高级shell编程指南2
时间：2006-06-01 来源：lin_lin13
<meta http-equiv="CONTENT-TYPE" content="text/html; charset=utf-8"><title></title><meta name="GENERATOR" content="OpenOffice.org 2.0 (Linux)"><meta name="AUTHOR" content="lin lin"><meta name="CREATED" content="20060525;8284000"><meta name="CHANGEDBY" content="lin lin"><meta name="CHANGED" content="20060525;8323700"> <style> </style>
第一部分 热身
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shell是一个命令解释器.是介于操作系统kernel与用户之间的一个绝缘层.准确地说,它也是一
一种强力的计算机语言.一个shell程序,被称为一个脚本,是一种很容易使用的工具,它可以通过
将系统调用,公共程序,工具,和编译过的二进制程序粘合在一起来建立应用.事实上,所有的UNIX
命令和工具再加上公共程序,对于shell脚本来说,都是可调用的.如果这些你还觉得不够,那么
shell内建命令,比如test与循环结构,也会给脚本添加强力的支持和增加灵活性.Shell脚本对于
管理系统任务和其它的重复工作的例程来说,表现的非常好,根本不需要那些华而不实的成熟
紧凑的程序语言.
第1章 为什么使用shell编程
===========================
没有程序语言是完美的.甚至没有一个唯一最好的语言,只有对于特定目的,比较适合和不适合
的程序语言.
Herbert Mayer
对于任何想适当精通一些系统管理知识的人来说,掌握shell脚本知识都是最基本的,即使这些
人可能并不打算真正的编写一些脚本.想一下Linux机器的启动过程,在这个过程中,必将运行
/etc/rc.d目录下的脚本来存储系统配置和建立服务.详细的理解这些启动脚本对于分析系统的
行为是非常重要的,并且有时候可能必须修改它.
学习如何编写shell脚本并不是一件很困难的事,因为脚本可以分为很小的块,并且相对于shell
特性的操作和选项[1]部分,只需要学习很小的一部分就可以了.语法是简单并且直观的,编写脚
本很像是在命令行上把一些相关命令和工具连接起来,并且只有很少的一部分规则需要学习.
绝大部分脚本第一次就可以正常的工作,而且即使调试一个长一些的脚本也是很直观的.
一个shell脚本是一个类似于小吃店的(quick and dirty)方法,在你使用原型设计一个复杂的
应用的时候.在工程开发的第一阶段,即使从功能中取得很有限的一个子集放到shell脚本中来
完成往往都是非常有用的.使用这种方法,程序的结果可以被测试和尝试运行,并且在处理使用
诸如C/C++,Java或者Perl语言编写的最终代码前,主要的缺陷和陷阱往往就被发现了.
Shell脚本遵循典型的UNIX哲学,就是把大的复杂的工程分成小规模的子任务,并且把这些部件
和工具组合起来.许多人认为这种办法更好一些,至少这种办法比使用那种高\大\全的语言更
美,更愉悦,更适合解决问题.比如Perl就是这种能干任何事能适合任何人的语言,但是代价就是
你需要强迫自己使用这种语言来思考解决问题的办法.
什么时候不使用Shell脚本
资源密集型的任务,尤其在需要考虑效率时(比如,排序,hash等等)
需要处理大任务的数学操作,尤其是浮点运算,精确运算,或者复杂的算术运算
(这种情况一般使用C++或FORTRAN来处理)
有跨平台移植需求(一般使用C或Java)
复杂的应用,在必须使用结构化编程的时候(需要变量的类型检查,函数原型,等等)
对于影响系统全局性的关键任务应用。
对于安全有很高要求的任务,比如你需要一个健壮的系统来防止入侵,破解,恶意破坏等等.
项目由连串的依赖的各个部分组成。
需要大规模的文件操作
需要多维数组的支持
需要数据结构的支持,比如链表或数等数据结构
需要产生或操作图形化界面GUI
需要直接操作系统硬件
需要I/O或socket接口
需要使用库或者遗留下来的老代码的接口
私人的,闭源的应用(shell脚本把代码就放在文本文件中,全世界都能看到)
如果你的应用符合上边的任意一条,那么就考虑一下更强大的语言吧--或许是Perl,Tcl,Python,
Ruby -- 或者是更高层次的编译语言比如C/C++,或者是Java.即使如此,你会发现,使用shell
来原型开发你的应用,在开发步骤中也是非常有用的.
我们将开始使用Bash,Bash是"Bourne-Again shell"首字母的缩写,也是Stephen Bourne的经典
的Bourne shell的一个双关语,(译者:说实话,我一直搞不清这个双关语是什么意思,为什么叫
"Bourn-Again shell",这其中应该有个什么典故吧,哪位好心,告诉我一下^^).Bash已经成为了
所有UNIX中shell脚本的事实上的标准了.同时这本书也覆盖了绝大部分的其他一些shell的原
则,比如Korn Shell,Bash从ksh中继承了一部分特性,[2]C Shell和它的变种.(注意:C Shell
编程是不被推荐的,因为一些特定的内在问题,Tom Christiansen在1993年10月指出了这个问题
请在http://www.etext.org/Quartz/computer/unix/csh.harmful.gz中查看具体内容.)
接下来是脚本的一些说明.在展示shell不同的特征之前,它可以减轻一些阅读书中例子
的负担.本书中的例子脚本,都在尽可能的范围内进行了测试,并且其中的一些将使用在真
实的生活中.读者可以运行这些例子脚本(使用scriptname.sh或者scriptname.bash的形式),
[3]并给这些脚本执行权限(chmod u+rx scriptname),然后执行它们,看看发生了什么.如果存
档的脚本不可用,那么就从本书的HTML,pdf或者text的发行版本中把它们拷贝粘贴出来.考虑到
这些脚本中的内容在我们还没解释它之前就被列在这里,可能会影响读者的理解,这就需要读者
暂时忽略这些内容.
除非特别注明,本书作者编写了本书中的绝大部分例子脚本.
注意事项:
[1] 这些在builtins章节被引用,这些是shell的内部特征.
[2] ksh88的许多特性,甚至是一些ksh93的特性都被合并到Bash中了.
[3] 根据惯例,用户编写的Bourne shell脚本应该在脚本的名字后边加上.sh扩展名.
一些系统脚本,比如那些在/etc/rc.d中的脚本,则不遵循这种命名习惯.
第2章 带着一个Sha-Bang出发(Sha-Bang指的是#!)
==============================================
在一个最简单的例子中,一个shell脚本其实就是将一堆系统命令列在一个文件中.它的最基本的
用处就是,在你每次输入这些特定顺序的命令时可以少敲一些字.
Example 2-1 清除:清除/var/log下的log文件
################################Start Script#######################################
1 # Cleanup
2 # 当然要使用root身份来运行这个脚本
3
4 cd /var/log
5 cat /dev/null > messages
6 cat /dev/null > wtmp
7 echo "Logs cleaned up."
################################End Script#########################################
这根本就没什么稀奇的, 只不过是命令的堆积, 来让从console或者xterm中一个一个的输入命
令更方便一些.好处就是把所有命令都放在一个脚本中,不用每次都敲它们.这样的话,对于特定
的应用来说,这个脚本就很容易被修改或定制.
Example 2-2 清除:一个改良的清除脚本
################################Start Script#######################################
1 #!/bin/bash
2 # 一个Bash脚本的正确的开头部分.
3
4 # Cleanup, 版本 2
5
6 # 当然要使用root身份来运行.
7 # 在此处插入代码,来打印错误消息,并且在不是root身份的时候退出.
8
9 LOG_DIR=/var/log
10 # 如果使用变量,当然比把代码写死的好.
11 cd $LOG_DIR
12
13 cat /dev/null > messages
14 cat /dev/null > wtmp
15
16
17 echo "Logs cleaned up."
18
19 exit # 这个命令是一种正确并且合适的退出脚本的方法.
################################End Script#########################################
现在,让我们看一下一个真正意义的脚本.而且我们可以走得更远...
Example 2-3. cleanup:一个增强的和广义的删除logfile的脚本
################################Start Script#######################################
1 #!/bin/bash
2 # 清除, 版本 3
3
4 # Warning:
5 # -------
6 # 这个脚本有好多特征,这些特征是在后边章节进行解释的,大概是进行到本书的一半的
7 # 时候,
8 # 你就会觉得它没有什么神秘的了.
9 #
10
11
12
13 LOG_DIR=/var/log
14 ROOT_UID=0 # $UID为0的时候,用户才具有根用户的权限
15 LINES=50 # 默认的保存行数
16 E_XCD=66 # 不能修改目录?
17 E_NOTROOT=67 # 非根用户将以error退出
18
19
20 # 当然要使用根用户来运行
21 if [ "$UID" -ne "$ROOT_UID" ]
22 then
23 echo "Must be root to run this script."
24 exit $E_NOTROOT
25 fi
26
27 if [ -n "$1" ]
28 # 测试是否有命令行参数(非空).
29 then
30 lines=$1
31 else
32 lines=$LINES # 默认,如果不在命令行中指定
33 fi
34
35
36 # Stephane Chazelas 建议使用下边
37 #+ 的更好方法来检测命令行参数.
38 #+ 但对于这章来说还是有点超前.
39 #
40 # E_WRONGARGS=65 # 非数值参数(错误的参数格式)
41 #
42 # case "$1" in
43 # "" ) lines=50;;
44 # *[!0-9]*) echo "Usage: `basename $0` file-to-cleanup"; exit $E_WRONGARGS;;
45 # * ) lines=$1;;
46 # esac
47 #
48 #* 直到"Loops"的章节才会对上边的内容进行详细的描述.
49
50
51 cd $LOG_DIR
52
53 if [ `pwd` != "$LOG_DIR" ] # 或者 if[ "$PWD" != "$LOG_DIR" ]
54 # 不在 /var/log中?
55 then
56 echo "Can't change to $LOG_DIR."
57 exit $E_XCD
58 fi # 在处理log file之前,再确认一遍当前目录是否正确.
59
60 # 更有效率的做法是
61 #
62 # cd /var/log || {
63 # echo "Cannot change to necessary directory." >&2
64 # exit $E_XCD;
65 # }
66
67
68
69
70 tail -$lines messages > mesg.temp # 保存log file消息的最后部分.
71 mv mesg.temp messages # 变为新的log目录.
72
73
74 # cat /dev/null > messages
75 #* 不再需要了,使用上边的方法更安全.
76
77 cat /dev/null > wtmp # ': > wtmp' 和 '> wtmp'具有相同的作用
78 echo "Logs cleaned up."
79
80 exit 0
81 # 退出之前返回0,返回0表示成功.
82 #
################################End Script#########################################
因为你可能希望将系统log全部消灭,这个版本留下了log消息最后的部分.你将不断地找到新
的方法来完善这个脚本,并提高效率.
要注意,在每个脚本的开头都使用"#!",这意味着告诉你的系统这个文件的执行需要指定一个解
释器.#!实际上是一个2字节[1]的魔法数字,这是指定一个文件类型的特殊标记, 换句话说, 在
这种情况下,指的就是一个可执行的脚本(键入man magic来获得关于这个迷人话题的更多详细
信息).在#!之后接着是一个路径名.这个路径名指定了一个解释脚本中命令的程序,这个程序可
以是shell,程序语言或者是任意一个通用程序.这个指定的程序从头开始解释并且执行脚本中
的命令(从#!行下边的一行开始),忽略注释.[2]
如:
1 #!/bin/sh
2 #!/bin/bash
3 #!/usr/bin/perl
4 #!/usr/bin/tcl
5 #!/bin/sed -f
6 #!/usr/awk -f
上边每一个脚本头的行都指定了一个不同的命令解释器,如果是/bin/sh,那么就是默认shell
(在Linux系统中默认是Bash).[3]使用#!/bin/sh,在大多数商业发行的UNIX上,默认是Bourne
shell,这将让你的脚本可以正常的运行在非Linux机器上,虽然这将会牺牲Bash一些独特的特征.
脚本将与POSIX[4] 的sh标准相一致.
注意: #! 后边给出的路径名必须是正确的,否则将会出现一个错误消息,通常是
"Command not found",这将是你运行这个脚本时所得到的唯一结果.
当然"#!"也可以被忽略,不过这样你的脚本文件就只能是一些命令的集合,不能够使用shell内建
的指令了,如果不能使用变量的话,当然这也就失去了脚本编程的意义了.
注意:这个例子鼓励你使用模块化的方式来编写脚本,平时也要注意收集一些零碎的代码,
这些零碎的代码可能用在你将来编写的脚本中.这样你就可以通过这些代码片段来构
造一个较大的工程用例. 以下边脚本作为序,来测试脚本被调用的参数是否正确.
################################Start Script#######################################
1 E_WRONG_ARGS=65
2 script_parameters="-a -h -m -z"
3 # -a = all, -h = help, 等等.
4
5 if [ $# -ne $Number_of_expected_args ]
6 then
7 echo "Usage: `basename $0` $script_parameters"
8 # `basename $0`是这个脚本的文件名
9 exit $E_WRONG_ARGS
10 fi
################################End Script#########################################
大多数情况下,你需要编写一个脚本来执行一个特定的任务,在本章中第一个脚本就是一个这样
的例子, 然后你会修改它来完成一个不同的,但比较相似的任务.用变量来代替写死的常量,就是
一个好方法,将重复的代码放到一个函数中,也是一种好习惯.
2.1 调用一个脚本
----------------
编写完脚本之后,你可以使用sh scriptname,[5]或者bash scriptname来调用它.
(不推荐使用sh <scriptname,因为这禁用了脚本从stdin中读数据的功能.)
更方便的方法是让脚本本身就具有可执行权限,通过chmod命令可以修改.
比如:
chmod 555 scriptname (允许任何人都具有 可读和执行权限) [6]
或:
chmod +rx scriptname (允许任何人都具有 可读和执行权限)
chmod u+rx scriptname (只给脚本的所有者 可读和执行权限)
既然脚本已经具有了可执行权限,现在你可以使用./scriptname.[7]来测试它了.如果这个脚本
以一个"#!"行开头,那么脚本将会调用合适的命令解释器来运行.
最后一步,在脚本被测试和debug之后,你可能想把它移动到/usr/local/bin(当然是以root身份)
,来让你的脚本对所有用户都有用.这样用户就可以直接敲脚本名字来运行了.
注意事项:
[1] 那些具有UNIX味道的脚本(基于4.2BSD)需要一个4字节的魔法数字,在#!后边需要一个
空格#! /bin/sh.
[2] 脚本中的#!行的最重要的任务就是命令解释器(sh或者bash).因为这行是以#开始的,
当命令解释器执行这个脚本的时候,会把它作为一个注释行.当然,在这之前,这行语句
已经完成了它的任务,就是调用命令解释器.
如果在脚本的里边还有一个#!行,那么bash将把它认为是一个一般的注释行.
1 #!/bin/bash
2
3 echo "Part 1 of script."
4 a=1
5
6 #!/bin/bash
7 # 这将不会开始一个新脚本.
8
9 echo "Part 2 of script."
10 echo $a # Value of $a stays at 1.
[3] 这里可以玩一些小技巧.
1 #!/bin/rm
2 # 自删除脚本.
3
4 # 当你运行这个脚本时,基本上什么都不会发生...除非这个文件消失不见.
5
6 WHATEVER=65
7
8 echo "This line will never print (betcha!)."
9
10 exit $WHATEVER # 没关系,脚本是不会在这退出的.
当然,你还可以试试在一个README文件的开头加上#!/bin/more,并让它具有执行权限.
结果将是文档自动列出自己的内容.(一个使用cat命令的here document可能是一个
更好的选则,--见Example 17-3).
[4] 可移植的操作系统接口,标准化类UNIX操作系统的一种尝试.POSIX规范可以在
http://www.opengroup.org/onlinepubs/007904975/toc.htm中查阅.
[5] 小心:使用sh scriptname来调用脚本的时候将会关闭一些Bash特定的扩展,脚本可能
因此而调用失败.
[6] 脚本需要读和执行权限,因为shell需要读这个脚本.
[7] 为什么不直接使用scriptname来调用脚本?如果你当前的目录下($PWD)正好有你想要
执行的脚本,为什么它运行不了呢?失败的原因是,出于安全考虑,当前目录并没有被
加在用户的$PATH变量中.因此,在当前目录下调用脚本必须使用./scriptname这种
形式.
2.2 初步的练习
--------------
1. 系统管理员经常会为了自动化一些常用的任务而编写脚本.举出几个这种有用的脚本的实例.
2. 编写一个脚本,显示时间和日期,列出所有的登录用户,显示系统的更新时间.然后这个脚本
将会把这些内容保存到一个log file中.
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