Linux自动化运维工程师--(4)shell的执行流控制与运算

Linux自动化运维工程师

实验所用系统为Redhat-rhel8.2。

实验环境：
一台配置好网络软件仓库和IP的虚拟机

Linux自动化运维工程师–shell的执行流控制

执行流是在脚本中记录的命令执行的顺序，有从上到下依次执行，循环，选择等等。

一、for语句

1、作用

为循环执行动作

2、结构

  for			定义变量
  do			使用变量，执行动作
  done			结束标志

3、基本格式

1）用命令的执行结果赋值for变量

for NUM in `seq 1 10`		##``表示先执行此命令，将命令执行结果赋值给for变量
do
  echo $NUM
done

2）列表方式，有多少个变量，任务重复多少次

for NAME in westos lee root test
do
  id $NAME &> /dev/null && {
    echo $NAME is exist
  } || {
    echo $NAME is not exist
  }
  sleep 1 		##使for语句1秒钟循环一次
done

3）连续选择，也可以是倒序选择

  for WESTOS in {1..10}		##1-10连续选择，也可以是10-1的倒序选择
  do
          echo $WESTOS
  done

4）范围内自加或自减

  for ((WESTOS=0;WESTOS<10;WESTOS++))
  do
  	       echo $WESTOS
  done

• 练习1：​ 编写脚本check_host.sh，用此脚本检测10台与您当前主机直连主机是否网络通常，如果网络通常请显示主机的ip列表。
• 思路解析：首先这是一个连续数字的选择，可以选择第一种格式，也可以选择第三种格式，在1-10之间逐个拿出数字放入IP中进行网络连接。如果连通显示up，不能则显示down。

for HOST in {1..10}
do
  ping -c1 -w1 172.25.254.$HOST &> /dev/null && {
    echo 172.25.254.$HOST is up
  } || {
    echo 172.25.254.$HOST is down
  }
done

• 练习2：编写脚本user_list.sh，用此脚本检测用户列表中的用户是否存在。如果后面没有文件则报错，文件不存在则报错。如果列表中的用户存在，则显示存在；不存在则建立。

[ -z "$1" ] && {							##判断是否有跟文件
  echo "Error: Plesae input filename !"		##没有则报错退出
  exit
}

[ -e "$1" ] || {							##判断文件是否存在
  echo "Errot: $1 is not exist !"			##不存在则报错退出
  exit
}

[ "$USER" != "root" ] && {					##判断当前用户是否为超级用户，因为只有超级用户可以建立用户
  echo "Error: Please run script with root !"
  exit
}

for USER in `cat $1`						##查看指定文件中的用户
do
  id $USER &> /dev/null && {				##检测用户是否存在
    echo $USER is exist !
  } || {
    useradd $USER &> /dev/null && {			##不存在则建立用户
    echo $USER is created!
  }
}
done

二、条件语句

1、while…do语句

1）作用

条件为真执行动作

2）语句结构

  while ture			<!--条件为真-->
  do					<!--条件成立所作循环动作-->

  done					<!--结束-->

示例：

while true
do  
  read -p "Please input word : " WORD
  echo $WORD
done

2、until…do 语句

1）作用

条件为假执行动作

2）语句结构

  until false		 		<!--条件为假-->
  do						<!--条件不成立所作循环动作-->

  done						<!--结束-->

示例：

until false
do
  read -p "Please input word : " WORD
  echo $WORD
done

3、if…then…elif…then…else…fi 语句

1）作用：

多次判定条件执行动作

2）语句结构

  if						<!--首次判断定-->
  then						<!--条件成立执行动作-->
  elif						<!--当首次判定不成立时再次判定-->
  then						<!--条件成立执行动作-->
  ...					 	<!--elif可以书写多次-->
  else						<!--所有条件不成立执行动作-->
  fi						<!--结束-->

• 练习3：​ 编写脚本check_file.sh，首先输出please input filename: 提示需要输入文件名称。然后判断文件是否存在。如果不存在，报错file is not exist；如果存在，则判断文件类型，是文件则输出file is file，是目录则输出file is direcory等等。此脚本会一直询问直到用户输入exit为止。

while true
do
  read -p "Please input filename: " FILENAME			##提示输入文件名称
  if [ "$FILENAME" = "exit" -o "$FILENAME" = "EXIT" ]	##判断是否输入为退出标识“exit”
  then
    exit
  elif [ ! -e "$FILENAME" ]								##不是则判断文件是否存在
  then
    echo "Error: $FILENAME is not exist !"				##不存在则报错退出
  elif [ -L "$FILENAME" ]								##存在则判断文件类型
  then
    echo "$FILENAME is a link file"						##是否为链接
  elif [ -f "$FILENAME" ]
  then
    echo "$FILENAME is a common file"					##是否为文件
  elif [ -d "$FILENAME" ]
  then
    echo "$FILENAME is a directory"						##是否为目录
  elif [ -S "$FILENAME" ]
  then
    echo "$FILENAME is a socket"						##是否为套接字
  elif [ -b "$FILENAME" ]
  then
    echo "$FILENAME is a block file"					##是否为块设备
  elif [ -c "$FILENAME" ]
  then
    echo "$FILENAME is a char file"						##是否在字符设备
  fi
done

三、case

在对于信息选择过程中，因为判定语句选择信息需要判定从开始到正确的信息，效率很低。可以使用选择语句，在对于选择信息判定时具有平等的执行过程，所以对于选择条件的执行只需要判定一次。
格式：

case $1 in
	word1|WORD1)
	action1
	;;
	word2|WORD2)
	action2
	;;
	*)
	action3
esac

实验：编写同样判定内容的两个脚本，一个使用if…then…fi语句，一个使用case语句，观察其执行过程。

• if…then…fi语句

if [ "$1" = "linux" ]		##输入linux
then
  echo westos				##输出westos
elif [ "$1" = "westos" ]	##输入westos
then
  echo redhat				##输出redhat
elif [ "$1" = "redhat" ]	##输入redhat
then
  echo linux				##输出linux
else
  echo error				##输入其他内容则报错
fi

观察其执行过程，不论输入什么，程序都是从第一个判断条件开始判断。

• case语句

case $1 in
  linux)
  echo westos
  ;;
  westos)
  echo redhat
  ;;
  redhat)
  echo linux
  ;;
  *)
  echo error
esac

观察其执行过程，程序会根据输入选择判定，每一次都只需要执行两步。

因此，判定语句选择信息需要判定从开始到正确的信息，效率很低；使用选择语句，在对于选择信息判定时具有平等的执行过程，所以对于选择条件的执行只需要判定一次。

• 练习4：编写脚本user_ctrl.sh，使用case语句，输入用户名，选择添加用户或者删除用户。

case $1 in
  add)											##如果输入添加
  read -p "Please input username: " USERNAME	##提示输入用户名称
  id $USERNAME &> /dev/null && {				##判断用户是否存在
    echo $USERNAME is exist						##存在则显示已存在
  }
  useradd $USERNAME &> /dev/null && {			##不存杂则建立该用户
    echo $USERNAME is created					##显示已建立
  }
  ;;
  del)											##如果输入删除
  read -p "Please input username: " USERNAME
  id $USERNAME &> /dev/null || {
    echo $USERNAME is not exist
  }
  userdel -r $USERNAME &> /dev/null && {
    echo $USERNAME is deleted
  }
  ;;
  *)											##如果输入其他则报错
  echo error
esac

• 练习5：编写脚本ctrl_user.sh，要求如下：
  

USER_CTRL()							##定义一个函数用于用户控制
{
  read -p "Please input username: " USER
  if [ "$USER" = "exit" ]			##判定用户名称是否为exit
  then 
    break							##跳出该动作
  else
    id $USER &> /dev/null && {		##判定用户是否存在，存在的情况下
      case $1 in 
        add)						##添加则显示已存在
        echo "$USER is exist !"
        USER_CTRL 
        ;;
        del)						##删除则删除用户
        userdel -r $USER
        echo $USER is deleted
        USER_CTRL del
      esac
    } || {							##不存在的情况下
      case $1 in
        add)						##添加用户切设定密码
        read -p "Please input password: " -s PASSWD
        useradd $USER 
        echo $PASSWD | passwd --stdin $USER &> /dev/null
        echo " "
        echo $USER is created
        USER_CTRL add
        ;;
        del)						##删除则提示用户不存在
        echo "$USER is not exist !"
        USER_CTRL del
      esac
    }
  fi
}

while true
do
  read -p "Please input action: " ACTION	##提示动作
  case $ACTION in
    exit)									##exit则退出脚本
    exit
    ;;
    add)									##add则调用函数add
    USER_CTRL add
    ;;
    del)									##del则调用函数del
    USER_CTRL del
    ;;
    *)										##其他则报错
    echo wrong action
  esac
done

四、expect

有很多时候我们需要交互式执行动作，但此前我们学习的命令并不能做到交互式自动应答。
首先我们编辑一个问题脚本并且个执行权限。

vim ask.sh
///
#!/bin/bash
read -p "what's your name:" NAME
read -p "How old are you: " AGE 
read -p "Which objective: " OBJ
read -p "Are you happy? " FEEL

echo $NAME is $AGE\'s old study $OBJ feel $FEEL
///
chmod +x ask.sh

然后执行脚本，回答问题。

但是，此类脚本不能自动应答。可以编辑一个回答脚本，使用输入重定向。

vim answer.sh
///
/mnt/ask.sh <<EOF	
yun
1
linux
happy
EOF
///

执行该脚本。

此时可以自动应答，但是因为有些问题不是每次都会出现，所以此方式在应对交互问题时非常机械，不能判定问题的准确性。
比如，我们注释掉一个问题，最后的回答就会是错误的。


因为此类方式回答是按照顺序的，与问题内容并不对应，十分机械。
我们就需要要一个可以自动应答的脚本，首先安装自动应答器。

dnf install expect -y		##自动应答器

编辑一个自动应答脚本。

vim answer1.exp
///
#!/usr/bin/expect		##运行环境
spawn /mnt/ask.sh		##监控该问题文件
expect "name"
send "yun\r"
expect "old"
send "1\r"
expect "objective"
send "linux\r"
expect "happy"
send "happy\r"

expect eof				##问题回答完毕后退出expect		两个参数选一个
interact				##问题回答完毕后保留expect环境		两个参数选一个，不可以都写
///

再来执行此脚本，应答是正确的。

但如果此时将一条问题注释掉，回答的问题依旧是错误的,是因为此时的answer是用多个expect做应答，每一个expext只监控自己的问题。

但如果需要监控某个问题是否出现，则可以使用一个expect应答所有问题。

vim answer.exp
///
#!/usr/bin/expect
spawn /mnt/ask.sh
expect {
  "name" { send "yun\r";exp_continue }
  "old" { send "1\r";exp_continue }
  "objective" { send "linux\r";exp_continue }
  "happy" { send "happy\r" }			##最后一个问题必须存在，问题的顺序没有要求
}
expect eof
///

此时再执行注释掉一条问题的脚本，回答便不会错乱。
但此时因为我们将答案写入了脚本里，无法控制答案也无法更改，还是很机械，所以我们需要用函数来代替固定的答案。

vim  answer2.exp
///
#!/usr/bin/expect
set timeoout 1				##超时时间为1s
set NAME [ lindex $argv 0 ]	##脚本后所跟的第一串字符，定义其值为NAME
set AGE [ lindex $argv 1 ]
set OBJ [ lindex $argv 2 ]
set FEEL [ lindex $argv 3 ]
spawn /mnt/ask.sh
expect {
  "name" { send "$NAME\r";exp_continue }
  "old" { send "$AGE\r";exp_continue }
  "objective" { send "$OBJ\r";exp_continue }
  "happy" { send "$FEEL\r" }
}
expect eof
///

此时执行脚本，如果不输入内容，问题则没有答案。

• 练习6：编写脚本check_host.sh 后面加上IP172.25.254.1，当1是通的，显示主机名,不通则显示down。

vim check_host1.sh
///
[ -z "$1" ] && {					##判定是否加IP，此处的$1表示执行sh命令时所跟的第一串字符
  echo "Please input ipaddress following script ! "
  exit
}
Auto_Ssh()
{
  /usr/bin/expect <<EOF				##在此环境下执行
  spawn ssh -l root $1 hostname		##连接此IP，并查询主机名，此处的$1 表示函数Auto_Ssh后所跟的第一串字符
  expect {
    "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }		##连接时需要输入yes/no
    "password" { send "westos\r" }				##需要输入此主机的密码
  }
  expect eof
EOF
}
ping -c1 -w1 $1 &> /dev/null && {				##ping该主机
  Auto_Ssh $1 | tail -n 1						##通了则调用函数
} || {
  echo $1 is down								##不通则显示down
}
///

五、执行流控制器

1、循环控制

contiue		##终止当此次前循环提前进入下个循环
break		##终止当前所在语句所有动作进行语句外的其他动作
exit		##脚本退出，exit退出值可以指定

示例：
1-10循环设定4为幸运数字，其他数字则显示其自身。（我把luck打错了，写博客时才发现，biao笑……）

vim text.sh
///
for N in {1..10}
do
  if [ "$N" -eq "4" ]
  then 
    echo luch number
  fi
  echo $N
done
echo westos linux
///

此时每个数字都显示，并且luck number显示在数字4上面。

当显示4为幸运数字后，continue提前终止此次循环。此时数字4因为循环终止，是不会显示的。

当显示4为幸运数字后，break终止当前所在的循环语句。则此后的所有数字都不会显示，但循环外的进程仍然会被执行。

当显示4为幸运数字后，exit结束当前脚本所有进程，则从当前开始结束所有进程。

2、退出值

$?			##表示退出值
退出值为0	##表示命令无报错
退出值非0	##表示命令有相应报错

exit可以指定退出值，范围是0～255。

[注意] 退出值范围为0～255，如果超出，退出值为对256取余。

Linux自动化运维工程师–shell中的运算

一、运算符号

符号	意义
+	加法
-	减法
*	乘法
/	除法
%	取余，除法后的余数
**	乘方
++	自加一
–	自减一
<	小于
<=	小于等于
>	大于
>=	大于等于
+=	(j+=i) j=j+i
*=	(j*=i) j=j*i
/=	(j/=i) j=j/i
%=	(j%=i) j=j%i

二、运算指令

指令	用法示范	限制
(())	((a=1+2))	只能算整数
let	let a=1+2	只能算整数
expr	expr 1 + 2 (注意空格)	只能算整数
bc	bc << EOF \n 1+2 \n EOF	可以算小数
$[ ]	echo $[1+2]	只能算整数

示例：

• 自加一
  
  

• 自减一
  

• j=j+i
  

三、小数表示方法

printf '%0.2f' .3 ==== 0.30		##小数点后两位
printf '%0.3f' .3 ====0.300		##小数点后三位
printf '%0.4f' .3 ====0.3000