linux之脚本编写(二)

1 编写脚本

可以将 Shell 终端解释器当作人与计算机硬件之间的“翻译官”，它作为用户与 Linux 系
统内部的通信媒介，除了能够支持各种变量与参数外，还提供了诸如循环、分支等高级编程
语言才有的控制结构特性。要想正确使用 Shell 中的这些功能特性，准确下达命令尤为重要。
Shell 脚本命令的工作方式有两种：交互式和批处理。

交互式（Interactive）：用户每输入一条命令就立即执行。
批处理（Batch）：由用户事先编写好一个完整的 Shell 脚本，Shell 会一次性执行脚本中诸多的命令。

在 Shell 脚本中不仅会用到 Linux 基础命令以及正则表达式、管道符、数据
流重定向等语法规则，还需要把内部功能模块化后通过逻辑语句进行处理，最终形成日常所
见的 Shell 脚本。

查看 SHELL 变量可以发现当前系统已经默认使用 Bash 作为命令行终端解释器了：

echo $SHELL
/bin/bash

1.1 编写简单脚本

例如，如果想查看当前所在工作路径并列出当前目录下所有的文件及属性信息，实现这
个功能的脚本应该类似于下面这样：

#!/bin/bash
#For Example BY linuxprobe.com

pwd     

ls -al

Shell 脚本文件的名称可以任意，但为了避免被误以为是普通文件，建议将.sh 后缀加上，以
表示是一个脚本文件。在上面的这个 example.sh 脚本中实际上出现了三种不同的元素：第一行的
脚本声明（#!）用来告诉系统使用哪种 Shell 解释器来执行该脚本；第二行的注释信息（#）是对
脚本功能和某些命令的介绍信息，使得自己或他人在日后看到这个脚本内容时，可以快速知道该
脚本的作用或一些警告信息；第三、四行的可执行语句也就是我们平时执行的 Linux 命令了.

# 用bash解释器执行脚本
bash 脚本文件名

bash example.sh

除了上面用 bash 解释器命令直接运行 Shell 脚本文件外，第二种运行脚本程序的方法是
通过输入完整路径的方式来执行。但默认会因为权限不足而提示报错信息，此时只需要为脚
本文件增加执行权限即可

chomd u+x example.sh   # 增加执行权限

1.2 接收用户的参数

但是，像上面这样的脚本程序只能执行一些预先定义好的功能，未免太过死板了。为了让 Shell 脚本程序更好地满足用户的一些实时需求，以便灵活完成工作，必须要让脚本程序能够像之前执行命令时那样，接收用户输入的参数。其实，Linux 系统中的 Shell 脚本语言早就考虑到了这些，已经内设了用于接收参数的变量，变量之间可以使用空格间隔。例如$0 对应的是当前 Shell 脚本程序的名称，$#对应的是总共有几个参数，$*对应的是所有位置的参数值，$?对应的是显示上一次命令的执行返回值，而$1、$2、$3……则分别对应着第 N 个位置的参数值,如图:

示例:

echo "当前脚本名称为$0" 
echo "总共有$#个参数，分别是$*。" 
echo "第 1 个参数为$1，第 5 个为$5。"

执行:

bash example.sh one two three four five six

执行结果:

当前脚本名称为 example.sh 
总共有 6 个参数，分别是 one two three four five six。 
第 1 个参数为 one，第 5 个为 five。

1.3 判断用户的参数

系统在执行 mkdir 命令时会判断用户输入的信息，即判断用户
指定的文件夹名称是否已经存在，如果存在则提示报错；反之则自动创建。Shell 脚本中的条
件测试语法可以判断表达式是否成立，若条件成立则返回数字 0，否则便返回其他随机数值。

按照测试对象来划分，条件测试语句可以分为 4 种：

文件测试语句；
逻辑测试语句；
整数值比较语句；
字符串比较语句.

文件测试即使用指定条件来判断文件是否存在或权限是否满足等情况的运算符,文本测试参数:

运算符                     作用
-d                   测试文件是否为目录类型
-e                   测试文件是否存在
-f                   判断是否为一般文件
-r                   测试当前用户是否有权限读取
-w                   测试当前用户是否有权限写入
-x                   测试当前用户是否有权限执行

下面使用文件测试语句来判断/etc/fstab 是否为一个目录类型的文件，然后通过 Shell 解释
器的内设$?变量显示上一条命令执行后的返回值。如果返回值为 0，则目录存在；如果返回值
为非零的值，则意味着目录不存在：

[ -d /etc/fstab ]   # 注意两边的空格
echo $?       # 查看上一条命令的执行结果

再使用文件测试语句来判断/etc/fstab 是否为一般文件，如果返回值为 0，则代表文件存
在，且为一般文件：

[ -f /etc/fstab ]   # 注意两边的空格
echo $?       # 查看上一条命令的执行结果

逻辑语句用于对测试结果进行逻辑分析，根据测试结果可实现不同的效果。例如在 Shell
终端中逻辑“与”的运算符号是&&，它表示当前面的命令执行成功后才会执行它后面的命令，
因此可以用来判断/dev/cdrom 文件是否存在，若存在则输出 Exist 字样。

[ -e /dev/cdrom ] && echo "Exist"  # 如果条件成立 则输出字符串

除了逻辑“与”外，还有逻辑“或”，它在 Linux 系统中的运算符号为||，表示当前面的
命令执行失败后才会执行它后面的命令，因此可以用来结合系统环境变量 USER 来判断当前
登录的用户是否为非管理员身份：

echo $USER    

[ $USER == root ] || echo "user"   # 前面指令执行失败后才会执行后面指令

第三种逻辑语句是“非”，在 Linux 系统中的运算符号是一个叹号（！），它表示把条件测
试中的判断结果取相反值。也就是说，如果原本测试的结果是正确的，则将其变成错误的；
原本测试错误的结果则将其变成正确的。

[ ! $USER == root ] || echo "user"

[ ! $USER==root ] && echo "user" || echo "root"

1.3.1 数值比较

整数比较运算符仅是对数字的操作，不能将数字与字符串、文件等内容一起操作，而且
不能想当然地使用日常生活中的等号、大于号、小于号等来判断。因为等号与赋值命令符冲
突，大于号和小于号分别与输出重定向命令符和输入重定向命令符冲突。因此一定要使用规
范的整数比较运算符来进行操作。可用的整数比较运算符如下

运算符                   作用
-eq                   是否等于
-ne                   是否不等于
-gt                   是否大于
-lt                   是否小于
-le                   是否等于或小于
-ge                   是否大于或等于

示例:

[ 10 -gt 10 ]
echo $?

# 1

free 命令，它可以用来获取当前系统正在使用及可用的内存量信息。
接下来先使用 free -m 命令查看内存使用量情况（单位为 MB），然后通过 grep Mem:命令过滤
出剩余内存量的行，再用 awk '{print $4}'命令只保留第四列，最后用 FreeMem=语句的方式把语句内执行的结果赋值给变量

free -m | grep Mem | awk '{print $4}'   # 获取到内存数值,只能用单引号

FreeMem=`free -m | grep Mem | awk '{print $4}'` # 将输出值复制给变量

[ $FreeMem -lt 1024 ] && echo "内存不够了"

1.3.2 字符串比较

字符串比较语句用于判断测试字符串是否为空值，或两个字符串是否相同。它经常用来
判断某个变量是否未被定义（即内容为空值）

常用参数:

运算符               作用
=                 比较字符串内容是否相同
!=                比较字符串内容是否不同
-z                判断字符串内容是否为空

接下来通过判断 String 变量是否为空值，进而判断是否定义了这个变量：

[ -z $String]
echo $?

再尝试引入逻辑运算符来试一下。当用于保存当前语系的环境变量值 LANG 不是英语
（en.US）时，则会满足逻辑测试条件并输出“Not en.US”（非英语）的字样：

echo $LANG
[ $LANG != "en.US" ] && echo "Not en.US" ]

2. 流程控制语句

尽管此时可以通过使用 Linux 命令、管道符、重定向以及条件测试语句来编写最基本的Shell 脚本，但是这种脚本并不适用于生产环境。原因是它不能根据真实的工作需求来调整
具体的执行命令，也不能根据某些条件实现自动循环执行。例如，我们需要批量创建 1000
位用户，首先要判断这些用户是否已经存在；若不存在，则通过循环语句让脚本自动且依
次创建他们。接下来我们通过 if、for、while、case 这 4 种流程控制语句来学习编写难度更大、功能更强的 Shell 脚本。

2.1 if 条件语句

DIR="./cdrom"
if [ ! -e $DIR ]
then
mkdir -p $DIR
fi

条件语句的双分支结构由 if、then、else、fi 关键词组成，它进行一次条件匹配判断，
如果与条件匹配，则去执行相应的预设命令；反之则去执行不匹配时的预设命令，相当于口
语的“如果……那么……或者……那么……”。if 条件语句的双分支结构也是一种很简单的判断结构，

下面使用双分支的 if 条件语句来验证某台主机是否在线，然后根据返回值的结果，要么
显示主机在线信息，要么显示主机不在线信息。这里的脚本主要使用 ping 命令来测试与对方
主机的网络联通性，而 Linux 系统中的 ping 命令不像 Windows 一样尝试 4 次就结束，因此为
了避免用户等待时间过长，需要通过-c 参数来规定尝试的次数，并使用-i 参数定义每个数据
包的发送间隔，以及使用-W 参数定义等待超时时间。

ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $1 &> /dev/null 
if [ $? -eq 0 ] 
then 
echo "Host $1 is On-line." 
else 
echo "Host $1 is Off-line." 
fi

执行:

bash chkhost.sh 192.168.1.200
# Host 192.168.10.10 is On-line.

bash chkhost.sh 192.168.10.20
# Host 192.168.10.20 is Off-line.

练习

下面使用多分支的 if 条件语句来判断用户输入的分数在哪个成绩区间内，然后输出如Excellent、Pass、Fail 等提示信息。在 Linux 系统中，read 是用来读取用户输入信息的命令,能够把接收到的用户输入信息赋值给后面的指定变量，-p 参数用于向用户显示一定的提示信息。在下面的脚本示例中，只有当用户输入的分数大于等于 85 分且小于等于 100 分，才输出Excellent 字样；若分数不满足该条件（即匹配不成功），则继续判断分数是否大于等于 70 分且小于等于 84 分，如果是，则输出 Pass 字样；若两次都落空（即两次的匹配操作都失败了），则输出 Fail 字样：

read -p "Enter your score（0-100）：" GRADE 
if [ $GRADE -ge 100 ] || [ $GRADE -le 0 ];then
echo "$GRADE ERROR"

elif [ $GRADE -ge 85 ] && [ $GRADE -le 100 ] ; then
echo "$GRADE 优秀" 
elif [ $GRADE -ge 70 ] && [ $GRADE -le 84 ] ; then
echo "$GRADE 优良" 
elif [ $GRADE -ge 60 ] && [ $GRADE -le 70 ] ; then
echo "$GRADE 及格"
else
echo "$GRADE 不及格" 
fi

执行:

bash chkscore.sh

2.2 for 循环语句

在脚本中使用 read 命令读取用户输入的密码值，然
后赋值给 PASSWD 变量，并通过-p 参数向用户显示一段提示信息，告诉用户正在输入的内容
即将作为账户密码。在执行该脚本后，会自动使用从列表文件 users.txt 中获取到所有的用户
名称，然后逐一使用“id 用户名”命令查看用户的信息，并使用$?判断这条命令是否执行成
功，也就是判断该用户是否已经存在。
需要多说一句，/dev/null 是一个被称作 Linux 黑洞的文件，把输出信息重定向到这个文件等
同于删除数据（类似于没有回收功能的垃圾箱），可以让用户的屏幕窗口保持简洁。

read -p "Enter The Users Password : " PASSWD
for UNAME in `cat users.txt`
do         # 关键字
id $UNAME $> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "Already exists"
else
useradd $UNAME $> /dev/null
echo "$PASSWD" | passwd --stdin $UNAME $> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "$UNAME, Create sucess"
else
echo "$UNAME, Create failure"
fi
fi
done

检查用户是否创建成功

tail -6 /etc/passwd

然后前面的双分支 if 条件语句与 for 循环语句相结合，让脚本从主机列表文件 ipadds.txt
中自动读取 IP 地址（用来表示主机）并将其赋值给 HLIST 变量，从而通过判断 ping 命令执
行后的返回值来逐个测试主机是否在线。脚本中出现的$（命令）是一种完全类似于第 3 章的
转义字符中反引号命令的 Shell 操作符，效果同样是执行括号或双引号括起来的字符串中的
命令。

vim ipadds.txt

192.168.1.200
www.baidu.com
www.taodu.com

脚本文件

vim CheckHosts.sh

HLIST=$(cat ~/ipadds.txt) 
for IP in $HLIST 
do 
ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $IP &> /dev/null 
if [ $? -eq 0 ] ; then 
echo "Host $IP is On-line." 
else 
echo "Host $IP is Off-line." 
fi 
done

2.3 while 循环

PRICE=$(expr $RANDOM % 1000) 
TIMES=0 
echo "商品实际价格为 0-999 之间，猜猜看是多少？" 
while true 
do 
read -p "请输入您猜测的价格数目：" INT 
let TIMES++ 
if [ $INT -eq $PRICE ] ; then 
echo "恭喜您答对了，实际价格是 $PRICE" 
echo "您总共猜测了 $TIMES 次" 
exit 0 
elif [ $INT -gt $PRICE ] ; then 
echo "太高了！" 
else 
echo "太低了！" 
fi 
done

2.4 case条件测试语句

read -p "请输入一个字符，并按 Enter 键确认：" KEY 
case "$KEY" in 
[a-z]|[A-Z]) 
echo "您输入的是 字母。" 
;; 
[0-9]) 
echo "您输入的是 数字。" 
;; 
*) 
echo "您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。" 
esac 

3. 计划任务服务程序

3.1 一次性任务

如何设置服务器的计划任务服务，把周期性、规律性的工作交给系统自动完成。

计划任务分为一次性计划任务与长期性计划任务
一次性计划任务：今晚 11 点 30 分开启网站服务。
长期性计划任务：每周一的凌晨 3 点 25 分把/home/wwwroot 目录打包备份为 backup.tar.gz。

一次性计划任务只执行一次，一般用于满足临时的工作需求。我们可以用 at
命令实现这种功能，只需要写成“at 时间”的形式就可以。如果想要查看已设置好但还未执
行的一次性计划任务，可以使用“at -l”命令；要想将其删除，可以用“atrm 任务序号”。在
使用 at 命令来设置一次性计划任务时，默认采用的是交互式方法。例如，使用下述命令将系
统设置为在今晚 23:30 分自动重启网站服务。

at 23:30 
at > systemctl restart httpd 
at > 此处请同时按下 Ctrl + D 组合键来结束编写计划任务
# job 3 at Mon Apr 27 23:30:00 2017 

at -l    # 查看所有的定时任务 
atrm 任务号 # 删除某个任务
# 3 Mon Apr 27 23:30:00 2017 a root

如果读者想挑战一下难度更大但简捷性更高的方式，可以把前面学习的管道符（任意门）
放到两条命令之间，让 at 命令接收前面 echo 命令的输出信息，以达到通过非交互式的方式创
建计划一次性任务的目的。

echo "systemctl restart httpd" | at 15:55

3.2 周期性任务

如果我们希望 Linux 系统能够周期性地、有规律地执行某些具体的任务，那么 Linux 系统中默认启用的 crond 服务简直再适合不过了。创建、编辑计划任务的命令为“crontab -e”，查看当前计划任务的命令为“crontab -l”，删除某条计划任务的命令为“crontab -r”。另外，如果您是以管理员的身份登录的系统，还可以在 crontab 命令中加上-u 参数来编辑他人的计划任务。

定时任务的参数格式为:“分、时、日、月、星期 命令” 需要注意的是，如果有些字段没有设置，则需要使用星号（*）占位

字段                 说明
分               取值为 0～59 的整数
时               取值为 0～23 的任意整数
日               取值为 1～31 的任意整数
月               取值为 1～12 的任意整数
星期             取值为 0～7 的任意整数，其中 0 与 7 均为星期日
命令             要执行的命令或程序脚本

假设在每周一、三、五的凌晨 3 点 25 分，都需要使用 tar 命令把某个网站的数据目录进行打包处理，使其作为一个备份文件。我们可以使用 crontab -e 命令来创建计划任务。为自己创建计划任务无需使用-u 参数，具体的实现效果的参数如 crontab -l 命令结果所示：

crontab -e   # 编写一个定时任务脚本
crontab -l   # 查看定时任务列表

需要说明的是，除了用逗号（,）来分别表示多个时间段，例如“8,9,12”表示 8 月、9 月 和 12 月。还可以用减号（-）来表示一段连续的时间周期（例如字段“日”的取值为“12-15”，
则表示每月的 12～15 日）。以及用除号（/）表示执行任务的间隔时间（例如“/2”表示每隔
2 分钟执行一次任务）之外。
如果在 crond 服务中需要同时包含多条计划任务的命令语句，应每行仅写一条。例如我们再
添加一条计划任务，它的功能是每周一至周五的凌晨 1 点钟自动清空/tmp 目录内的所有文件。尤
其需要注意的是，在 crond 服务的计划任务参数中，所有命令一定要用绝对路径的方式来写，如
果不知道绝对路径，请用 whereis 命令进行查询，rm 命令路径为下面输出信息中加粗部分。

练习题

1．Vim 编辑器的三种模式分别是什么？
答：命令模式、末行模式与输入模式（也叫编辑模式或插入模式）。 2．怎么从输入模式切换到末行模式？
答：需要先敲击 Esc 键退回到命令模式，然后敲击冒号（:）键后进入末行模式。
3．一个完整的 Shell 脚本应该哪些内容？
答：应该包括脚本声明、注释信息和可执行语句（即命令）。 4．分别解释 Shell 脚本中$0 与$3 变量的作用。
答：在 Shell 脚本中，$0 代表脚本文件的名称，$3 则代表该脚本在执行时接收的第三
个参数。
5．if 条件测试语句有几种结构，最灵活且最复杂的是哪种结构？
答：if 条件测试语句包括单分支、双分支与多分支等三种结构，其中多分支结构是最灵活
且最复杂的结构，其结构形式为 if…then…elif…then…else…fi。 6．for 条件循环语句的循环结构是什么样子的？
答：for 条件循环语句的结构为“for 变量名 in 取值列表 do 命令序列 done”，如图 4-20 所示。
7．若在 while 条件循环语句中使用 true 作为循环条件，那么会发生什么事情？
答：因条件测试值永久为 true，因此脚本中循环部分会无限地重复执行下去，直到碰到 exit
命令才会结束。
8．如果需要依据用户的输入参数执行不同的操作，最方便的条件测试语句是什么？
答：case 条件语句。
9．Linux 系统的长期计划任务所使用的服务是什么，其参数格式是什么？
答：长期计划任务需要使用 crond 服务程序，参数格式是“分、时、日、月、星期 命令”。