Linux中的Shell脚本基础
一、什么是Shell脚本
Shell 脚本是一种用 Shell 命令编写的脚本程序，用于在 Unix/Linux 系统的命令行环境中自动化执行任务。
它由一系列命令、逻辑控制语句（如条件判断、循环）和函数组成，保存为文本文件（通常以 .sh 为扩展名），由 Shell 解释器（如 Bash、Zsh）逐行解析执行。
Shell 脚本的核心特点：
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基于命令行：直接调用系统命令（如
ls、grep、awk），无需编译。 -
轻量级：适合快速开发小型自动化任务。
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跨平台性：在支持相同 Shell 的系统（如 Linux、macOS）中通用。
示例：
#!/bin/bash
# 这是一个简单的 Shell 脚本
echo "Hello World!" # 输出文本
mkdir backup # 创建目录
cp *.txt backup/ # 复制所有 txt 文件到 backup 目录二、Shell脚本存在的意义
Shell 脚本的主要意义是提升效率和实现自动化，尤其在系统管理、运维、数据处理等领域中不可或缺。
核心价值：
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自动化重复操作
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例：批量重命名文件、定期清理日志、自动备份数据。
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替代手动逐条输入命令，减少人为错误。
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简化复杂任务
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例：一键部署服务、集成多步骤流程（如下载数据 → 处理 → 上传结果）。
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通过逻辑控制（如
if、for）组合多个命令。
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系统管理与监控
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例：检查磁盘空间、监控进程状态、发送报警邮件。
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直接调用系统工具（如
df、ps、cron）。
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快速原型开发
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例：临时测试某个功能或流程。
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无需编译，修改后立即运行。
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Shell脚本与其他编程语言的对比：
| 场景 | Shell 脚本 | Python/Perl |
|---|---|---|
| 文件操作 | 直接调用 grep、sed、awk，语法简洁 | 需要导入库，代码量稍多 |
| 系统命令交互 | 无缝执行命令，无需额外封装 | 需通过 subprocess 等模块调用 |
| 复杂逻辑/数据处理 | 适合简单逻辑，复杂场景代码可读性差 | 支持面向对象、数据结构，更易维护 |
| 性能要求 | 适合轻量级任务，频繁启动子进程效率较低 | 适合计算密集型任务 |
Shell 脚本的典型应用场景：
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日常运维：自动化日志切割、清理过期文件、服务状态监控。
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部署与发布：一键编译代码、打包应用、更新服务器。
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数据处理：批量转换文件格式、提取文本内容、生成统计报表。
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开发辅助：运行测试用例、生成文档、环境配置。
三、Shell脚本中的基本元素
Shell 脚本的基本元素是构建自动化任务和逻辑流程的核心组成部分。
脚本的基本结构
1. Shebang声明（也可以叫脚本幻数）（必选）
#!/bin/bash-
作用：指定脚本解释器路径（例如
#!/bin/bash或#!/usr/bin/bash） -
必须放在脚本第一行，且Shebang 声明前不能有任何字符（包括空格、空行），否则会被忽略，可能被当作普通文本执行。
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脚本幻数（Shebang） 是计算机领域中对脚本文件首行
#!声明的俗称，也被直接称为 “Shebang 声明”（读作 "hash-bang"）。它是脚本文件的身份标识与执行指令，核心作用是告诉操作系统：“这个脚本需要用哪个解释器来运行”。
（1） Shebang 的本质
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不是解释器本身：Shebang（
#!）本身只是一个指令前缀，用于告诉操作系统使用哪个解释器来执行脚本。 -
举例：
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#!/bin/bash：指定用bash解释器执行脚本。 -
#!/usr/bin/python3：指定用 Python 3 解释器执行脚本。
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（2） Shebang 的工作流程
当执行脚本（如 ./script.sh）时，操作系统按以下步骤处理：
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读取文件首行：检查是否包含
#!。 -
解析解释器路径：提取
#!后的路径（如/bin/bash）。 -
启动解释器：将脚本路径作为参数传递给该解释器，由解释器逐行执行脚本内容。
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关键点：Shebang 仅负责触发解释器，而解释命令的实际工作由解释器完成。
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（3） 常见误区澄清
| 误区 | 正解 |
|---|---|
| “Shebang 是解释器” | Shebang 是指向解释器的指令，解释器是 /bin/bash 等具体程序 |
| “Shebang 解释脚本命令” | 解释命令的是解释器程序（如 bash），而非 Shebang 本身 |
| “Shebang 是脚本的一部分” | Shebang 是由操作系统内核处理的元指令，不会传递给解释器 |
（4） 类比理解
-
Shebang 类似钥匙：告诉系统“用哪把钥匙（解释器）打开这把锁（脚本）”。
-
解释器 类似锁匠：真正执行解锁（解释命令）操作的是锁匠（如
bash）。
2. 注释说明（推荐使用）
# 脚本功能：备份日志文件
# 作者：YourName
# 创建时间：2023-10-01-
单行注释用
# -
多行注释可通过
<<EOF...EOF或 : "..." 实现 -
示例：
-
3. 变量定义（可选但常用）
LOG_DIR="/var/log"
BACKUP_DIR="/backup"
TODAY=$(date +%Y%m%d) # 获取当前日期4. 主逻辑代码（核心）
(1) 基础命令
echo "开始备份日志..." # 输出信息
cp -v $LOG_DIR/*.log $BACKUP_DIR/${TODAY}_logs/(2) 流程控制
if [ -d "$BACKUP_DIR" ]; thenecho "备份目录存在"
elsemkdir -p "$BACKUP_DIR"
fifor file in $LOG_DIR/*.log; dogzip "$file"
done(3) 函数定义（可选）
clean_old_backups() {find $BACKUP_DIR -name "*.log.gz" -mtime +7 -delete
}
clean_old_backups # 调用函数5. 退出状态码（推荐使用）
exit 0 # 0表示成功，非0表示失败（通常1-255）四、脚本的书写规范
1. 书写规范注意事项
| 规范项 | 关键要点 |
|---|---|
| 文件名 | 脚本文件名应见名知意，明确体现功能，如 |
| Shebang声明 （脚本幻数） | 首行必须指定脚本解释器，例如 #!/bin/bash 或 #!/usr/bin/env bash。 |
| 注释 | 使用英文注释，尽量不要用中文注释，防止本机或切换系统环境后中文乱码的困扰，文件开头加创建日期、作者、版本、用途等信息。 |
| 内部命令 | 优先使用 echo、eval 等内置命令，减少外部命令调用（避免频繁创建子进程）。 |
| 代码简化 | 组合命令，减少冗余操作。 组合命令：通过管道、逻辑符 && 或 || 减少代码行数。 |
| 缩进与结构 | 统一缩进，体现代码结构，增强可读性。 |
| 错误处理 | 启用
|
2. 使用vim命令书写脚本的设定
Vim 自动编写脚本主属性信息的配置方法
~/.vimrc 是 Vim 编辑器的用户配置文件，用于自定义 Vim 的行为、快捷键、插件、界面样式等。它位于用户的主目录（~）下，是 Vim 的核心配置文件。
通过 Vim 的 模板自动插入功能，可以在新建脚本时自动生成固定格式的头部信息（如作者、日期、描述等）。以下是详细配置步骤及示例：
（1）理解 ~/.vimrc这个文件的核心作用
.vimrc 的核心作用
| 功能 | 示例配置 | 说明 |
|---|---|---|
| 基础设置 | set number | 显示行号 |
| 语法高亮 | syntax on | 启用代码语法高亮 |
| 缩进控制 | set tabstop=4 | 设置制表符为 4 个空格 |
| 快捷键映射 | nnoremap <C-s> :w<CR> | 按 Ctrl + S 保存文件 |
| 插件管理 | call plug#begin('~/.vim/plugged') | 声明插件管理器（如 vim-plug） |
| 自动命令 | autocmd BufNewFile *.sh 0r ~/.vim/templates/shell_header.tpl | 新建文件时加载模板。 |
较难理解的示例配置解析：
1、nnoremap <C-s> :w<CR>
该命令由三部分组成：
-
nnoremap：表示在普通模式（Normal Mode） 下创建一个非递归映射（noremap会禁止映射中调用其他映射，避免递归循环）。 -
<C-s>：触发映射的快捷键，即Ctrl + s（<C>代表 Ctrl 键，<s>代表 s 键）。 -
:w<CR>：映射执行的命令，:w是 Vim 中保存文件的命令，<CR>表示按下回车键（CR是 Carriage Return 的缩写）。
2、call plug#begin('~/.vim/plugged')
该命令由三部分组成：
-
call：Vimscript 中调用函数的关键字。 -
plug#begin(...)：Vim-Plug 提供的函数，用于初始化插件管理器。 -
'~/.vim/plugged'：参数，表示插件的安装目录。Vim-Plug 会将所有插件下载到这个目录下。
3、autocmd BufNewFile *.sh 0r ~/.vim/templates/shell_header.tpl
该命令由三部分组成：
-
autocmd：Vim 的自动命令关键字，用于在特定事件发生时自动执行命令。 -
BufNewFile *.sh：触发自动命令的事件，表示新建一个以.sh结尾的文件时执行后续命令。 -
0r ~/.vim/templates/shell_header.tpl：执行的命令，0r表示在文件的第 0 行（即文件开头）读取并插入指定文件的内容，这里读取的是~/.vim/templates/shell_header.tpl文件。
（2）配置 Vim 编辑器的用户配置文件
五、脚本执行方法
测试脚本内容：
[root@sakura1 桌面]# vim lee.sh
#!/bin/bash
cat
1、两种环境下运行脚本
（1）在当前环境下运行
（2）在指定环境中运行
通过路径来执行脚本时需要脚本文件有执行权限。
2、执行方式对比
| 执行方式 | 命令示例 | 是否需要执行权限 | 进程树表现 | 执行环境 |
|---|---|---|---|---|
| 1. 当前Shell环境 | . lee.sh & | 否 | bash → cat | 当前Shell进程 |
source lee.sh & | 否 | bash → cat | 当前Shell进程 | |
| 2. 新建子Shell | sh lee.sh & | 否 | bash → sh → cat | 新建子Shell |
| 3. 路径执行 | /root/lee.sh & | 需要 | bash → /bin/bash → cat | 新建子Shell |
3、关键原理解析
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source与.命令-
直接在当前Shell进程内执行脚本
-
脚本中的
cat成为当前Shell的子进程（无中间进程） -
无需执行权限（文件只需读权限）
-
-
sh script.sh-
启动新
/bin/sh进程解释脚本 -
sh进程作为当前Shell的子进程，cat成为sh的子进程 -
无需执行权限（
sh作为解释器读取文件）
-
-
路径执行 (
/path/to/script)-
依赖 Shebang 行 (
#!/bin/bash) 选择解释器 -
需要执行权限 (
chmod +x) -
进程树：当前Shell →
/bin/bash→cat
-
4、后台执行 (&) 现象
-
阻塞进程的处理
脚本中的cat会持续等待输入，导致进程进入T状态（暂停/后台阻塞）：PID TTY STAT TIME COMMAND 17890 pts/2 T 0:00 /bin/bash /root/lee.sh # T = Stopped，父进程被阻塞 17891 pts/2 T 0:00 \_ cat # 子进程同样阻塞 -
恢复方法：
用fg切回前台输入，或发送SIGCONT信号 (kill -CONT PID)
六、脚本调试
测试脚本：
[root@timinglee ~]# vim lcf.sh
#!/bin/bash
hostname
echo $USER
date
cat #这行的命令应为cal显示系统日历，这里是故意打错导致脚本错误，用来进行脚本调试展示
pwd1、直接执行测试脚本的效果
脚本突然就卡住了，不能清晰的看出脚本的错误在哪里。
2、显示测试脚本执行过程的效果
明显可见脚本在执行到cat命令的时候因为cat命令没有写完整而导致了脚本被卡在cat命令这一步。
七、命令退出值
1、什么是退出值（Exit Status）
-
定义：每个命令执行后返回的整数状态码（0-255）
-
含义：
-
0：成功执行 -
1-255：执行失败（不同值代表不同错误类型）
-
-
重要性：Shell脚本中常用退出值判断命令执行结果
2、怎么查看和修改退出值
（1）查看退出值
# 查看上一个执行命令的退出值
echo $?示例：
（2）修改退出值（在脚本中进行操作）
方法一：使用 exit 命令
在脚本中显式设置退出值：
#!/bin/bash
# 脚本内容...
exit 5 # 设置退出值为5示例：
方法二：通过命令返回值
使用最后执行命令的返回值：
#!/bin/bash
grep "pattern" file.txt # 如果grep失败，自动返回非0值---当 grep 未找到匹配或出错时，
脚本会继承其非 0 退出状态，无需手动处理。
# 无需显式exit，自动继承grep的退出值---脚本的最终退出状态等于最后一条命令（grep）的退出
状态，无需添加exit语句。
grep "pattern" file.txt
- 核心命令：在
file.txt中搜索包含 "pattern" 的行。- grep 的退出状态：
- 找到匹配行时返回
0（成功）；- 文件存在但无匹配时返回
1；- 发生错误（如权限问题）或文件不存在时返回
2。
示例：
下图为file文件内的内容
退出值为0的情况：
退出值为1的情况：
退出值为2的情况：
