Shell编程

Shell 是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向 Linux 内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序，用户可以用 Shell 来启动、挂起、停止甚至是编写一些程序

为什么要学习 Shell 编程

Linux 运维工程师在进行服务器集群管理时，需要编写 Shell 程序来进行服务器管理。
对于 JavaEE 和 Python 程序员来说，工作的需要，你的老大会要求你编写一些 Shell 脚本进行程序或者是服务器的维护，比如编写一个定时备份数据库的脚本。
对于大数据程序员来说，需要编写 Shell 程序来管理集群

Shell 脚本的执行方式

脚本格式要求

脚本以#!/bin/bash 开头
脚本需要有可执行权限

编写第一个 Shell 脚本

需求说明：创建一个 Shell 脚本，输出 hello world!

vim hello.sh

#!/bin/bash  
echo "hello,world~"

脚本的常用执行方式

输入脚本的绝对路径或相对路径

说明：首先要赋予 helloworld.sh 脚本的+x 权限，再执行脚本

比如 ./hello.sh 或者使用绝对路径 /root/shcode/hello.sh
sh+脚本

说明：不用赋予脚本+x 权限，直接执行即可。

比如 sh hello.sh , 也可以使用绝对路径

Shell 的变量

Linux Shell 中的变量分为，系统变量和用户自定义变量

系统变量：$HOME、$PWD、$SHELL、$USER 等等，如：echo $HOME

显示当前 shell 中所有变量：set

shell 变量的定义

基本语法

定义变量：变量名=值
撤销变量：unset 变量名
声明静态变量：readonly 变量名，注意：不能 unset

快速入门

#!/bin/bash
#案例 1：定义变量 A
A=100
#输出变量需要加上$
echo A=$A
echo "A=$A"
#案例 2：撤销变量 A
unset A
echo "A=$A"
#案例 3：声明静态的变量 B=2，不能 unset
readonly B=2
echo "B=$B"
#unset B
#将指令返回的结果赋给变量
:<<!
C=`date`
D=$(date)
echo "C=$C"
echo "D=$D"
!
#使用环境变量 TOMCAT_HOME
echo "tomcat_home=$TOMCAT_HOME"
#案例 4：可把变量提升为全局环境变量，可供其他 shell 程序使用

定义变量的规则

变量名称可以由字母、数字和下划线组成，但是不能以数字开头。5A=200(×)
等号两侧不能有空格。
变量名称一般习惯为大写，这是一个规范，并不是规则，但是最好遵守。

将命令的返回值赋给变量

A=`date`反引号，运行里面的命令，并把结果返回给变量 A
A=$(date) 等价于反引号

设置环境变量

基本语法

export 变量名=变量值（功能描述：将 shell 变量输出为环境变量/全局变量）
source 配置文件（功能描述：让修改后的配置信息立即生效）
echo $变量名（功能描述：查询环境变量的值）
示意

快速入门

在/etc/profile 文件中定义 TOMCAT_HOME 环境变量
查看环境变量 TOMCAT_HOME 的值
在另外一个 shell 程序中使用 TOMCAT_HOME 注意：在输出 TOMCAT_HOME 环境变量前，需要让其生效 source /etc/profile

#shell 脚本的多行注释

:<<!
多行
注释
!

位置参数变量

当我们执行一个 shell 脚本时，如果希望获取到命令行的参数信息，就可以使用到位置参数变量

比如： ./myshell.sh 100 200 , 这个就是一个执行 shell 的命令行，可以在 myshell 脚本中获取到参数信息

基本语法

$n 功能描述：n 为数字，$0 代表命令本身，$1-$9 代表第一到第九个参数，十以上的参数，十以上的参数需要用大括号包含，如${10}
$* 功能描述：这个变量代表命令行中所有的参数，$*把所有的参数看成一个整体
$@ 功能描述：这个变量也代表命令行中所有的参数，不过$@把每个参数区分对待
$# 功能描述：这个变量代表命令行中所有参数的个数

案例：编写一个 shell 脚本 position.sh ，在脚本中获取到命令行的各个参数信息

预定义变量

就是 shell 设计者事先已经定义好的变量，可以直接在 shell 脚本中使用

基本语法

$$ 功能描述：当前进程的进程号（PID））
$! 功能描述：后台运行的最后一个进程的进程号（PID）
$？功能描述：最后一次执行的命令的返回状态。如果这个变量的值为 0，证明上一个命令正确执行；如果这个变量的值为非 0（具体是哪个数，由命令自己来决定），则证明上一个命令执行不正确了

应用实例

在一个 shell 脚本中简单使用一下预定义变量 preVar.sh

 #!/bin/bash  
echo "当前执行的进程 id=$$"
#以后台的方式运行一个脚本，并获取他的进程号 
/root/shcode/myshell.sh  &
echo "最后一个后台方式运行的进程 id=$!"  echo "执行的结果是=$?"

运算符

基本语法

“$((运算式))”或“$[运算式]”或者 expr m + n //expression 表达式
注意 expr 运算符间要有空格, 如果希望将 expr 的结果赋给某个变量，使用 ``
expr m - n
expr *, /, % 乘，除，取余

应用实例 oper.sh

#!/bin/bash
#案例 1：计算（2+3）X4 的值
#使用第一种方式
RES1=$(((2+3)*4))
echo "res1=$RES1"
#使用第二种方式, 推荐使用
RES2=$[(2+3)*4]
echo "res2=$RES2"
#使用第三种方式 expr
TEMP=`expr 2 + 3`
RES4=`expr $TEMP \* 4`
echo "temp=$TEMP"
echo "res4=$RES4"
#案例 2：请求出命令行的两个参数[整数]的和 20 50
SUM=$[$1+$2]
echo "sum=$SUM"

条件判断

基本语法

[ condition ]（注意 condition 前后要有空格）

非空返回 true，可使用$?验证（0 为 true，>1 为 false）

应用实例

[ hspEdu ] 返回 true

[ ] 返回 false

[ condition ] && echo OK || echo notok 条件满足，执行后面的语句

判断语句

常用判断条件

= 字符串比较
两个整数的比较

-lt 小于

-le 小于等于 little equal

-eq 等于

-gt 大于

-ge 大于等于

-ne 不等于
按照文件权限进行判断

-r 有读的权限

-w 有写的权限

-x 有执行的权限
按照文件类型进行判断

-f 文件存在并且是一个常规的文件

-e 文件存在

-d 文件存在并是一个目录

应用实例

案例 1："ok"是否等于"ok" 判断语句：使用 =

案例 2：23 是否大于等于 22 判断语句：使用 -ge

案例 3：/root/shcode/aaa.txt 目录中的文件是否存在判断语句：使用 -f

代码如下:

流程控制

if 判语句

基本语法

if [ 条件判断式 ]

then

代码

或者 , 多分支

if [ 条件判断式 ]

then

代码

elif [条件判断式]

then

代码

注意事项：[ 条件判断式 ]，中括号和条件判断式之间必须有空格

应用实例 ifCase.sh

案例：编写一个 shell 程序，如果输入的参数，大于等于 60，则输出 "及格了"，如果小于 60,则输出 "不及格"

case 分支语句

基本语法

case $变量名 in

"值 1"）

如果变量的值等于值 1，则执行程序 1

;;

"值 2"）

如果变量的值等于值 2，则执行程序 2

;;

…省略其他分支…

*）

如果变量的值都不是以上的值，则执行此程序

;;

esac

应用实例 testCase.sh

案例 1 ：当命令行参数是 1 时，输出 "周一", 是 2 时，就输出"周二"，其它情况输出 "other"

#!/bin/bash
case $1 in
"1")
echo "周一"
;;
"2")
echo "周二"
;;
*)
echo "other..."
;;
esac

for 循环语句

基本语法 1

for 变量 in 值 1 值 2 值 3…

程序/代码

done

应用实例 testFor1.sh

案例 1 ：打印命令行输入的参数 [这里可以看出$* 和 $@ 的区别]

 基本语法 2

for (( 初始值;循环控制条件;变量变化 ))

程序/代码

done

应用实例 testFor2.sh 案例 1 ：从 1 加到 100 的值输出显示

while 循环语句

基本语法 1

while [ 条件判断式 ]

程序 /代码

done

注意：while 和 [有空格，条件判断式和 [也有空格

应用实例 testWhile.sh

案例 1 ：从命令行输入一个数 n，统计从 1+..+ n 的值是多少？

#!/bin/bash
#案例 1 ：从命令行输入一个数 n，统计从 1+..+ n 的值是多少？
SUM=0
i=0
while [ $i -le $1 ]
do
SUM=$[$SUM+$i]
#i 自增
i=$[$i+1]
done
echo "执行结果=$SUM"

read 读取控制台输入

基本语法

read(选项)(参数) 选项：

-p：指定读取值时的提示符；

-t：指定读取值时等待的时间（秒），如果没有在指定的时间内输入，就不再等待了。。

参数

变量：指定读取值的变量名

17.11.2 应用实例 testRead.sh

案例 1：读取控制台输入一个 NUM1 值案例 2：读取控制台输入一个 NUM2 值，在 10 秒内输入。代码:

#!/bin/bash
#案例 1：读取控制台输入一个 NUM1 值
read -p "请输入一个数 NUM1=" NUM1
echo "你输入的 NUM1=$NUM1"
#案例 2：读取控制台输入一个 NUM2 值，在 10 秒内输入。
read -t 10 -p "请输入一个数 NUM2=" NUM2
echo "你输入的 NUM2=$NUM2"

函数

shell 编程和其它编程语言一样，有系统函数，也可以自定义函数。系统函数中，我们这里就介绍两个。

系统函数

basename 基本语法

功能：返回完整路径最后 / 的部分，常用于获取文件名 basename [pathname] [suffix]

basename [string] [suffix] 显示出来。选项：

（功能描述：basename 命令会删掉所有的前缀包括最后一个（‘/’）字符，然后将字符串

suffix 为后缀，如果 suffix 被指定了，basename 会将 pathname 或 string 中的 suffix 去掉。

应用实例案例 1：请返回 /home/aaa/test.txt 的 "test.txt" 部分

basename /home/aaa/test.txt

dirname 基本语法

功能：返回完整路径最后 / 的前面的部分，常用于返回路径部分

dirname 文件绝对路径（功能描述：从给定的包含绝对路径的文件名中去除文件名（非目录的部分），然后返回剩下的路径（目录的部分））

应用实例

案例 1：请返回 /home/aaa/test.txt 的 /home/aaa dirname /home/aaa/test.txt

自定义函数

基本语法

[ function ] funname[()]

{

Action; [return int;] }

调用直接写函数名：funname [值]

应用实例

#!/bin/bash
#案例 1：计算输入两个参数的和(动态的获取)， getSum
#定义函数 getSum
function getSum() {
SUM=$[$n1+$n2]
echo "和是=$SUM"
}
#输入两个值
read -p "请输入一个数 n1=" n1
read -p "请输入一个数 n2=" n2
#调用自定义函数
getSum $n1 $n2

Shell 编程综合案例

需求分析

每天凌晨 2:30 备份数据库 hspedu 到 /data/backup/db
备份开始和备份结束能够给出相应的提示信息
备份后的文件要求以备份时间为文件名，并打包成 .tar.gz 的形式，比如：2021-03-12_230201.tar.gz
在备份的同时，检查是否有 10 天前备份的数据库文件，如果有就将其删除。
画一个思路分析图

#备份目录
BACKUP=/data/backup/db
#当前时间
DATETIME=$(date +%Y-%m-%d_%H%M%S)
echo $DATETIME
#数据库的地址
HOST=localhost
#数据库用户名
DB_USER=root
#数据库密码
DB_PW=hspedu100
#备份的数据库名
DATABASE=hspedu
#创建备份目录, 如果不存在，就创建
[ ! -d "${BACKUP}/${DATETIME}" ] && mkdir -p "${BACKUP}/${DATETIME}"
#备份数据库
mysqldump -u${DB_USER} -p${DB_PW} --host=${HOST} -q -R --databases ${DATABASE}
${BACKUP}/${DATETIME}/$DATETIME.sql.gz
|
gzip >
#将文件处理成 tar.gz
cd ${BACKUP}
tar -zcvf $DATETIME.tar.gz ${DATETIME}
#删除对应的备份目录
rm -rf ${BACKUP}/${DATETIME}
#删除 10 天前的备份文件
find ${BACKUP} -atime +10 -name "*.tar.gz" -exec rm -rf {} \;
echo "备份数据库${DATABASE} 成功~"

Shell编程

为什么要学习 Shell 编程

Shell 脚本的执行方式

脚本格式要求

编写第一个 Shell 脚本

脚本的常用执行方式

Shell 的变量

shell 变量的定义

基本语法

快速入门

定义变量的规则

将命令的返回值赋给变量

设置环境变量

基本语法

快速入门

位置参数变量

基本语法

案例：编写一个 shell 脚本 position.sh ， 在脚本中获取到命令行的各个参数信息

预定义变量

基本语法

应用实例

运算符

基本语法

应用实例 oper.sh

条件判断

基本语法

应用实例

判断语句

应用实例

流程控制

if 判语句

基本语法

应用实例 ifCase.sh

case 分支语句

基本语法

应用实例 testCase.sh

for 循环语句

while 循环语句

read 读取控制台输入

基本语法

函数

系统函数

自定义函数

Shell 编程综合案例

需求分析

案例：编写一个 shell 脚本 position.sh ，在脚本中获取到命令行的各个参数信息