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Shell脚本流程控制：从基础语法到实战应用

news 来源：原创 2025/6/10 9:27:11

在自动化运维和系统管理领域，Shell脚本是不可或缺的工具。而流程控制作为Shell编程的核心骨架，决定了脚本的逻辑复杂度和功能上限。本文将深入解析Shell中各类流程控制语句，通过丰富的实战案例帮助读者掌握从基础语法到复杂业务场景的实现方法。

流程控制基础：三种编程逻辑范式

Shell编程与其他编程语言一样，遵循三种基本逻辑范式：顺序执行、选择执行和循环执行。理解这三种范式是掌握流程控制的基础。

顺序执行：最朴素的执行逻辑

在未引入任何控制语句时，Shell脚本默认按从上到下的顺序执行每一条命令。这种"线性"执行方式适用于简单任务，但在复杂场景下需要更灵活的控制机制：

#!/bin/bash
echo "开始执行脚本"
cd /data
mkdir backup
echo "任务完成"

选择执行：让脚本具备"决策"能力

选择执行通过条件判断使脚本能够根据不同场景执行不同操作。Shell中主要通过if、case和select语句实现选择逻辑，这也是本文重点讨论的内容。

循环执行：自动化重复任务的关键

循环执行允许脚本重复执行特定代码块，直到满足终止条件。for、while和until三种循环语句覆盖了绝大多数重复任务场景，从批量文件处理到持续监控都离不开循环逻辑。

if条件控制：Shell中的"决策引擎"

if语句是Shell中最常用的条件控制结构，它通过测试表达式的真假来决定执行路径。从简单的单分支到复杂的多层嵌套，if语句可以应对各种条件判断场景。

三种基本语法形式

单分支结构：简单条件判断

单分支if语句只包含条件满足时的执行逻辑，适用于"满足条件则执行"的场景：

#!/bin/bash
file="/etc/hosts"
if [ -f "$file" ]; thenecho "文件 $file 存在"
fi

双分支结构：二选一的逻辑

双分支结构通过else关键字提供条件不满足时的备选执行路径：

#!/bin/bash
age=$1
if [ "$age" -ge 18 ]; thenecho "您已成年"
elseecho "您未成年"
fi

多分支结构：复杂条件决策

当需要处理多个条件时，使用elif关键字扩展出多分支结构：

#!/bin/bash
score=$1
if [ "$score" -ge 90 ]; thenecho "优秀"
elif [ "$score" -ge 80 ]; thenecho "良好"
elif [ "$score" -ge 60 ]; thenecho "及格"
elseecho "不及格"
fi

条件测试表达式进阶

if语句的核心在于条件测试表达式，Shell提供了三种主要的测试方式：

方括号测试：最通用的测试方式

[ 表达式 ]是Shell中最基础的测试语法，支持文件测试、数值比较、字符串比较等：

文件测试：-f(普通文件)、-d(目录)、-x(可执行)
数值比较：-eq(等于)、-gt(大于)、-lt(小于)
字符串比较：==(等于)、!=(不等于)、-z(空字符串)

双括号测试：数值计算更便捷

(( 表达式 ))专门用于数值表达式的测试和计算，支持更多运算符：

if (( a + b > 100 )); thenecho "和大于100"
fi

双方括号测试：更强大的字符串处理

[[ 表达式 ]]是bash扩展语法，支持正则匹配和更灵活的字符串操作：

if [[ "$str" =~ ^[0-9]+$ ]]; thenecho "输入为数字"
fi

实战案例：服务管理脚本

下面是一个实用的服务管理脚本，展示了if语句在多分支条件判断中的应用：

#!/bin/bash
# 服务管理脚本
service="nginx"
action=$1if [ -z "$action" ]; thenecho "请指定操作: start|stop|restart"exit 1
fiif [ "$action" == "start" ]; thensystemctl start $serviceecho "$service 启动成功"
elif [ "$action" == "stop" ]; thensystemctl stop $serviceecho "$service 停止成功"
elif [ "$action" == "restart" ]; thensystemctl restart $serviceecho "$service 重启成功"
elseecho "未知操作: $action"echo "支持的操作: start|stop|restart"
fi

case语句：更优雅的多选项匹配

当需要处理大量固定选项时，case语句比多层嵌套的if-elif更简洁易读。它通过模式匹配来选择执行路径，特别适合菜单系统和命令行参数解析。

语法结构与执行逻辑

case语句的基本结构如下：

case 变量 in模式1)命令1;;模式2)命令2;;*)默认命令;;
esac

关键点说明：

以case开头，esac结尾（case倒写）
每个模式以)结束，命令块以;;结束
*匹配所有未明确指定的模式

实战案例：脚本管理平台

下面是一个脚本管理平台的实现，展示了case语句在菜单系统中的应用：

#!/bin/bash
# 脚本管理平台
echo "===== 脚本管理系统 ====="
echo "1. 系统监控脚本"
echo "2. 日志清理脚本"
echo "3. 备份脚本"
echo "4. 退出"
echo "======================"read -p "请选择功能(1-4): " choicecase $choice in1)echo "执行系统监控脚本..."./system_monitor.sh;;2)echo "执行日志清理脚本..."./log_cleaner.sh;;3)echo "执行备份脚本..."./backup.sh;;4)echo "退出系统"exit 0;;*)echo "无效选择，请重新输入";;
esac

循环控制：自动化重复任务的核心

循环语句是Shell脚本实现自动化的关键，它允许脚本重复执行相同操作，大大提高工作效率。Shell提供了三种循环结构：for、while和until，分别适用于不同场景。

for循环：遍历集合的利器

for循环用于遍历列表中的每个元素，非常适合已知次数的循环任务。

基础语法与列表生成

for 变量 in 列表
do命令
done

列表生成方式：

直接列出：1 2 3 4 5
范围生成：{1..10}
命令生成：$(ls /etc)
脚本参数：$@

实战案例：批量用户管理

#!/bin/bash
# 批量创建用户
for user in user1 user2 user3 user4 user5
doif id $user &>/dev/null; thenecho "用户 $user 已存在"elseuseradd $userecho "用户 $user 创建成功"echo "123456" | passwd --stdin $userecho "用户 $user 密码已设置为123456"fi
done

(())语法：更强大的数值循环

for ((i=0; i<10; i++))语法专门用于数值循环，类似于C语言的循环结构：

#!/bin/bash
# 计算1+2+...+100
sum=0
for ((i=1; i<=100; i++))
do((sum += i))
done
echo "1到100的和为: $sum"

while循环：条件满足时持续执行

while循环在条件为真时持续执行，适用于未知循环次数的场景。

基础语法

while [ 条件 ]
do命令
done

实战案例：网站健康检查

#!/bin/bash
# 网站健康检查脚本
url="https://www.example.com"
echo "开始监控 $url ..."while true
dostatus=$(curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}" $url)if [ "$status" -eq 200 ]; thenecho "$(date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S') 网站正常"elseecho "$(date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S') 网站异常，状态码: $status"# 发送告警通知echo "网站 $url 异常，请检查!" | mail -s "网站告警" admin@example.comfisleep 60  # 每分钟检查一次
done

until循环：条件不满足时持续执行

until循环与while相反，在条件为假时持续执行，直到条件为真时退出。

基础语法

until [ 条件 ]
do命令
done

实战案例：数据备份直到成功

#!/bin/bash
# 数据备份脚本，直到备份成功
backup_dir="/backup/$(date +'%Y%m%d')"
db_user="root"
db_pass="password"
db_name="mydb"until mkdir -p "$backup_dir" && mysqldump -u $db_user -p$db_pass $db_name > "$backup_dir/db_backup.sql"; doecho "备份失败，5秒后重试..."sleep 5
doneecho "备份成功，备份文件位于: $backup_dir/db_backup.sql"

select语句：交互式菜单的最佳选择

select语句是Shell中专门用于创建交互式菜单的结构，它会自动生成带编号的选项列表，并接收用户输入。

语法结构与交互逻辑

select 变量 in 选项列表
do命令
done

实战案例：交互式软件安装菜单

#!/bin/bash
# 交互式软件安装菜单
PS3="请选择要安装的软件(1-4): "  # 自定义提示符echo "===== 软件安装系统 ====="
select software in "Nginx" "Apache" "MySQL" "退出"
docase $software in"Nginx")echo "正在安装Nginx..."yum install -y nginx;;"Apache")echo "正在安装Apache..."yum install -y httpd;;"MySQL")echo "正在安装MySQL..."yum install -y mysql-server;;"退出")echo "退出安装系统"exit 0;;*)echo "无效选择，请重新输入";;esac
done

高级技巧：嵌套与组合使用

在实际应用中，流程控制语句通常需要嵌套或组合使用，以处理复杂业务逻辑。

if与循环的嵌套：文件批量处理

#!/bin/bash
# 批量处理日志文件
log_dir="/var/log/app"if [ -d "$log_dir" ]; thenecho "开始处理日志文件..."for log_file in $(find "$log_dir" -name "*.log" -type f); doif [ -f "$log_file" ]; thenecho "处理文件: $log_file"# 压缩7天前的日志if [ $(date +%s) -gt $(date -d "7 days ago" +%s) + $(stat -c %Y "$log_file") ]; thengzip "$log_file"echo "压缩文件: $log_file.gz"fifidone
elseecho "日志目录不存在: $log_dir"
fi

case与循环的组合：多服务器操作

#!/bin/bash
# 多服务器操作脚本
servers=("server1" "server2" "server3")echo "===== 服务器管理系统 ====="
echo "1. 检查服务器状态"
echo "2. 重启服务"
echo "3. 查看日志"
echo "4. 退出"
echo "======================"read -p "请选择操作(1-4): " actioncase $action in1)echo "检查服务器状态..."for server in ${servers[@]}; dossh $server "systemctl status httpd"done;;2)echo "重启服务..."for server in ${servers[@]}; dossh $server "systemctl restart httpd"echo "$server 服务已重启"done;;3)echo "查看日志..."for server in ${servers[@]}; dossh $server "tail -f /var/log/httpd/error_log"done;;4)echo "退出系统"exit 0;;*)echo "无效选择，请重新输入";;
esac