Bash脚本进阶指南
Repo
  • 正文
    • 第一部分 初见shell
      • 1. 为什么使用shell编程
      • 2. 和Sha-Bang(#!)一起出发
        • 2.1 调用一个脚本
        • 2.2 牛刀小试
    • 第二部分 shell基础
      • 3. 特殊字符
      • 4. 变量与参数
        • 4.1 变量替换
        • 4.2 变量赋值
        • 4.3 Bash弱类型变量
        • 4.4 特殊变量类型
      • 5. 引用
        • 5.1 引用变量
        • 5.2 转义
      • 6. 退出与退出状态
      • 7. 测试
        • 7.1 测试结构
        • 7.2 文件测试操作
        • 7.3 其他比较操作
        • 7.4 嵌套 if/then 条件测试
        • 7.5 牛刀小试
      • 8. 运算符相关话题
        • 8.1 运算符
        • 8.2 数字常量
        • 8.3 双圆括号结构
        • 8.4 运算符优先级
    • 第三部分 shell进阶
      • 9. 换个角度看变量
        • 9.1 内部变量
        • 9.2 变量类型标注:declare 与 typeset
          • 9.2.1 declare 的另类用法
        • 9.3 $RANDOM:生成随机数
      • 10. 变量处理
        • 10.1 字符串处理
          • 10.1.1 使用 awk 处理字符串
          • 10.1.2 参考资料
        • 10.2 参数替换
      • 11. 循环与分支
        • 11.1 循环
        • 11.2 嵌套循环
        • 11.3 循环控制
        • 11.4 测试与分支
      • 12. 命令替换
      • 13. 算术扩展
      • 14. 休息时间
    • 第四部分 命令
      • 15. 内建命令
        • 15.1 任务控制命令
      • 16. 外部筛选器,任务及命令
        • 16.1 基础命令
        • 16.2 复杂命令
        • 16.3 时间/日期命令
        • 16.4 文本处理命令
        • 16.5 文件与归档命令
        • 16.6 通信命令
        • 16.7 终端控制命令
        • 16.8 数学命令
        • 16.9 杂项命令
      • 17. 系统与管理命令
        • 17.1 分析一个系统脚本
    • 第五部分 高级话题
      • 18.正则表达式
        • 18.1正则表达式简介
        • 18.2文件名替换
      • 19. 嵌入文档
      • 20. I/O 重定向
        • 20.1 使用 exec
        • 20.2 重定向代码块
        • 20.3 应用程序
      • 21. 子shell
      • 22. 限制模式的Shell
      • 23. 进程替换
      • 24. 函数
        • 24.1 复杂函数和函数复杂性
        • 24.2 局部变量
        • 24.3 不适用局部变量的递归
      • 25. 别名
      • 26. 列表结构
      • 27. 数组
      • 28. 间接引用
      • 29. /dev 和 /proc
        • 29.1 /dev
        • 29.2 /proc
      • 30. 网络编程
      • 32. 调试
      • 33. 选项
      • 34. 陷阱
      • 36. 杂项
        • 36.1 交互和非交互shell以及脚本
        • 36.2 shell wrappers
        • 36.3 测试和比较的其他方法
        • 36.4 递归:调用自己的脚本
        • 36.5 “彩色”的脚本
        • 36.6 优化
        • 36.7 其他技巧
        • 36.8 安全问题
        • 36.9 可移植性问题
        • 36.10 Windows系统下的脚本
    • 38. 后记
      • 38.1 作者后记
      • 38.2 关于作者
      • 38.3 从哪里可以获得帮助
      • 38.4 用来制作这本书的工具
      • 38.5 致谢
      • 38.6 免责声明
  • 附录及索引
    • 参考文献
    • 附录
    • 索引
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No programming language is perfect. There is not even a single best language; there are only languages well suited or perhaps poorly suited for particular purposes.

没有任何一种程序设计语言是完美的,甚至没有一个最好的语言。只有在特定环境下适合的语言。

-- Herbert Mayer

无论你是否打算真正编写shell脚本,只要你想要在一定程度上熟悉系统管理,了解掌握shell脚本的相关知识都是非常有必要的。例如Linux系统在启动的时候会执行/etc/rc.d目录下的shell脚本来恢复系统配置和准备服务。详细了解这些启动脚本对分析系统行为大有益处,何况,你很有可能会去修改它们呢。

编写shell脚本并不困难,shell脚本由许多小的部分组成,而其中只有数量相当少的与shell本身特性,操作和选项有关的部分才需要去学习。Shell语法非常简单朴素,很像是在命令行中调用和连接工具,你只需遵循很少一部分的"规则"就可以了。大部分短小的脚本通常在第一次就可以正常工作,即使是一个稍长一些的脚本,调试起来也十分简单。

在个人计算机发展的早期,BASIC语言让计算机专业人士能够在早期的微机上编写程序。几十年后,Bash脚本可以让所有仅对Linux或UNIX系统有初步了解的用户在现代计算机上做同样的事。

我们现在已经可以做出一些又小又快的单板机,比如。Bash脚本提供了一种发掘这些有趣设备潜力的方式。

使用shell脚本构建一个复杂应用原型(prototype),不失为是一种虽有缺陷但非常快速的方式。在项目开发初期,使用脚本实现部分功能往往显得十分有用。在使用C/C++,Java,Perl或Python编写最终代码前,可以使用shell脚本测试,修补应用结构,提前发现重大缺陷。

Shell脚本与经典的UINX哲学相似,将复杂的任务划分为简单的子任务,将组件与工具连接起来。许多人认为比起新一代功能强大、高度集成的语言,例如Perl,shell脚本至少是一种在美学上更加令人愉悦的解决问题的方式,Perl试图做到面面俱到,但你必须强迫自己改变思维方式适应它。

Herbert Mayer曾说:“有用的语言需要数组、指针以及构建数据结构的通用机制”。如果依据这些标准,那shell脚本距“有用”还差得很远,甚至是“无用”的。

什么时候不应该使用shell脚本

  • 资源密集型的任务,尤其是对速度有要求(如排序、散列、递归等)

  • 需要做大量的数学运算,例如浮点数运算,高精度运算或者复数运算(使用C++或FORTRAN代替)

  • 有跨平台需求(使用C或者Java代替)

  • 必须使用结构化编程的复杂应用(如变量类型检查、函数原型等)

  • 影响系统全局的关键性任务

  • 对安全性有高要求,需要保证系统的完整性以及阻止入侵、破解、恶意破坏

  • 项目包含有连锁依赖关系的组件

  • 需要大量的文件操作(Bash只能访问连续的文件,并且是以一种非常笨拙且低效的逐行访问的方式进行的)

  • 需要使用多维数组

  • 需要使用如链表、树等数据结构

  • 需要产生或操作图像和图形用户接口(GUI)

  • 需要直接访问系统硬件或外部设备

  • 需要使用端口或套接字输入输出端口(Socket I/O)

  • 需要使用库或旧程序的接口

  • 私有或闭源的项目(Shell脚本直接将源代码公开,所有人都可以看到)

如果你的应用满足上述任意一条,你可以考虑使用更加强大的脚本语言,如Perl,Tcl,Python,Ruby等,或考虑使用编译型语言,如C,C++或Java等。即使如此,在开发阶段使用shell脚本建立应用原型也是十分有用的。

His countenance was bold and bashed not.

—— Edmund Spenser

注记

[1] 这些操作和选项被称为内建命令(builtin),是shell的内部特征。

[2] 虽然递归可以在shell脚本中实现,但是它的效率很低且实现起来很复杂、不具有美感。

[3] 首字母缩略词是由每一个单词的首字母拼接而成的易读的代替短语。这不是一个好习惯,通常会引起一些不必要的麻烦。

[4] ksh88中的许多特性,甚至一些ksh93的特性都被合并到Bash中了。

[5] 按照惯例,用户编写的Bourne shell脚本应该在文件名后加上.sh的扩展名。而那些系统脚本,比如在/etc/rc.d中的脚本通常不遵循这种规范。

  1. 虽然递归可以在shell脚本中实现,但是它的效率很低且实现起来很复杂、不具有美感。

  2. ksh88中的许多特性,甚至一些ksh93的特性都被合并到Bash中了。

我们接下来将使用Bash。Bash是"Bourne-Again shell"的首字母缩略词,Bash来源于Stephen Bourne开发的Bourne shell(sh)。如今Bash已成为了大部分UNIX衍生版中shell脚本事实上的标准。本书所涉及的大部分概念在其他shell中也是适用的,例如Korn Shell,Bash从它当中继承了一部分的特性;又如C Shell及其变体(需要注意的是,1993年10月Tom Christiansen在中指出,因C Shell内部固有的问题,不推荐使用C Shell编程)

接下来的部分将是一些编写shell脚本的指导。这些指导很大程度上依赖于实例来阐述shell的特性。本书所有的例子都能够正常工作,并在尽可能的范围内进行过测试,其中的一部分已经运用在实际生产生活中。读者们可以使用这些在存档中的例子(文件名为scriptname.sh或scriptname.bash),赋予它们可执行权限(chmod u+rx scriptname),然后执行它们看看会发生什么。如果不可用,读者朋友也可以从本书的HTML或者PDF版本中复制粘贴代码出来。需要注意的是,在部分例子中使用了一些暂时还未被解释的特性,这需要读者暂时跳过它们。

除特别说明,本书所有例子均由编写。

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