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Shell脚本进阶指南：从基础变量到高级实践

news 来源：原创 2025/6/5 16:56:03

一、Shell脚本基础操作与调试技巧

1.1 脚本创建与执行方式

Shell脚本是自动化运维的核心工具，创建脚本的基本流程如下：

# 创建并编辑脚本
vim ip_info.sh# 写入脚本内容（获取IP地址信息）
#!/bin/bash
ifconfig ens33 | grep -w inet | awk '{print $2}' | xargs echo "IP: "# 三种执行方式
bash ip_info.sh        # 直接使用bash解释器执行
chmod +x ip_info.sh    # 添加可执行权限
./ip_info.sh           # 通过路径执行
source ip_info.sh      # 在当前Shell环境执行（会继承环境变量）

1.2 脚本调试技巧

调试是编写高质量脚本的关键环节，常用调试选项：

bash -n script.sh      # 仅检查语法错误，不执行脚本
bash -v script.sh      # 先显示脚本内容，再执行并输出结果
bash -x script.sh      # 打印执行的每条命令及其参数（最常用）# 示例：调试带错误的脚本
#!/bin/bash
echo "开始调试"
ls /nonexistent        # 故意写错目录
echo "调试结束"# 使用-x选项查看执行过程
bash -x debug_demo.sh

二、Shell变量深度解析

2.1 变量分类与作用域

Shell变量分为三类，其作用域与生命周期各有不同：

# 局部变量（仅当前Shell会话有效）
local_var="local_value"
echo $local_var# 全局变量（所有子Shell均可访问）
export global_var="global_value"
echo $global_var# Shell内置变量（由Shell自动维护）
echo "当前脚本名: $0"
echo "第一个参数: $1"
echo "参数总数: $#"
echo "上条命令返回值: $?"

2.2 变量类型声明

declare命令可显式指定变量类型：

# 整数类型
declare -i num=100
echo $((num + 200))  # 输出300# 只读变量
declare -r readonly_var="固定值"
readonly_var="尝试修改"  # 会报错# 数组变量
declare -a array=("元素1" "元素2")
echo ${array[1]}  # 输出"元素2"

2.3 命令替换与变量嵌套

将命令执行结果赋值给变量的两种方式：

# 反引号方式
current_dir=`pwd`
echo "当前目录: $current_dir"# $()方式（更推荐）
os_version=$(cat /etc/redhat-release)
echo "操作系统: $os_version"# 复杂示例：获取当前登录用户数
user_count=$(who | wc -l)
echo "当前登录用户: $user_count"

三、字符串操作高级技巧

3.1 字符串长度与截取

str="hello_world_2025"# 获取字符串长度
echo ${#str}  # 输出16# 字符串截取
echo ${str:0:5}     # 从0开始截取5个字符，输出"hello"
echo ${str:6:5}     # 从第6位开始截取5个，输出"world"
echo ${str: -4}     # 截取最后4个字符，注意-前有空格，输出"2025"
echo ${str:0-6:3}   # 从倒数第6位开始取3个，输出"rld"

3.2 字符串替换与默认值

# 替换第一个匹配项
url="https://example.com"
echo ${url/https/http}  # 输出"http://example.com"# 替换所有匹配项
text="hello world, hello shell"
echo ${text//hello/hi}  # 输出"hi world, hi shell"# 变量默认值
username=${USERNAME:-"guest"}  # 如果USERNAME未定义，则使用"guest"
echo "欢迎 $username"

四、特殊变量与脚本参数处理

4.1 特殊变量详解

#!/bin/bash
# 演示特殊变量的使用
echo "脚本名: $0"
echo "第一个参数: $1"
echo "第二个参数: $2"
echo "参数总数: $#"
echo "所有参数: $@"
echo "所有参数(单字符串): $*"
echo "当前进程ID: $$"
echo "后台进程ID: $!"
echo "上条命令返回值: $?"

执行示例：

./special_vars.sh apple banana
# 输出：
# 脚本名: ./special_vars.sh
# 第一个参数: apple
# 第二个参数: banana
# 参数总数: 2
# 所有参数: apple banana
# 所有参数(单字符串): apple banana
# 当前进程ID: 12345
# 后台进程ID: 12346
# 上条命令返回值: 0

4.2 参数处理示例

编写一个接收文件路径并显示文件信息的脚本：

#!/bin/bash
# 文件信息脚本if [ $# -eq 0 ]; thenecho "请提供一个文件路径作为参数"exit 1
fifile_path=$1
echo "文件路径: $file_path"
echo "文件大小: $(du -h $file_path | awk '{print $1}')"
echo "文件权限: $(ls -l $file_path | awk '{print $1}')"
echo "创建时间: $(stat -c %y $file_path)"

五、高级实践案例

5.1 嵌套Shell环境变量传递

演示父子Shell之间的变量继承关系：

# 父脚本 father.sh
#!/bin/bash
export PARENT_VAR="父脚本变量"
echo "父脚本: $PARENT_VAR"
bash child.sh  # 启动子Shell
echo "父脚本执行完毕"# 子脚本 child.sh
#!/bin/bash
echo "子脚本: $PARENT_VAR"  # 可以访问父Shell的全局变量
local CHILD_VAR="子脚本变量"
echo "子脚本: $CHILD_VAR"

5.2 交互式菜单脚本

创建一个简单的系统信息查询菜单：

#!/bin/bash
# 系统信息菜单脚本while true; doecho "===== 系统信息菜单 ====="echo "1. 查看CPU信息"echo "2. 查看内存使用"echo "3. 查看磁盘空间"echo "4. 查看网络连接"echo "5. 退出"echo "======================="read -p "请选择(1-5): " choicecase $choice in1) lscpu ;;2) free -h ;;3) df -Th ;;4) netstat -tulpn ;;5) echo "退出菜单"; exit 0 ;;*) echo "无效选择，请重试" ;;esacecho
done

5.3 日志分析脚本

统计Nginx访问日志中每个IP的请求次数：

#!/bin/bash
# Nginx日志分析脚本if [ $# -eq 0 ]; thenlog_file="/var/log/nginx/access.log"
elselog_file=$1
fiif [ ! -f $log_file ]; thenecho "日志文件不存在: $log_file"exit 1
fiecho "正在分析日志: $log_file"
echo "IP地址统计Top 10:"
cat $log_file | awk '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -nr | head -n 10

六、最佳实践与避坑指南

6.1 脚本编写规范

始终在脚本开头添加#!/bin/bash指定解释器
使用set -e让脚本在遇到错误时立即退出
变量名使用大写字母（区分内置变量）
对所有变量加双引号，防止分词问题："$var"
使用函数组织代码，提高复用性

6.2 常见错误处理

# 检查命令执行状态
result=$(some_command)
if [ $? -ne 0 ]; thenecho "命令执行失败"exit 1
fi# 使用&&和||组合命令
mkdir /tmp/my_dir && echo "目录创建成功" || echo "目录创建失败"# 捕获错误并记录日志
function cleanup {echo "清理临时文件..."rm -f /tmp/temp_file.*
}
trap cleanup EXIT  # 脚本退出时执行清理