簡單的 Shell 指令碼入門教程

AaronLin發表於2022-01-05

Shell指令碼運作方式與解釋型語言相當，如果有語言基礎，學起 Shell 指令碼就非常容易，但是 Shell 與常見的語言不同，一些常見的函式在 Shell 中需要組合一些命令得以實現

工具推薦

Shell 似乎沒有定製的 IDE，這裡推薦 VS Code 搭配對應的外掛：

shellman 智慧提示和自動補全，在外掛頁面有介紹常用程式碼片段的觸發關鍵詞，作者在 Shellman reborn 中寫到了 Shellman 誕生的故事，挺有趣的
shellcheck 語法靜態檢查工具，外掛安裝後需要本地安裝 shellcheck，參考 shellcheck Installing，Mac OS 可以使用 brew install shellcheck，這樣在寫 Shell 的時候，語法有誤的地方就會以波浪線的方式提示
shell-format 程式碼整理，Win 快捷鍵：Alt + Shift + F，Mac OS 快捷鍵：option + shift + F
Code Runner 指令碼執行，右鍵 Run Code，Win 快捷鍵：Ctrl + Alt + N，Mac OS 快捷鍵：control + option + N

執行 shell 指令碼

新建指令碼：test.sh

#!/usr/bin/env bash

# 使用echo 列印字串或者變數
echo 'hello world'

可以用 Code Runner 執行，就會輸出：hello world

在 Shell指令碼的第一行一般會寫 #!/bin/bash 這個是 Shebang，#! 後面是直譯器的絕對路徑，指令碼將用該直譯器執行。還有一種寫法是：#!/usr/bin/env bash，/usr/bin/env 是 env 命令的絕對路徑，而 env 命令用於顯示系統中已存在的環境變數，其中包含了 $PATH ，會在 $PATH 包含的目錄依次找 bash，常見的命令列直譯器有：sh ,bash ,zsh(Mac OS 預設直譯器)

如果在 Linux 或類Unix 下執行，有這麼幾種方式：

先給指令碼新增執行許可權：chmod +x test.sh，然後執行指令碼：./test.sh，這種方式執行會讀取 Shebang，用指定的直譯器執行指令碼
sh test.sh，使用 sh 這個直譯器執行指令碼，當然也可以用其他執行，比如：bash test.sh。與第一種方式相同，當前的 shell 是父程式，生成一個子 shell 程式（子程式會繼承父程式的環境變數），在子 shell 中執行指令碼，指令碼執行完畢，退出子 shell 回到當前 shell
source 點命令方式：source test.sh 等效於 . test.sh。source 讓指令碼在當前 shell 執行，不生成新的子程式。使用 source 執行指令碼，指令碼中對於環境變數的修改會作用於當前 shell，這就是為什麼我們在修改了一些配置如：~/.bashrc，執行 source ~/.bashrc 後配置就生效了
exec 方式：有需要先給指令碼新增執行許可權：chmod +x test.sh，執行 exec ./test.sh，也是讓指令碼在同一個程式上執行不生成新的子程式，與 source 的區別就是，在指令碼執行完成後程式會被結束

基礎命令

可以按照 [Bash Shell] Shell學習筆記學習，這篇文章講的非常詳細，本篇部落格也是在學習這篇文章後寫下的

獲取輸入

使用 read 命令，從標準輸入流 (stdin) 獲取輸入

#!/usr/bin/env bash
read var
echo "${var}"

執行指令碼，輸入任意字元，回車確認，輸入的值會賦值給變數 var，並列印出該變數

輸出

#!/usr/bin/env bash
var=1
# 輸出變數
echo ${var}
# 輸出字串 顯示部分字元需要轉義
echo "\"hello world\"" # "hello world"

# 換行使用 -e 引數：使轉義字元生效
# 使用 \n 換行
echo -e "newline\n"

也可以讓 shell 輸出不同顏色的字元，可以參考：shell指令碼中echo顯示內容帶顏色

#!/usr/bin/env bash
echo -e "\033[30m 黑色字 \033[0m" 
echo -e "\033[31m 紅色字 \033[0m" 
echo -e "\033[32m 綠色字 \033[0m" 
echo -e "\033[33m 黃色字 \033[0m" 
echo -e "\033[34m 藍色字 \033[0m" 
echo -e "\033[35m 紫色字 \033[0m" 
echo -e "\033[36m 天藍字 \033[0m" 
echo -e "\033[37m 白色字 \033[0m"

變數使用

# = 兩邊不能有空格
var="hello world"
num=100


# 在引用變數時，這種方式可以，但是推薦下面一種
echo $var
# 推薦在使用字串變數時，在兩側加上雙引號，否則如果變數字串中存在空格，則字串會被切分
echo "$var"
# 如果涉及字串拼接，可以在變數名兩側加上花括號
echo "變數為: ${var}."

# 將變數設定為只讀，再次修改會報錯
readonly var
# var="wolrd"

# 刪除變數，不能刪除 readonly 修飾的變數
unset num

變數賦值時，變數名命名規則和其他語言類似，注意變數賦值時 = 兩邊不能有空格

使用時在變數名前加上 $，推薦所有的變數都使用 ${} 的方式使用變數

運算

算術運算：Bash 原生不支援數學運算，可以使用 awk 和 expr

注意乘號需要加上轉義：\*，而且運算子兩側必須空格

a=10
b=3
val=`expr $a + $b`
echo "a + b : $val"
val=`expr $a - $b`
echo "a - b : $val"
val=`expr $a \* $b`
echo "a * b : $val"
val=`expr $b / $a`
echo "b / a : $val"
val=`expr $b % $a`
echo "b % a : $val"

執行命令

$()與 ``（反引號）都可以用於執行命令，並會將執行的結果返回，shellcheck 推薦使用第一種 $() 的方式

#!/usr/bin/env bash
result=`date "+%Y-%m-%d"`
echo "${result}"

result=$(date "+%Y-%m-%d")
echo "${result}"

運算子

關係運算子只支援數字，如果字串為數字也可以，關係運算子包括：

運算子	含義
-eq	等於
-ne	不等於
-gt	大於
-lt	小於
-ge	大等於
-le	小等於

條件表示式必須放在 [] 中，並且 [ 的右側，和 ] 的左側必須留有空格

布林運算子列表：

運算子	含義
!	非
-o	或 (or)
-a	與 (and)

#!/usr/bin/env bash

a="10"
b="3"
c=1

if [ ${a} -ne ${b} ]
then
    echo "相同"
else
    echo "不相同"
fi

if [ ${a} -gt ${b} -a ${b} -gt ${c} ]
then
    echo "a > b & b > c"
fi

其他常用判斷：

直接在 [ ] 中放字串變數如 [ ${str} ] 則就是判斷 str 這個字串是否非空
-f 判斷是否為普通檔案，如：[ -f $file ]
-d 判斷是否為資料夾，如：[ -d $file ]

字串擷取

字元擷取的格式：${string: start :length}
索引從 0 開始，可以省略 :length 這樣就擷取到最後，注意空格要空在 : 後，否則可能提示：bad substitution

#!/usr/bin/env bash
string="hello world"
echo ${string: 1 : 3} # ell
# 擷取到最後
echo ${string:1} # ello world

陣列

#!/usr/bin/env bash
# 1. 定義陣列：使用括號宣告，用“空格”分隔開，也可以換行隔開
arr=(1 2 3)
strArr=(
"first"
"second"
)

# 2. 讀取陣列：通過下標讀取，下標從 0 開始計算
echo "${arr[0]}"

# 使用 * 或者 @ 讀取所有元素
echo ${arr[*]}
echo ${arr[@]}

# 讀取陣列長度 讀取全部元素前面加上 #
echo ${#arr[*]}
echo ${#arr[@]}

# 遍歷下標
for(( i=0;i<${#strArr[@]};i++)) 
do
echo ${strArr[i]};
done;

# for in 遍歷元素
for element in ${strArr[*]}
do
echo $element
done

# 3. 修改陣列元素
strArr[0]="modify"
echo ${strArr[0]}

# 4. 刪除元素
unset arr[1]
echo ${#arr[*]}
echo ${arr[*]} # 1 3
# ！使用 unset 要注意，這其實並不是真正刪除了該元素，而只是將該元素置空，所以使用下標遍歷會出問題，如下
echo "陣列遍歷："
for(( i=0;i<${#arr[@]};i++)) 
do
echo "index ${i} -> ${arr[i]}";
done;
# index 0 -> 1
# index 1 -> 

# 解決 unset 無法真正刪除的方法：重新賦值給新的陣列
echo "陣列遍歷："
arr=( "${arr[@]}" )
for(( i=0;i<${#arr[@]};i++)) 
do
echo "index ${i} -> ${arr[i]}";
done;
# index 0 -> 1
# index 1 -> 3

判斷語句

使用 if 和 fi 定義判斷的邊界，使用 then , elif , else 定義條件

#!/usr/bin/env bash
#!/usr/bin/env bash

a=10
b=20
if [ $a == $b ]
then
    echo "相等"
else
    echo "不相等"
fi

if [ $a == $b ]
then
    echo "相等"
elif [ $a -lt $b ]
then
    echo "a 小於 b"
else
    echo "其他情況"
fi

函式

呼叫函式時，我們可以傳入引數，可以通過 $n 來獲取引數，這裡的 n 表示需要取的引數的索引，當n>=10時，需要使用${n}來獲取引數

$# 傳遞給函式的引數個數，$* 和 $@ 顯示所有傳遞給函式的引數，$? 表示函式的返回值，也可以用於獲取上一個命令的退出狀態，執行成功會返回 0，失敗返回 1

# 定義函式
#!/usr/bin/env bash
funWithParam(){
    echo "引數個數：$#"  # 引數個數：11
    echo "傳遞給函式的所有引數：$*" # 傳遞給函式的所有引數：1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
    echo "$1" # 1

    # 超過 9 的引數需要用 ${} 接收引數，否則直接顯示數值
    echo "$10" # 10
    echo "${11}" # 73  
}

# 呼叫函式：函式名後面直接跟上引數
funWithParam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 73
echo "$?" # 0

輸入輸出重定向

使用 > 將應該輸出到終端上的資料重定向輸出到檔案，> 預設為覆蓋檔案，使用 >> 追加寫入檔案
使用 < 將預設從鍵盤輸入的資料，定向為從檔案輸入

# who 命令用於顯示系統中有哪些使用者正在上面
# 將結果輸入 who.txt
who > who.txt

# wc -l 作用是計算文字行數
wc -l < who.txt

一般情況下，每個 Unix/Linux 命令執行時都會開啟三個檔案：

標準輸入 (stdin)：stdin 的檔案描述符為 0，Unix 程式預設從 stdin 讀取資料
標準輸出 (stdout)：stdout 的檔案描述符為 1，Unix 程式預設向 stdout 輸出資料
標準錯誤輸出 (stderr)：stderr 的檔案描述符為 2，Unix 程式會向 stderr 流中寫入錯誤資訊

所以一般我們後臺啟動應用並且輸出日誌檔案都使用：

nohup java -jar xxx.jar >> nohup.log  2>&1 &

nohup：(no hang up) 保證在退出帳戶或者關閉終端之後繼續執行相應的程式
>> nohup.log：將 java -jar xxx.jar 的輸出追加到 nohup.log 檔案
2>&1：將 java -jar xxx.jar 的標準錯誤輸出也重定向到標準輸入
&：讓程式在後臺執行

預設情況下，command > file 將 stdout 重定向到 file，command < file 將stdin 重定向到 file。
如果希望 stderr 重定向到 file，可以這樣寫：

坑梳理

變數賦值時，變數名命名規則和其他語言類似，注意變數賦值時 = 兩邊不能有空格
陣列 unset 元素，並不是真正的移除元素
獲取引數時，當 n>=10 時，需要使用${n}來獲取引數

常見的特殊 Shell 環境變數

$$ 表示當前Shell程式的ID，即pid
$0 表示當前指令碼的絕對路徑
$# 傳遞給指令碼或函式的引數個數
$n 傳遞給指令碼或函式的引數
$? 上個命令的退出狀態
$* 和 $@ 傳遞給指令碼或函式的所有引數
$n n 代表 1~9 其中任意一個數字，傳遞給指令碼或函式該位置的引數

$* 和 $@ 區別：

#!/usr/bin/env bash
function asterisk () {
    echo "\"\$*\""
    for var in "$*"
    do
        echo "$var"
    done
}

function mail () {
    echo "\"\$@\""
    for var in "$@"
    do
    echo "$var"
    done
}
asterisk a b c 
mail a b c

輸出

"$*"
a b c
"$@"
a
b
c

當 $* 和 $@ 直接使用效果相同，都是接收一份資料如上所示的例子，接收到的就是：a b c，一份資料，以空格隔開。加了雙引號後 "$@" 會將每個引數都當成一份獨立的資料

參考資料

VS code 打造 shell指令碼 IDE
#!/bin/bash 和 #!/usr/bin/env bash 的區別
 Shell指令碼 - wiki
Linux跑指令碼用sh和./有什麼區別？
執行shell指令碼三種方法的區別：（sh、exec、source）
Shell特殊變數：Shell $0, $#, $*, $@, $?, $$和命令列引數
 exec 跟 source 差在哪？
bash - 如何刪除陣列中的元素，然後在 Shell 指令碼中移動陣列？
nohup /dev/null 2>&1 含義詳解
 Linux—shell中$(( ))、$( )、``與${ }的區別
 Shell $*和$@的區別

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