Linux shell 脚本编程

1. bash的定位与优势
• 定义：bash（GNU Bourne Again Shell）是Linux/Unix系统中常用的shell，兼容Bourne shell（sh），兼具编程特性和用户交互便利性。  
• 优势：无处不在、开源、支持复杂脚本逻辑、兼容POSIX标准。
2. 安装与配置
• 安装：大多数Linux发行版默认安装，可通过包管理器（如apt、yum）更新；其他系统（如BSD、macOS、Windows）需手动安装或通过Cygwin等工具支持。  
• 配置：通过修改.bashrc、.bash_profile等文件自定义环境变量、提示符、别名等。
3. 基本操作与提示符
• 提示符：默认$（普通用户）或#（root用户），可通过PS1变量自定义（如显示用户名、主机名、当前目录）。  
• 命令执行：直接输入命令，bash通过$PATH变量查找可执行文件；使用./执行当前目录脚本。

1. 标准输出（STDOUT）
• 重定向：  
• > file：覆盖写入文件。  
• >> file：追加写入文件。  
• 2> file：重定向错误输出（STDERR）到文件。  
• &> file或> file 2>&1：同时重定向STDOUT和STDERR到文件。  
• 工具：  
• echo：输出文本，-n抑制换行，-e支持转义字符。  
• printf：格式化输出，类似C语言printf，支持格式字符串（如%s、%d）。  
• tee：将输出同时写入文件和标准输出，用于调试或日志。
2. 标准输入（STDIN）
• 重定向： < file从文件读取输入，<< EOF（here-document）在脚本内嵌入输入内容。  
• 读取输入：read命令获取用户输入，支持-p提示、-s隐藏输入（如密码）、-t超时设置。
3. 管道与过滤器
• 管道（|）：将前一命令的输出作为后一命令的输入（如ls | grep ".txt"）。  
• 常用过滤器：  
• grep：搜索字符串，支持正则表达式（如-i不区分大小写，-v排除匹配）。  
• sed：流文本编辑，支持替换、删除、插入（如s/old/new/）。  
• awk：文本处理语言，按字段解析数据（如awk '{print $1}'）。

1. 变量类型与定义
• 类型：默认字符串类型，可通过declare -i声明整数，declare -a声明数组。  
• 定义：VAR=value（等号两侧无空格），引用时$VAR或${VAR}（避免歧义）。
2. 特殊变量与参数
• 位置参数：$1、$2…$9，$0为脚本名，$*（所有参数作为整体）、$@（每个参数单独处理）。  
• 内置变量：$#（参数数量）、$?（上一命令退出状态，0为成功）、$HOME（用户主目录）等。
3. 变量操作
• 替换：  
• ${VAR:-default}：VAR为空时取默认值。  
• ${VAR:=default}：VAR为空时赋值默认值。  
• ${VAR#pattern}：删除匹配pattern的最短前缀，${VAR%%pattern}删除最长后缀。  
• 数组：ARRAY=(item1 item2)，访问${ARRAY[0]}，遍历for item in ${ARRAY[@]}。

1. 条件判断
• test命令/[ ]：  
• 数值比较：-eq（等于）、-lt（小于）、-gt（大于）。  
• 字符串比较：= （等于）、!=（不等于）、-z（为空）。  
• 文件测试：-f（普通文件）、-d（目录）、-r（可读）。  
• [[ ]]复合命令：支持正则匹配（=~）、逻辑运算符（&&、||），更灵活。
2. 循环结构
• for循环：  
• 遍历列表：for var in item1 item2; do ... done。  
• 计数循环：for ((i=0; i<10; i++)); do ... done（类似C语言）。  
• while循环：while condition; do ... done，适用于不确定次数的循环。  
• until循环：until condition; do ... done（条件为假时执行循环）。
3. 分支结构
   🌟

   if [ condition ]; then
       command1
   elif [ condition2 ]; then
       command2
   else
       command3fi

   ⚽

   case $VAR in
       pattern1) command1 ;;
       pattern2) command2 ;;
       *) default ;;esac

• case语句：用于多条件匹配，如：  
• if-else：  

1. 文本处理工具
• grep：搜索文本，支持正则表达式（如grep -r "keyword" /path递归搜索）。  
• sed：流式编辑，如sed 's/old/new/g' file替换所有匹配项。  
• awk：按字段处理数据，如awk -F',' '{print $1}' file以逗号分隔字段并输出第一列。  
2. 文件操作工具
• find：按条件查找文件（如find /path -name "*.txt" -size +10M）。  
• locate/slocate：通过数据库快速查找文件（需定期更新数据库）。  
• sort/uniq：排序和去重（如sort file | uniq）。  
3. 进程与任务管理
• 后台运行：命令后加&，如command &。  
• 作业控制：fg（ foreground）、bg（background）、kill %1（终止作业1）。  

1. 安全实践
• 路径安全：避免将.加入$PATH，防止恶意脚本执行；使用绝对路径或./明确脚本位置。  
• 输入验证：对用户输入进行过滤，避免命令注入（如使用printf而非eval）。  
• 文件权限：合理设置umask，避免敏感文件权限过大；使用set -e（命令失败时退出脚本）。  
2. 高级编程技巧
   🏆

   function_name() {
       commands
       return 0  # 返回状态码}

• 函数定义：  

• 陷阱（trap）：捕获信号（如trap 'echo "退出前清理" ; exit 1' SIGINT SIGTERM）。  
• 可移植性：使用#!/usr/bin/env bash而非固定路径，兼容不同系统。  

• 网络重定向：bash支持网络套接字重定向（如exec 3<> /dev/tcp/host/port）。  
• 系统日志：使用logger命令写入系统日志（logger "脚本运行中"）。 

1. 常见场景实例
• 文件批量处理：用for循环遍历文件，结合mv、rm、cp等命令重命名或处理文件。  
• 日志分析：用grep、awk过滤日志，提取关键信息（如错误日志统计）。  
• 交互式脚本：用select创建简单菜单，用户输入选项执行对应操作。  
2. 性能与优化
• 避免多余的子进程（如用[[ ]]替代test）。  
• 使用shift丢弃已处理的参数，减少循环中的变量操作。  
3. 文档与调试
• 注释：用#添加注释，说明脚本目的、参数、注意事项。  
• 调试：使用set -x显示执行的命令，set -e检测错误，trap捕获异常。  

原文始发于微信公众号（运维星火燎原）：Linux shell 脚本编程