Bash指令碼15分鐘進階指導

vaikan發表於2014-04-22
指令碼

　　這裡的技術技巧最初是來自谷歌的“Testing on the Toilet” (TOTT)。這裡是一個修訂和擴增版本。

　　指令碼安全

　　我的所有bash指令碼都以下面幾句為開場白：

    #!/bin/bash
    set -o nounset
    set -o errexit

　　這樣做會避免兩種常見的問題：

  1. 引用未定義的變數(預設值為“”)
  2. 執行失敗的命令被忽略

　　需要注意的是，有些Linux命令的某些引數可以強制忽略發生的錯誤，例如“mkdir -p” 和 “rm -f”。

　　還要注意的是，在“errexit”模式下，雖然能有效的捕捉錯誤，但並不能捕捉全部失敗的命令，在某些情況下，一些失敗的命令是無法檢測到的。(更多細節請參考這個帖子。)

　　指令碼函式

　　在bash裡你可以定義函式，它們就跟其它命令一樣，可以隨意的使用；它們能讓你的指令碼更具可讀性：

    ExtractBashComments() {
        egrep "^#"
    } 

    cat myscript.sh | ExtractBashComments | wc 

    comments=$(ExtractBashComments < myscript.sh)

　　還有一些例子：

    SumLines() {  # iterating over stdin - similar to awk      
        local sum=0
        local line=””
        while read line ; do
            sum=$((${sum} + ${line}))
        done
        echo ${sum}
    } 

    SumLines < data_one_number_per_line.txt 

    log() {  # classic logger
       local prefix="[$(date +%Y/%m/%d\ %H:%M:%S)]: "
       echo "${prefix} $@" >&2
    } 

    log "INFO" "a message"

　　儘可能的把你的bash程式碼移入到函式裡，僅把全域性變數、常量和對“main”呼叫的語句放在最外層。

　　變數註解

　　Bash裡可以對變數進行有限的註解。最重要的兩個註解是：

  1. local(函式內部變數)
  2. readonly(只讀變數)
    # a useful idiom: DEFAULT_VAL can be overwritten
    #       with an environment variable of the same name
    readonly DEFAULT_VAL=${DEFAULT_VAL:-7} 

    myfunc() {
       # initialize a local variable with the global default
       local some_var=${DEFAULT_VAL}
       ...
    }

　　這樣，你可以將一個以前不是隻讀變數的變數宣告成只讀變數：

x=5
x=6
readonly x
x=7   # failure

　　儘量對你bash指令碼里的所有變數使用local或readonly進行註解。

　　用$()代替反單引號(`)

　　反單引號很難看，在有些字型裡跟正單引號很相似。$()能夠內嵌使用，而且避免了轉義符的麻煩。

# both commands below print out: A-B-C-D
echo "A-`echo B-\`echo C-\\\`echo D\\\`\``"
echo "A-$(echo B-$(echo C-$(echo D)))"

　　用[[]](雙層中括號)替代[]

　　使用[[]]能避免像異常的副檔名之類的問題，而且能帶來很多語法上的改進，而且還增加了很多新功能：

操作符 功能說明
|| 邏輯or(僅雙中括號裡使用)
&& 邏輯and(僅雙中括號裡使用)
< 字串比較(雙中括號裡不需要轉移)
-lt 數字比較
= 字串相等
== 以Globbing方式進行字串比較(僅雙中括號裡使用，參考下文)
=~ 用正規表示式進行字串比較(僅雙中括號裡使用，參考下文)
-n 非空字串
-z 空字串
-eq 數字相等
-ne 數字不等

　　單中括號：

[ "${name}" \> "a" -o ${name} \< "m" ]

　　雙中括號

[[ "${name}" > "a" && "${name}" < "m"  ]]

　　正規表示式/Globbing

　　使用雙中括號帶來的好處用下面幾個例子最能表現：

t="abc123"
[[ "$t" == abc* ]]         # true (globbing比較)
[[ "$t" == "abc*" ]]       # false (字面比較)
[[ "$t" =~ [abc]+[123]+ ]] # true (正規表示式比較)
[[ "$t" =~ "abc*" ]]       # false (字面比較)

　　注意，從bash 3.2版開始，正規表示式和globbing表示式都不能用引號包裹。如果你的表示式裡有空格，你可以把它儲存到一個變數裡：

r="a b+"
[[ "a bbb" =~ $r ]]        # true

　　按Globbing方式的字串比較也可以用到case語句中：

case $t in
abc*)  <action> ;;
esac

　　字串操作

　　Bash裡有各種各樣操作字串的方式，很多都是不可取的。

　　基本使用者

    f="path1/path2/file.ext"  

    len="${#f}" # = 20 (字串長度) 

    # 切片操作: ${<var>:<start>} or ${<var>:<start>:<length>}
    slice1="${f:6}" # = "path2/file.ext"
    slice2="${f:6:5}" # = "path2"
    slice3="${f: -8}" # = "file.ext"(注意："-"前有空格)
    pos=6
    len=5
    slice4="${f:${pos}:${len}}" # = "path2"

　　替換操作(使用globbing)

    f="path1/path2/file.ext"  

    single_subst="${f/path?/x}"   # = "x/path2/file.ext"
    global_subst="${f//path?/x}"  # = "x/x/file.ext" 

    # 字串拆分
    readonly DIR_SEP="/"
    array=(${f//${DIR_SEP}/ })
    second_dir="${arrray[1]}"     # = path2

　　刪除頭部或尾部(使用globbing)

    f="path1/path2/file.ext" 

    # 刪除字串頭部
    extension="${f#*.}"  # = "ext" 

    # 以貪婪匹配方式刪除字串頭部
    filename="${f##*/}"  # = "file.ext" 

    # 刪除字串尾部
    dirname="${f%/*}"    # = "path1/path2" 

    # 以貪婪匹配方式刪除字串尾部
    root="${f%%/*}"      # = "path1"

　　避免使用臨時檔案

　　有些命令需要以檔名為引數，這樣一來就不能使用管道。這個時候 <() 就顯出用處了，它可以接受一個命令，並把它轉換成可以當成檔名之類的什麼東西：

# 下載並比較兩個網頁
diff <(wget -O - url1) <(wget -O - url2)

　　還有一個非常有用處的是”here documents”，它能讓你在標準輸入上輸入多行字串。下面的’MARKER’可以替換成任何字詞。

# 任何字詞都可以當作分界符
command  << MARKER
...
${var}
$(cmd)
...
MARKER

　　如果文字里沒有內嵌變數替換操作，你可以把第一個MARKER用單引號包起來：

command << 'MARKER'
...
no substitution is happening here.
$ (dollar sign) is passed through verbatim.
...
MARKER

　　內建變數

變數 說明
$0 指令碼名稱
$n 傳給指令碼/函式的第n個引數
$$ 指令碼的PID
$! 上一個被執行的命令的PID(後臺執行的程式)
$? 上一個命令的退出狀態(管道命令使用${PIPESTATUS})
$# 傳遞給指令碼/函式的引數個數
$@ 傳遞給指令碼/函式的所有引數(識別每個引數)
$* 傳遞給指令碼/函式的所有引數(把所有引數當成一個字串)

　　提示

　　使用$*很少是正確的選擇。

　　$@能夠處理空格引數，而且引數間的空格也能正確的處理。

　　使用$@時應該用雙引號括起來，像”$@”這樣。

　　除錯

　　對指令碼進行語法檢查：

bash -n myscript.sh

　　跟蹤指令碼里每個命令的執行：

bash -v myscripts.sh

　　跟蹤指令碼里每個命令的執行並附加擴充資訊：

bash -x myscript.sh

　　你可以在指令碼頭部使用set -o verbose和set -o xtrace來永久指定-v和-o。當在遠端機器上執行指令碼時，這樣做非常有用，用它來輸出遠端資訊。

　　什麼時候不應該使用bash指令碼

  • 你的指令碼太長，多達幾百行
  • 你需要比陣列更復雜的資料結構
  • 出現了複雜的轉義問題
  • 有太多的字串操作
  • 不太需要呼叫其它程式和跟其它程式管道互動
  • 擔心效能

　　這個時候，你應該考慮一種指令碼語言，比如Python或Ruby。

　　參考

　　英文原文：Better Bash Scripting in 15 Minutes

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