精讲shell基础以及如何高效的学习shell编程

1、前言

1.1 为什么学习shell编程

Shell脚本语言是实现Linux/UNIX系统管理及自动化运维所必备的重要工具，Linux/UNIX系统的底层及基础应用软件的核心大部分涉及Shell脚本的内容。每一个合格的Linux系统管理员或运维工程师，都需要熟练的编写Shell脚本语言，并能够阅读系统及各类软件附带的Shell脚本内容。只有这样才能提升运维人员的工作效率，适应日益复杂的工作环境，减少不必要的重复工作，从而为个人的职场发展奠定较好的基础

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1.2 学好Shell编程所需的基础知识

能够熟练使用vim编辑器，熟悉SSH终端
有一定的Linux命令基础，至少需要掌握80个以上Linux常用命令，并能够熟练使用它
要熟练掌握Linux正则表达式及三剑客命令（grep,sed,awk）

1.3 如何学好Shel编程

学好Shel编程的核心：多练-->多思考-->再练-->再思考，坚持如此循环即可！
新手大忌：不可拿来主义，可以模仿，但是要自己嚼烂了吃下去，否则会闹肚子
格言：你觉得会了并不一定会了，你认为对的并不一定对的

大家要勤动手，自行完成学习笔记和代码的书写。通过每一个小目标培养自己的兴趣以及成就感

2、Shell脚本入门

2.1 什么是Shell

Shell是一个命令解释器，它在操作系统的最外层，负责直接与用户对话
把用户的输入解释给操作系统，并处理各种各样的操作系统的输出结果，输出屏幕返回给用户
这种对话方式可以是：
1）交互的方式：从键盘输入命令，通过/bin/bash的解释器，可以立即得到shell的回应
2）非交互的方式：脚本

下图×××部分就是命令解释器shell

Shell的英文意思是贝壳的意思，命令解释器Shell像一个贝壳一样包住系统核心

Shell执行命令分为两种方式：

内置命令：
如讲过的cd，pwd，exit和echo等命令
当用户登录系统后，shell以及内置命令就被系统载入内存，并且一直运行
一般命令：如ls，磁盘上的程序文件-->调入-->执行命令

2.2 什么是Shell 脚本

当linux命令或语句不在命令行下执行（严格说，命令行也是shell）
而是通过一个程序文件执行时，该程序就被称为Shell脚本或Shell程序
用户可以在Shell脚本中敲入一系列的命令及语句组合；这些命令
变量和流程控制语句等有机的结合起来就形成一个功能强大的Shell脚本

首先先带领大家写一个清空/var/log/messages日志的脚本

我们需要先想明白几个问题：
1）日志文件在哪？
/var/log/messages
2）用什么命令可以清空文件？
> 重定向
3）写一个简单的shell脚本

#! /bin/bash

cd /var/log/

>messages

4）怎样执行脚本？
# sh /server/scripts/log.sh

有没有考虑到：

/server/scripts目录下

权限：用哪个用户执行文件

需要对用户做判断

清空错文件怎么办，该如何办？
错误提示：有没有成功知不知道？
脚本的通用性

小结：

Shell就是命令解释器。==>翻译官
Shell脚本==>命令放在脚本里

3、Shell脚本的建立和执行

3.1 Shell脚本的建立

推荐使用vim编辑器编辑脚本，可以事先做个别名

# echo "alias vi=vim">>/etc/profile
# source /etc/profile

3.1.1脚本开头第一行

规范的Shell脚本第一行会指出由哪个程序（解释器）来执行脚本中的内容

在linux bash编程中一般为：

#!/bin/bash或#!/bin/sh

其中开头的“#！”又称为幻数，在执行Shell脚本的时候

内核会根据“#！”后的解释器来确定哪个程序解释脚本中的内容

注意：这一行必须在每个脚本顶端的第一行，如果不是第一行则为脚本注释行

3.1.2 sh和bash的区别

# ll /bin/shlrwxrwxrwx. 1 root root 4 Dec 23 20:25 /bin/sh -> bash
# sh是bash的软链接，推荐标准写法#!/bin/bash

可以看一下系统自带的脚本的写法

head -1 /etc/init.d/*

3.1.3 脚本注释

在Shell脚本中，跟在#后面的内容表示注释。注释部分不会被执行，仅给人看

注释可以自成一行，也可以跟在命令后面，与命令同行。要养成写注释的习惯，方便自己与他人

最好不用中文注释，因为在不同字符集的系统会出现乱码

3.2 Shell脚本的执行

3.2.1 Shell脚本执行的几种方式

1）bash scripts-name或sh script-name(推荐使用)

这种方法是当脚本本身没有可执行权限时常使用的方法

2）path /script-name 或./scripts-name(全路径或当前路径执行脚本)
这种方法首先需要给脚本文件可执行权限

3）source scripts-name或. scripts-name #注意“.”点号，且点号后有空格
source 或.在执行这个脚本的同时，可以将脚本中的函数和变量加载到当前shell

3.3 Shell脚本开发的规范和习惯

1）开头指定脚本解释器
2）开头加版本版权等信息，可配置～/.vimrc文件自动添加
3）脚本不要用中文注释，尽量用英文注释
4）脚本以.sh为扩展名
5）放在统一的目录
6）代码书写优秀习惯

a，成对的内容一次性写出来，防止遗漏，如[],'',""等
b，[]两端要有空格，先输入[]退格，输入2个空格，再退格写
c，流程控制语句一次书写完，再添加内容

if 条件
    then
      内容
fi

d，通过缩进让代码易读
e，脚本中的引号都是英文状态下的引号，其他字符也是英文状态

好的习惯可以让我们避免很多不必要的麻烦，提高工作效率

4、Shell环境变量

4.1 什么是变量

变量就是用一个固定的字符串（也可能是字符数字等的组合），替代更多更复杂的内容

这个内容里可能还会包含变量和路径，字符串等其他内容。变量的定义是存在内存中

x=1
y=2

4.2 变量类型

变量分为两类：
1）环境变量（也可称为全局变量）

可以在创建他们的Shell及派生出来的子shell中使用

环境变量又可以分为自定义环境变量和bash内置的环境变量

2）局部变量（普通变量）：

只能在创建他们的shell函数或shell脚本中使用，还记得前面的$user?我们创建的一般都是普通变量

4.2.1 环境变量

环境变量用于定义Shell的运行环境，保证Shell命令的正确执行，Shell通过环境变量来确定登录用户名，命令路径，终端类型，登录目录等，所有的环境变量都是全局变量，可用于所有子进程中
包括编辑器，shell脚本和各类应用。但crond计划任务除外，还需要重新定义环境变量
环境变量可以在命令行中设置，但用户退出时这些变量值也会丢失，因此最好在用户家目录下的
.bash_profile文件中或全局配置/etc/bashrc,/etc/profile文件或者/etc/profile.d/目录中定义
将环境变量放入profile文件中，每次用户登录时这些变量值都将被初始化
通常，所有环境变量均为大写。环境变量应用于用户进程前，都应该用export命令导出
例如：export chensiqi=1
有一些环境变量，如HOME，PATH，SHELL，UID，USER等，在用户登录前就已被/bin/login
程序设置好了。通常环境变量定义并保存在用户家目录下的.bash_profile或/etc/profile文件中

4.2.1 局部变量

定义局部变量

局部变量在用户当前的shell生存期的脚本中使用。例如，局部变量test取值为test18

这个值只在用户当前shell生存期中有意义。如果在shell中启动另一个进程或退出，局部变量test值将无效

普通字符串变量定义

变量名=value
变量名=‘value’
变量名=“value”

shell中变量名及变量内容的要求

一般是字母，数字，下划线组成，且以字母开头
变量的内容，可以使用单引号或双引号印起来，或不加引号
虽然变量可以以下划线开头，但类似这种变量都是比较特殊的，都是系统自己用的。我们尽量少用

小结：

1）CMD=ls的ls两侧的符号是键盘tab键上面的，不是单引号
2）在变量名前加$,可以取得此变量的值，使用echo或printf命令可以显示变量的值

$A和$(A)写法不同，效果一样，推荐后面的写法
3）${WEEK}DAY若变量和其他字符组成新的变量就必须给变量加上大括号{}.
4）养成将所有字符串变量用双引号括起来使用的习惯，减少编程遇到的怪异错误。“$A”和“${A}”

4.3 变量名及变量内容定义小结

变量名只能由字母，数字，下划线组成，且以字母开头
规范的变量名写法定义：见名知意
a，testAge=1 <==每个单词首字母大写
b，test_age=1 <==每个单词之间用“-”
c，testAgeSex=1 <==驼峰语法：首个单词字母小写，其余单词首字母大写
=号的知识，a=1中的等号是赋值的意思，比较是不是相等为“==”
打印变量，变量名前接$符号，变量名后接字符的时候，要用大括号括起来

注意：

变量内容引用方法，一般为双引号，简单连续字符可以不加引号，希望原样输出，使用单引号
变量内容是命令，要用反引号``或者$()把变量括起来使用

5、Shell特殊变量

5.1 位置变量

$0 获取当前执行的shell脚本的文件名，如果执行脚本带路径那么就包括脚本路径

$n 获取当前执行的shell脚本的第n个参数值，n=1..9,当n为0时
   表示脚本的文件名，如果n大于9用大括号括起来{10},参数以空格隔开
   
$# 获取当前执行的shell脚本后面接的参数的总个数

$0 获取当前执行的shell脚本的文件名，包括路径

5.2 进程状态变量

$? 获取执行上一个指令的返回值（0为成功，非零为失败）

5.2.1 $?测试

# echo $?
0
# cd /rrr
-bash: cd: /rrr: No such file or directory
# echo $?
1

$? 返回值参考
0  表示运行成功
2  权限拒绝
1～125 表示运行失败，脚本命令，系统命令错误或参数传递错误
126 找到该命令，但无法执行
127 未找到要运行的命令
128 命令被系统强制结束

生产环境：
1）用于判断命令，脚本或函数等程序是否执行成功
2）若在脚本中调用执行“exit数字”，则会返回这个数字给“$?”变量
3）如果在函数中使用“return 数字”，则会以函数返回值的形式传给“$?”

6、变量的数值计算

6.1 (())用法（常用于简单的整数运算）

算数运算符号

# ((a=1+2**3-4%3))使用方法：

# echo $a
8
# b=$((1+2**3-4%3))
# echo $b
8
# echo $((1+2**3-4%3))
8

小结：
1）“(())”在命令行执行时不需要$符号，但是输出需要$符号
2）“(())”里所有字符之间有无或多个空格没有任何影响

6.2 $[]的用法

# echo $[2+3]
5
# echo $[2*3]
6

7、脚本中定义变量

7.1 脚本中直接赋值

# cat test.sh 
#!/bin/env bash

a=6
b=2
echo "a-b =$(($a - $b))"
echo "a+b =$(($a + $b))"
echo "a*b =$(($a * $b))"
echo "a/b =$(($a / $b))"
echo "a**b =$(($a ** $b))"
echo "a%b =$(($a % $b))"

7.2 命令行传参

# cat test.sh 
#!/bin/env bash

a=$1   #不需要把后面的$a,$b都改
b=$2
echo "a-b =$(($a - $b))"
echo "a+b =$(($a + $b))"
echo "a*b =$(($a * $b))"
echo "a/b =$(($a / $b))"
echo "a**b =$(($a ** $b))"
echo "a%b =$(($a % $b))"

8、条件测试

什么是条件测试呢？
简单理解，判断某些条件是否成立，成立执行一种命令，不成立执行另外一种命令

8.1 条件测试语法

格式：[ <测试表达式> ] 大家要掌握着一种，注意测试表达式两边要留空格

8.2 测试表达式

好习惯：先敲一对[],然后退格输入2个空格[],最后再回退一个空格开始输入[ -f file ]

# [ -f /etc/hosts ] && echo 1 || echo
1
# [ -f /etc/hosts1 ] && echo 1 || echo 0
0
# [ ! -f /etc/hosts1 ] && echo 1 || echo 0
1

# 在做测试判断时，不一定用上面的方法，用下面的写一半方法更简洁
# [ -f /etc/hosts ] && echo 1
1
# [ -f /etc/hosts1 ] || echo 0
0

# 系统脚本
# vi /etc/init.d/nfs
....
[ -x /usr/sbin/rpc.nfsd ] || exit 5
[ -x /usr/sbin/rpc.mountd ] || exit 5
[ -x /usr/sbin/exportfs ] || exit 5

8.3 常用文件测试操作符号

精讲shell基础以及如何高效的学习shell编程

8.4 字符串测试操作符

比较两个字符串是否相同，字符串长度是否为零，字符串是否为NULL。Bash区分零长度字符串和空字符串

|常用字符串测试操作符|说明|
|--|--|
|-z "字符串"|若串长度为0则真，-z理解为zero|
|-n “字符串”|若串长度不为0则真，-n理解为no zero|
|“串1”=“串2”|若串1等于串2则真，可以使用“==”代替“=”|
|“串1”!="串2"|若串1不等于串2则真，但不能使用“!==”代替“!=”|

特别注意，以上表格中的字符串测试操作符号务必要用“”引起来

[ -z "$string"]字符串比较，比较符号两端最好有空格，参考系统脚本

[ "$password" = "john" ]

提示：
[,"password",=,"join",]之间必须存在空格

8.5 整数二元比较操作符

精讲shell基础以及如何高效的学习shell编程

8.6 逻辑操作符在[]中可以用>和<，但需要用\转义，虽然不报错，但结果不对。但还是不要混用！

小结：
1）多个[]之间的逻辑操作符是&&或||
2）&&前面成功执行后面
3）||前面不成功执行后面

9、if条件语句

9.1 if单分支条件语句

if [ 条件 ]
    then
        指令
fi
或
if [ 条件 ]；then
    指令
fi

提示：分号相当于命令换行，上面两种语法等同

9.2 if 双分支条件语句

if [ 条件 ]
    then
        指令
    else
        指令
fi

9.3 多分支if语句

if [ 条件1 ]；then

指令1

elif [ 条件2 ]；then

指令2

elif [ 条件3 ]；then

指令3

elif [ 条件4 ]；then

指令4

else

指令n

10、case 结构条件句

10.1 case结构条件句语法

case "字符串变量" in
    值1）
        指令1
        ;;
    值2）
        指令2
        ;;
    *)
        指令
esac

注意：case语句相当于一个if的多分支结构语句

case 语句小结：
1）case语句就相当于多分支的if语句。case语句的优势是更规范，易读
2）case语句适合变量的值少，且为固定的数字或字符串集合
3）系统服务启动脚本传参的判断多用case语句

11、循环语句（while/for）

11.1 循环语句语法

11.1.1 while条件语句

while 条件
    do
        指令
done

11.1.2 for循环结构语法

for 变量名 in 变量取值列表
    do
        指令...
done

11.2 while语句

休息命令：sleep 1 休息一秒，usleep 1000000休息1秒单位微妙

11.2.1 守护进程

# cat test.sh 
#!/bin/bash

while true
do
    uptime >> /var/log/uptime.log
    sleep 2
done

# while true 表示条件永远为真，因此会一直运行，像死循环一样

# cat /var/log/uptime.log 
 23:01:57 up  8:33,  2 users,  load average: 0.04, 0.03, 0.05
 23:01:59 up  8:33,  2 users,  load average: 0.04, 0.03, 0.05
 23:02:01 up  8:33,  2 users,  load average: 0.04, 0.03, 0.05

11.2.2 从1加到100

# cat test.sh 
#!/bin/bash
i=1
sum=0
while [ $i -lt 100 ]
do
    ((sum=sum+i))
    ((i++))
done
echo $sum

11.2.3 倒计时

# cat test.sh 
#!/bin/bash

i=10
while [ $i -gt 0 ]
do
    echo $i
    sleep 1
    ((i--))
done

11.3 防止脚本执行中断的方法

1）sh while01.sh & #放在后台执行
2）screen 分离 ctrl+a+d 查看screen -ls进入screen -r num
3）nohup while01.sh &

11.4 for循环语句

11.4.1 打印列表元素

# cat test.sh 
#!/bin/bash

for i in 5 4 3 2 1   #用空格隔开
do
    echo $i
done

# sh test.sh 
5
4
3
2
1

# for i in {5..1};do echo $i;done
5
4
3
2
1

# echo 10.1.1.{1..10}
10.1.1.1 10.1.1.2 10.1.1.3 10.1.1.4 10.1.1.5 10.1.1.6 10.1.1.7 10.1.1.8 10.1.1.9 10.1.1.10

# for i in `seq 5 -1 1`;do echo $i;done
5
4
3
2
1
#循环执行命令n次
# for i in `seq 100`;do curl -I baidu.com;done

11.4.2 开机启动项优化

# cat test.sh 
#!/bin/bash

LANG=en
for i in `chkconfig --list|grep "3:on"|awk '{print $1}'`
do
    chkconfig $i off
done

for name in sshd rsyslog crond network sysstat
do
    chkconfig $name on
done

11.4.3 在/test目录批量创建文件

#!/bin/bash

Path=/test
[ -d "$Path" ] || mkdir -p $Path
for i in `seq 10`
do
    touch $Path/test_$i.html
done

11.4.4 批量改名

# cat test.sh 
#!/bin/bash
$Path=/test
[ -d "$Path" ] || mkdir -p $Path
for file in `ls $Path`
do
    mv $file `echo $file|sed -r 's#test(.*).html#linux\1.HTML#g'`
done

11.4.5 批量创建用户并设置密码

# cat test.sh 
#!/bin/bash

User=test
Path=/tmp

for user in ${User}{01..10}
do
    useradd $user >/dev/null 2>&1
    if [ ! $? -eq 0 ];then
        echo "$user created faile!"
        echo "scripts begin to rollback!"
        for i in ${User}{01..10}
        do
            userdel -r $i >/dev/null 2>&1
            [ $? -eq 0 ] || exit 1
        done
        echo >$Path/user_passwd
        exit 1
    else
        passWD=`echo $RANDOM|md5sum|cut -c1-8`
        [ -d $Path ] || mkdir $Path
        echo $passWD | passwd --stdin $user
        echo "$user:$passWD">>$Path/user_passwd
    fi
done

11.4.6 获取当前目录下的目录名做为变量列表打印输出

# cat /server/scripts/test.sh
#!/bin/bash

Path=`pwd`
echo $Path
for filename in `ls`
do
    [ -d ${Path}/${filename} ] && echo $filename
done

11.4.7 九九乘法表

# cat /server/scripts/test.sh 
#!/bin/bash

for ((i=1;i<10;i++))
do
    for ((j=1;j<=i;j++))
    do
        echo -n "$i * $j = $((i*j))"
        echo -n " "
    done
    echo " "
done

# sh /server/scripts/test.sh

11.5 break continue exit return

11.5.1 break continue exit 对比

break continue exit用于循环结构中控制虚幻（for,while,if）的走向

精讲shell基础以及如何高效的学习shell编程

# cat /server/scripts/test.sh

11.5.2 break

#!/bin/bash

for ((i=0;i<=5;i++))
do
    [ $i -eq 3 ] && break
   &n            
            
                            

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精讲shell基础以及如何高效的学习shell编程

1、前言

1.1 为什么学习shell编程

1.2 学好Shell编程所需的基础知识

1.3 如何学好Shel编程

2、Shell脚本入门

2.1 什么是Shell

2.2 什么是Shell 脚本

3、Shell脚本的建立和执行

3.1 Shell脚本的建立

3.1.1脚本开头第一行

3.1.2 sh和bash的区别

3.1.3 脚本注释

3.2 Shell脚本的执行

3.2.1 Shell脚本执行的几种方式

3.3 Shell脚本开发的规范和习惯

4、Shell环境变量

4.1 什么是变量

4.2 变量类型

4.2.1 环境变量

4.2.1 局部变量

4.3 变量名及变量内容定义小结

5、Shell特殊变量

5.1 位置变量

5.2 进程状态变量

5.2.1 $?测试

6、变量的数值计算

6.1 (())用法（常用于简单的整数运算）

6.2 $[]的用法

7、脚本中定义变量

7.1 脚本中直接赋值

7.2 命令行传参

8、条件测试

8.1 条件测试语法

8.2 测试表达式

8.3 常用文件测试操作符号

8.4 字符串测试操作符

8.5 整数二元比较操作符

9、if条件语句

9.1 if单分支条件语句

9.2 if 双分支条件语句

9.3 多分支if语句

10、case 结构条件句

10.1 case结构条件句语法

11、循环语句（while/for）

11.1 循环语句语法

11.1.1 while条件语句

11.1.2 for循环结构语法

11.2 while语句

11.2.1 守护进程

11.2.2 从1加到100

11.2.3 倒计时

11.3 防止脚本执行中断的方法

11.4 for循环语句

11.4.1 打印列表元素

11.4.2 开机启动项优化

11.4.3 在/test目录批量创建文件

11.4.4 批量改名

11.4.5 批量创建用户并设置密码

11.4.6 获取当前目录下的目录名做为变量列表打印输出

11.4.7 九九乘法表

11.5 break continue exit return

11.5.1 break continue exit 对比

# cat /server/scripts/test.sh

11.5.2 break

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