if [ 条件表达式 ]; then
命令1（条件成立时执行）
else
命令2（条件不成立时执行）
fi
# 多分支
if [ 条件表达式1 ]; then
命令1
elif [ 条件表达式2 ]; then
命令2
else
命令3
fi
⚠️ 注意：[ ] 前后必须加空格，否则会报错！
4.1.2 条件表达式：比较与判断
条件表达式主要用于比较数值、字符串，或判断文件状态。
（1）数值比较（适用于整数）
| 运算符 | 含义 |
|---|---|
| -eq | 等于（equal） |
| -ne | 不等于（not equal） |
| -gt | 大于（greater than） |
| -lt | 小于（less than） |
| -ge | 大于等于（greater or equal） |
| -le | 小于等于（less or equal） |
示例：数值比较脚本
#!/bin/bash
a=10
b=20
if [ $a -eq $b ]; then
echo "$a 等于 $b"
elif [ $a -lt $b ]; then
echo "$a 小于 $b"
else
echo "$a 大于 $b"
fi
输出结果：10 小于 20
（2）字符串比较
| 运算符 | 含义 |
|---|---|
| = 或 == | 等于（== 在 [ ] 中需加引号） |
| != | 不等于 |
| -z | 字符串长度为 0（空字符串） |
| -n | 字符串长度不为 0（非空字符串） |
示例：字符串比较脚本
#!/bin/bash
str1="Shell"
str2="Script"
if [ "$str1" = "$str2" ]; then
echo "两个字符串相等"
else
echo "两个字符串不相等"
fi
# 判断字符串是否为空
str3=""
if [ -z "$str3" ]; then
echo "str3是空字符串"
else
echo "str3是非空字符串"
fi
输出结果：
两个字符串不相等
str3是空字符串
（3）文件状态判断
| 运算符 | 含义 |
|---|---|
| -f | 是否为普通文件 |
| -d | 是否为目录 |
| -e | 文件 / 目录是否存在 |
| -r | 是否有读权限 |
| -w | 是否有写权限 |
| -x | 是否有执行权限 |
| -s | 文件是否非空（大小大于 0） |
示例：文件状态判断脚本
#!/bin/bash
file="test.txt"
dir="test"
# 判断文件是否存在
if [ -e "$file" ]; then
echo "$file 存在"
# 判断是否为普通文件
if [ -f "$file" ]; then
echo "$file 是普通文件"
fi
else
echo "$file 不存在"
touch "$file" # 创建文件
echo "已创建 $file"
fi
# 判断目录是否存在
if [ -d "$dir" ]; then
echo "$dir 是目录"
else
echo "$dir 不是目录"
fi
运行脚本（假设 test.txt 和 test 目录初始不存在）：
test.txt 不存在
已创建 test.txt
test 不是目录
4.2 循环结构：for 与 while 循环
循环用于重复执行某段命令，比如遍历文件列表、批量处理数据等。
4.2.1 for 循环：遍历列表或范围
（1）遍历列表
#!/bin/bash
# 遍历数组
fruits=("apple" "banana" "orange")
for fruit in ${fruits[@]}; do
echo "水果：$fruit"
done
# 遍历文件列表
echo "当前目录下的.log文件："
for file in *.log; do
echo $file
done
（2）遍历数字范围
语法：for 变量 in {起始..结束..步长}（步长可选，默认 1）
#!/bin/bash
# 遍历1-5（步长1）
echo "1-5的数字："
for i in {1..5}; do
echo $i
done
# 遍历1-10，步长2（只取奇数）
echo "1-10的奇数："
for i in {1..10..2}; do
echo $i
done
# 遍历10-1（倒序）
echo "10-1的数字："
for i in {10..1}; do
echo $i
done
（3）C 语言风格 for 循环
语法：for ((初始值; 条件; 增量))
#!/bin/bash
# 计算1-10的和
sum=0
for ((i=1; i<=10; i++)); do
sum=$((sum + i)) # 数值计算：$((表达式))
done
echo "1-10的和：$sum" # 输出：55
4.2.2 while 循环：条件满足时执行
while 循环只要条件成立，就会一直执行循环体。
（1）基本用法
#!/bin/bash
# 计算1-10的和
sum=0
i=1
while [ $i -le 10 ]; do
sum=$((sum + i))
i=$((i + 1)) # 变量自增
done
echo "1-10的和：$sum" # 输出：55
（2）无限循环（配合 break 退出）
#!/bin/bash
i=1
while true; do # true表示条件永远成立
echo "当前数字：$i"
if [ $i -eq 5 ]; then
break # 当i=5时退出循环
fi
i=$((i + 1))
done
输出结果：
当前数字：1
当前数字：2
当前数字：3
当前数字：4
当前数字：5
（3）读取文件内容（逐行读取）
#!/bin/bash
# 逐行读取test.txt的内容
while read line; do
echo "文件内容：$line"
done < test.txt # < 表示从文件读取输入
4.3 循环控制：break 与 continue
break：退出当前循环（多层循环时只退出最内层）；continue：跳过当前循环的剩余命令，直接进入下一次循环。
示例：循环控制脚本
#!/bin/bash
# break示例：遍历1-10，遇到5退出
echo "break示例："
for i in {1..10}; do
if [ $i -eq 5 ]; then
break
fi
echo $i
done
# continue示例：遍历1-10，跳过偶数
echo "continue示例："
for i in {1..10}; do
if [ $((i % 2)) -eq 0 ]; then # 判断偶数
continue
fi
echo $i
done
输出结果：
break示例：
1
2
3
4
continue示例：
1
3
5
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五、文本处理三剑客：grep、sed、awk（核心应用）
Linux 中处理文本文件（日志、配置文件）时，grep、sed、awk 是最强大的工具组合，被誉为 “文本处理三剑客”。
5.1 grep：文本搜索神器
grep 用于在文件或输入中搜索匹配的字符串，支持正则表达式，是日志分析的必备工具。
5.1.1 基本用法
语法：grep [选项] 搜索模式 文件名
常用选项：
-i：忽略大小写；-n：显示匹配行的行号；-v：反向匹配（显示不包含匹配模式的行）；-c：统计匹配的行数；-r：递归搜索目录下的所有文件；-E：支持扩展正则表达式。
5.1.2 实战示例
假设有一个日志文件app.log，内容如下：
2024-10-01 08:00:00 [INFO] 系统启动成功
2024-10-01 08:05:00 [ERROR] 数据库连接失败
2024-10-01 08:10:00 [INFO] 用户登录：admin
2024-10-01 08:15:00 [WARNING] 内存使用率过高：85%
2024-10-01 08:20:00 [INFO] 用户退出：admin
2024-10-01 08:25:00 [ERROR] 接口调用失败：/api/user
（1）搜索包含 “ERROR” 的行
grep "ERROR" app.log
# 输出：
# 2024-10-01 08:05:00 [ERROR] 数据库连接失败
# 2024-10-01 08:25:00 [ERROR] 接口调用失败：/api/user
（2）搜索包含 “INFO” 的行，并显示行号
grep -n "INFO" app.log
# 输出：
# 1:2024-10-01 08:00:00 [INFO] 系统启动成功
# 3:2024-10-01 08:10:00 [INFO] 用户登录：admin
# 5:2024-10-01 08:20:00 [INFO] 用户退出：admin
（3）忽略大小写搜索 “warning”
grep -i "warning" app.log
# 输出：
# 2024-10-01 08:15:00 [WARNING] 内存使用率过高：85%
（4）统计匹配 “INFO” 的行数
grep -c "INFO" app.log
# 输出：3
（5）反向匹配：显示不包含 “INFO” 的行
grep -v "INFO" app.log
# 输出所有非INFO级别的日志
（6）递归搜索目录下所有文件中的 “ERROR”
grep -r "ERROR" /var/log/ # 搜索/var/log目录下所有文件中的ERROR
5.2 sed：文本编辑工具
sed 是流编辑器，用于对文本进行替换、删除、插入等操作，不修改原文件（除非使用-i选项）。
5.2.1 基本用法
语法：sed [选项] '操作' 文件名
常用选项：
-i：直接修改原文件（慎用！建议先备份）；-n：只显示匹配的行；-e：执行多个操作。
常用操作：
s/原字符串/新字符串/：替换匹配的字符串（默认替换每行第一个匹配）；s/原字符串/新字符串/g：全局替换（每行所有匹配）；d：删除匹配的行；i：在匹配行前插入内容；a：在匹配行后追加内容；p：打印匹配的行。
5.2.2 实战示例（基于 app.log 文件）
（1）替换字符串：将 “ERROR” 改为 “严重错误”
# 不修改原文件，输出修改后的结果
sed 's/ERROR/严重错误/' app.log
# 全局替换（若一行有多个ERROR）
sed 's/ERROR/严重错误/g' app.log
# 直接修改原文件（建议先备份：cp app.log app.log.bak）
sed -i 's/ERROR/严重错误/' app.log
（2）删除包含 “WARNING” 的行
# 输出删除后的结果（不修改原文件）
sed '/WARNING/d' app.log
# 直接删除原文件中的行
sed -i '/WARNING/d' app.log
（3）在包含 “INFO” 的行前插入内容
sed '/INFO/i\【日志信息】' app.log
# 输出示例：
# 【日志信息】
# 2024-10-01 08:00:00 [INFO] 系统启动成功
（4）打印包含 “admin” 的行
sed -n '/admin/p' app.log
# 输出：
# 2024-10-01 08:10:00 [INFO] 用户登录：admin
# 2024-10-01 08:20:00 [INFO] 用户退出：admin
5.3 awk：文本分析工具
awk 是功能最强大的文本处理工具，支持模式匹配、字段提取、数值计算等，适合复杂的文本分析场景。
5.3.1 基本用法
语法：awk '模式{动作}' 文件名
- 模式：用于匹配行（如条件判断）；
- 动作：对匹配的行执行操作（如打印字段、计算）；
- 字段分隔符：默认是空格或制表符，可用
-F指定（如-F,表示逗号分隔）； - 字段引用：
$1表示第 1 个字段，$2表示第 2 个字段，$0表示整行内容； - 内置变量：
NR（行号）、NF（当前行的字段数）。
5.3.2 实战示例
（1）提取字段：获取日志中的时间和日志级别
app.log 文件的字段用空格分隔，时间是第 1-2 个字段，日志级别是第 3 个字段（带 []）：
# 打印时间（$1 $2）和日志级别（$3）
awk '{print "时间："$1" "$2", 级别："$3}' app.log
# 输出示例：
# 时间：2024-10-01 08:00:00, 级别：[INFO]
# 时间：2024-10-01 08:05:00, 级别：[ERROR]
（2）指定字段分隔符：处理 CSV 文件
假设有user.csv文件，内容如下（逗号分隔）：
1,admin,123456,admin@example.com
2,user1,654321,user1@example.com
3,user2,112233,user2@example.com
提取用户名和邮箱：
（3）条件过滤：只显示 ERROR 级别的日志
bash
awk '$3 == "[ERROR]"{print $0}' app.log
# 输出所有ERROR级别的日志行
（4）数值计算：统计日志中 ERROR 的出现次数
awk '$3 == "[ERROR]"{count++} END{print "ERROR出现次数："count}' app.log
# 输出：ERROR出现次数：2
（5）按行号处理：显示第 2-4 行的内容
awk 'NR>=2 && NR<=4{print $0}' app.log
# 输出第2到第4行的日志
六、Shell 脚本实战案例：解决实际问题
掌握了基础语法和工具后，我们通过几个实战案例，将知识应用到实际工作中。
6.1 案例 1：批量备份文件
需求：编写脚本，批量备份指定目录下的.log 文件到备份目录，并按日期命名备份文件。
#!/bin/bash
# 批量备份.log文件脚本
# 配置参数
source_dir="/var/log" # 源目录（日志文件所在目录）
backup_dir="/home/user/backup/log" # 备份目录
date=$(date +%Y%m%d) # 当前日期（格式：年月日）
# 检查备份目录是否存在，不存在则创建
if [ ! -d "$backup_dir" ]; then
mkdir -p "$backup_dir"
echo "创建备份目录：$backup_dir"
fi
# 批量备份.log文件（复制到备份目录，并添加日期后缀）
echo "开始备份$source_dir下的.log文件..."
for file in "$source_dir"/*.log; do
# 判断文件是否存在（避免目录下无.log文件时出错）
if [ -f "$file" ]; then
filename=$(basename "$file") # 获取文件名（不含路径）
backup_file="$backup_dir/${filename%.log}_$date.log" # 备份文件名：原文件名_日期.log
cp "$file" "$backup_file"
echo "备份成功：$file -> $backup_file"
fi
done
echo "所有.log文件备份完成！"
运行脚本：
chmod +x backup_log.sh
./backup_log.sh
输出示例：
创建备份目录：/home/user/backup/log
开始备份/var/log下的.log文件...
备份成功：/var/log/syslog.log -> /home/user/backup/log/syslog_20241001.log
备份成功：/var/log/auth.log -> /home/user/backup/log/auth_20241001.log
所有.log文件备份完成！
6.2 案例 2：日志分析与统计
需求：分析 app.log 日志，统计不同级别日志的数量，并输出 ERROR 级别的详细信息。
#!/bin/bash
# 日志分析脚本
log_file="app.log"
# 检查日志文件是否存在
if [ ! -f "$log_file" ]; then
echo "错误：日志文件$log_file不存在！"
exit 1 # 退出脚本，状态码1表示错误
fi
echo "=== 日志分析结果 ==="
# 统计INFO级别日志数量
info_count=$(grep -c "INFO" "$log_file")
echo "INFO级别日志：$info_count 条"
# 统计ERROR级别日志数量
error_count=$(grep -c "ERROR" "$log_file")
echo "ERROR级别日志：$error_count 条"
# 统计WARNING级别日志数量
warning_count=$(grep -c "WARNING" "$log_file")
echo "WARNING级别日志：$warning_count 条"
# 输出ERROR级别日志的详细信息（带行号）
echo -e "\n=== ERROR级别日志详情 ==="
grep -n "ERROR" "$log_file"
echo -e "\n日志分析完成！"
运行脚本输出：
=== 日志分析结果 ===
INFO级别日志：3 条
ERROR级别日志：2 条
WARNING级别日志：1 条
=== ERROR级别日志详情 ===
2:2024-10-01 08:05:00 [ERROR] 数据库连接失败
6:2024-10-01 08:25:00 [ERROR] 接口调用失败：/api/user
日志分析完成！
6.3 案例 3：自动化部署 Python 项目
需求：编写脚本，实现 Python 项目的自动化部署（拉取代码、安装依赖、启动服务）。
#!/bin/bash
# Python项目自动化部署脚本
# 配置参数
project_dir="/home/user/project/myapp" # 项目目录
git_repo="https://github.com/user/myapp.git" # Git仓库地址
python_env="/home/user/venv/bin/python" # Python虚拟环境路径
echo "=== 开始部署Python项目 ==="
# 1. 拉取最新代码
echo "1. 拉取最新代码..."
if [ -d "$project_dir" ]; then
cd "$project_dir" || exit 1 # 进入项目目录，失败则退出
git pull # 拉取代码
else
git clone "$git_repo" "$project_dir" # 克隆代码
cd "$project_dir" || exit 1
fi
# 2. 安装依赖
echo "2. 安装项目依赖..."
"$python_env" -m pip install -r requirements.txt
# 3. 停止旧服务（假设用killall停止进程，根据实际情况调整）
echo "3. 停止旧服务..."
killall -9 python3 2>/dev/null # 忽略无进程的错误信息
# 4. 启动新服务（后台运行）
echo "4. 启动新服务..."
nohup "$python_env" app.py > app.log 2>&1 & # nohup表示后台运行，输出重定向到app.log
echo "=== 项目部署完成！ ==="
echo "服务日志：$project_dir/app.log"
运行脚本：
chmod +x deploy_app.sh
./deploy_app.sh
输出示例：
=== 开始部署Python项目 ===
1. 拉取最新代码...
Already up to date.
2. 安装项目依赖...
Requirement already satisfied: flask in /home/user/venv/lib/python3.8/site-packages (from -r requirements.txt (line 1))
3. 停止旧服务...
4. 启动新服务...
=== 项目部署完成！ ===
服务日志：/home/user/project/myapp/app.log
七、避坑指南：Shell 脚本常见错误与解决方案
新手写 Shell 脚本时容易踩坑，以下是高频错误及应对方法。
7.1 坑点 1：变量赋值时等号两边有空格
错误代码：
name = "Linux" # 等号两边有空格，报错：name: 未找到命令
解决方案：等号两边不能有空格。
name="Linux"
7.2 坑点 2：字符串包含空格时未加引号
错误代码：
str=Hello World # 空格导致被解析为两个参数，报错：World: 未找到命令
解决方案：加双引号或单引号。
str="Hello World"
7.3 坑点 3：条件判断中变量未加引号（含空格时出错）
错误代码：
file="my file.txt"
if [ -f $file ]; then # 变量含空格，被解析为两个参数，报错
echo "文件存在"
fi
解决方案：变量加双引号。
if [ -f "$file" ]; then
echo "文件存在"
fi
7.4 坑点 4：循环遍历文件时，目录下无匹配文件导致遍历失败
错误代码：
for file in *.log; do
echo $file # 若目录下无.log文件，会输出"*.log"
done
解决方案：先判断文件是否存在。
for file in *.log; do
if [ -f "$file" ]; then
echo $file
fi
done
7.5 坑点 5：使用rm -rf时路径错误，误删重要文件
错误代码：
rm -rf $dir/* # 若dir为空，会变成rm -rf /*，删除根目录文件！
解决方案：先判断目录是否存在，或使用更安全的写法。
if [ -d "$dir" ]; then
rm -rf "$dir"/*
fi
7.6 坑点 6：脚本权限不足，无法执行
错误现象：
./test.sh: 权限不够
解决方案：赋予执行权限。
chmod +x test.sh
八、总结：Shell 学习路径与进阶建议
8.1 核心要点回顾
- Shell 的定位：用户与 Linux 内核的命令解释器，是日常操作和自动化的核心工具；
- 基础命令：重点掌握文件 / 目录操作、权限管理、压缩解压、系统信息查看；
- 脚本编程：掌握变量、字符串、数组、流程控制（if/for/while），能编写简单脚本；
- 文本处理：熟练使用 grep（搜索）、sed（编辑）、awk（分析），应对日志和配置文件处理；
- 实战优先：通过实际案例巩固知识，解决工作中的具体问题。
8.2 进阶学习建议
- 正则表达式：深入学习正则表达式，提升 grep、sed、awk 的使用效率；
- Shell 高级特性：学习函数、数组高级操作、进程管理、信号处理；
- 自动化工具整合：结合 crontab（定时任务）、ansible（批量运维），实现更复杂的自动化场景；
- 阅读优秀脚本：查看系统自带脚本（如 /etc/init.d/ 下的服务脚本），学习规范的编写风格。
Shell 的学习没有捷径，多动手写脚本、多解决实际问题，才能从 “会用” 到 “精通”。记住：Shell 的核心价值是 “自动化”，把重复的工作交给脚本，让自己专注于更重要的事情！
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