Shell 脚本基础完全指南：语法、调试、运行与实战详解
Shell 脚本基础完全指南：语法、调试、运行与实战详解
一、脚本基础
1、Shell编程介绍与特性
Shell是命令解释程序，也是命令语言解释器。用户输入的命令行需符合Shell语法语义规范，才能被Shell理解执行；其使用的命令语言称为Shell语言。
Shell语言兼具交互式与可编程性：将多个Shell命令写入文件即构成Shell程序（脚本），可通过变量、参数、控制结构组织命令流程，实现复杂工作的自动化。
在Linux系统中，Shell程序广泛用于系统初启、配置、管理与维护，熟练掌握Shell能深入理解系统运行机制，提升系统管理效率。
Shell语言的核心特点
-
解释性语言：无需编译，由Shell进程直接解释执行，即编即用，便捷性高，但运行速度低于编译型语言。
-
基于字符串的语言：仅处理字符串，不支持复杂数据结构与运算，输出均为字符方式。
-
命令级语言：程序由命令（非语句）构成，几乎所有Shell命令与可执行程序均可用于编写脚本；命令丰富且组合能力强，脚本简洁高效。
注意：不同版本的Shell程序（如Bash、Sh）不完全兼容，差异可能细微或显著。
定义补充
Shell程序也称Shell脚本，是由Shell命令构成的文本文件：
- 简单脚本：仅命令序列；
- 高级脚本：包含复杂命令组合、变量、参数、条件命令、控制结构等。
2、变量
（1）什么是变量？
变量是程序中保存用户数据的一块内存空间，变量名是该内存空间的地址。程序执行时，内存空间的内容（变量值）可变化，但变量名固定。
变量是几乎所有编程语言的基础，Shell中变量的核心作用是存储临时数据，供脚本后续调用。
（2）变量的命名规则
- 组成：仅允许字母、数字、下划线（
_）； - 开头：必须以字母或下划线开头（不能以数字开头）；
- 长度：Shell无明确限制，但为提高可读性，建议使用短字符串；
- 规范：优先选择有明确意义的英文单词（如
age表示年龄、salary表示薪资），避免拼音或无意义字符（如a1、abc）。
（3）变量的类型
Shell中变量类型无需显式声明，根据赋值内容自动识别，主要包括以下4类：
| 类型 | 定义与说明 | 示例代码 |
|---|---|---|
| 整形（int） | 存储整数，直接赋值，无需特殊符号 | age=10 |
| 浮点型（float） | 存储小数，直接赋值 | salary=3.1 |
| 字符型 | 存储字符串，可加单引号、双引号或不加引号；字符串含空格时必须加引号 | - 无空格：msg=cy 或 msg="cy" 或 msg='cy'- 有空格： msg="hello cy"（必须加引号） |
| 布尔型 | 仅两个值：True（真）或 False（假），用于条件判断 | is_ok=True、has_error=False |
关键：单引号与双引号的区别
- 双引号（" "）：弱引用：引号内的特殊字符（如
$、\）仍保留原有意义； - 单引号（’ '）：强引用：引号内所有特殊字符均取消意义，按原始字符串解析。
示例（实际执行效果）：
[root@server ~]# name="cy" # 定义变量name
[root@server ~]# echo "${name} is good" # 双引号保留$的变量引用意义
cy is good
[root@server ~]# echo '${name} is good' # 单引号取消$的意义
${name} is good
3、脚本执行方式
Shell脚本执行有5种方式，核心差异在于是否需要脚本文件具备执行权限：
| 执行方式 | 语法格式 | 核心说明 |
|---|---|---|
| 绝对路径执行 | /path/to/脚本名（如/root/a.sh） | 需脚本具备执行权限（chmod +x 脚本名），通过完整路径调用。 |
| 相对路径执行 | ./脚本名（如./a.sh） | 需脚本具备执行权限，仅在脚本所在目录下使用（.表示当前目录）。 |
| sh/bash命令执行 | sh 脚本名 或 bash 脚本名（如sh a.sh） | 无需执行权限，通过Sh/Bash解释器直接解析脚本。 |
| .（空格）执行 | . 脚本名（如. a.sh） | 无需执行权限，注意“.”后必须加空格；本质是在当前Shell环境执行脚本。 |
| source命令执行 | source 脚本名（如source a.sh） | 无需执行权限，核心用途是“生效配置文件”（如source /etc/profile），与“.”执行效果一致。 |
4、Shebang机制
#!（称为Shebang）用于告诉系统脚本使用的解释器，必须写在脚本文件的第一行。常见解析器路径如下：
#!/bin/bash：指定Bash解释器（最常用）；#!/usr/bin/python：指定Python解释器；#!/usr/bin/perl：指定Perl解释器。
二、脚本的组成结构
1、脚本的组成
Shell脚本由“开头声明、注释、命令行”三部分构成，具体规则如下：
| 组成部分 | 说明 |
|---|---|
| 开头 | 必须通过Shebang指定解释器（如#!/bin/bash），告知系统解析方式。 |
| 注释 | 以#开头的行（#!除外），用于说明脚本功能、逻辑，不参与执行；建议多写注释提升可读性。 |
| 命令行规则 | 1. 一行为一条命令； 2. 一行多条命令需用 ;分隔；3. 长命令可通过 \换行（续行符）。 |
示例：最简单的Shell脚本（Hello World）
#!/bin/bash
# 功能：输出Hello World（这是注释）
echo "Hello World!" # 单行命令，输出字符串
2、程序返回值
Shell程序执行后，会产生两类返回值，用于判断执行结果：
- 程序执行的结果：即脚本输出的内容（如
echo打印的字符串、命令执行的输出）； - 程序状态返回代码：范围
0-255，用于标识执行成功/失败：0：脚本/命令正确执行；1-255：脚本/命令错误执行（不同错误码对应不同错误类型，如权限不足、文件不存在等）。
关键：获取状态返回代码
通过特殊变量$?可获取“上一行命令/脚本的状态返回代码”，示例：
# 执行成功的命令
echo "test"
echo $? # 输出0（表示上一条echo命令执行成功）# 执行失败的命令（访问不存在的文件）
cat /tmp/nonexistent.txt
echo $? # 输出1（表示上一条cat命令执行失败）
三、Shell脚本调试
1、脚本执行的过程解析
当Shell脚本运行时，执行流程如下：
-
查找系统环境变量
ENV，该变量指定了需加载的环境文件，加载顺序通常为：
/etc/profile→ 当前用户家目录.bash_profile→ 当前用户家目录.bashrc→/etc/bashrc；注意：如果环境中有变量名相同起冲突时，优先级低的值会覆盖优先级高的值
-
加载完环境变量后，Shell开始执行脚本内容：
- 从上至下、从左至右依次执行每一行命令/语句；
- 若遇到子脚本（脚本嵌套），先执行子脚本，完成后返回父脚本，继续执行后续内容。
2、脚本执行的原理
Shell本身不直接执行命令，而是通过派生子进程让子进程执行命令，核心原因是“降低风险”：
- 子进程执行命令时，即使出现错误（如崩溃），也不会影响父Shell进程；
- 若Shell直接执行命令，一旦命令出错导致Shell崩溃，将无法再解释其他命令（Shell是用户与系统交互的核心）。
- 本质：Shell仅负责“发起命令请求”，子进程负责“执行命令并返回结果”，Shell等待子进程完成后继续后续逻辑。
3、写脚本注意事项
为提升脚本稳定性、可读性、可维护性，需遵循以下8条规则：
-
开头必须加Shebang（如
#!/bin/bash），指定解释器； -
语法缩进使用4个空格（避免用Tab），逻辑块（如条件、循环）需缩进；多写注释说明功能、参数、逻辑；
-
命名规范：
- 变量名：全局变量大写（如
AGE），局部变量小写（如local age）； - 函数名：小写（如
calculate_sum）； - 所有名称需体现实际作用（如
salary表示薪资，避免a1、b2等无意义名称）；
- 变量名：全局变量大写（如
-
变量作用域：默认变量为全局变量（整个脚本可访问）；在函数中需用
local关键字声明局部变量，避免污染全局作用域； -
调试辅助命令：
set -e：脚本中遇到“返回码非0的命令”时，立即退出脚本（避免错误扩散）；set -x：执行脚本时，打印每一条命令的执行过程（便于定位错误）；
-
脚本上线前必须先测试：在测试环境验证功能、兼容性、错误处理，确认无误后再部署到生产环境；
-
脚本中的命令必须使用绝对路径（如
/bin/echo而非echo、/usr/bin/cat而非cat），避免因环境变量PATH配置问题导致命令无法找到； -
引用命令执行结果时，需用反引号（
`命令`）或$(命令)（推荐，兼容性更好），示例：current_date=`date +%Y%m%d` #或 current_date=$(date +%Y%m%d) #两种方式均获取当前日期·current_date=
date +%Y%m%d`` 或current_date=$(date +%Y%m%d)`（两种方式均获取当前日期）。
4、脚本调试方法
Shell提供专门的调试命令，用于检查脚本语法错误、跟踪执行过程：
| 调试命令 | 功能说明 |
|---|---|
bash -n 脚本名 | 检查脚本是否存在语法错误（如括号不匹配、命令拼写错误），不执行脚本；若无输出，说明语法无错。 |
bash -x 脚本名 | 执行脚本并打印每一步的执行过程（包括变量展开、命令执行细节），用于定位逻辑错误（如变量赋值错误、条件判断错误）。 |
示例：调试脚本
# 假设有脚本test.sh，先检查语法
bash -n test.sh # 无输出，说明语法正确# 跟踪执行过程
bash -x test.sh # 输出每一步命令及变量值，如+ echo "Hello"、+ age=10等
5、调试案例（实战练习）
需求：完成以下操作，熟悉脚本编写与调试：
- 创建目录
/tmp/hrz； - 切换到
/tmp/hrz目录； - 在该目录下创建目录
a1b、b2c、6cy； - 在该目录下创建空文件
xy、x123y、123； - 列出当前目录下“以
a或6开头”的文件/目录，将结果导入/tmp/file1； - 列出当前目录下“以字母开头、后接1个任意数字、再后接任意长度字符”的文件/目录，将结果导入
/tmp/file2。
实现脚本（含调试辅助）
#!/bin/bash
set -x # 打印执行过程（调试用）
set -e # 出错立即退出（避免错误扩散）# 步骤1-2：创建目录并切换
mkdir -p /tmp/hrz # -p：确保目录存在，不存在则创建
cd /tmp/hrz# 步骤3：创建3个目录
mkdir -p a1b b2c 6cy# 步骤4：创建3个空文件（touch用于创建空文件）
touch xy x123y 123# 步骤5：筛选a/6开头的文件/目录，导入file1
# ls：列出内容；grep ^[a6]：匹配以a或6开头的行
ls | grep ^[a6] > /tmp/file1# 步骤6：筛选“字母+数字+任意字符”的文件/目录，导入file2
# ^[[:alpha:]]：以任意字母开头；[[:digit:]]：1个任意数字；.*：任意长度字符
ls | grep ^[[:alpha:]][[:digit:]].* > /tmp/file2echo "操作完成，结果已保存到/tmp/file1和/tmp/file2"
关键正则说明
[[:alpha:]]：匹配任意大小写字母（等价于[a-zA-Z]）；[[:digit:]]：匹配任意整数（等价于[0-9]）；^：行首匹配；.*：匹配任意长度的任意字符（包括空字符）。
四、运算符
原生Bash不支持简单的数学运算，需通过expr、let、$[]、$(( ))等工具/语法实现。
1、算术运算符
用于整数运算（Bash原生不支持浮点运算，需借助bc等工具），假设a和b为变量，常见运算符及语法如下：
| 运算类型 | 语法格式 | 说明 |
|---|---|---|
| 加法 | expr $a + $b | 注意：+前后必须加空格；expr是外部命令，需用反引号或$()获取结果。 |
| 减法 | expr $a - $b | 同理，-前后必须加空格。 |
| 乘法 | expr $a \* $b | 需用\转义*（否则*会被解析为通配符）。 |
| 除法 | expr $b / $a | 仅支持整数除法（舍去小数部分，如expr 5 / 2结果为2）。 |
| 取余 | expr $b % $a | 求余数（如expr 5 % 2结果为1）。 |
| 赋值 | a=$b | 将b的值赋给a（无需空格）。 |
| 相等 | [ $a == $b ] | 判断a与b是否相等（==前后需加空格，[ ]是条件判断符号）。 |
| 不相等 | [ $a != $b ] | 判断a与b是否不相等（同理，!=前后需加空格）。 |
算术运算的4种实现方式
以“计算A=3和B=6的和”为例，4种常用方式：
A=3
B=6# 方式1：let（内置命令，无需空格，直接运算）
let C=$A+$B
echo "let方式：$C" # 输出9# 方式2：$[]（内置语法，直接运算，无需空格）
C=$[ $A+$B ]
echo "$[]方式：$C" # 输出9# 方式3：$(( ))（推荐，兼容性好，直接运算）
C=$(( $A+$B ))
echo "$(( ))方式：$C" # 输出9# 方式4：expr（外部命令，需空格和反引号）
C=`expr $A + $B` # 或 C=$(expr $A + $B)
echo "expr方式：$C" # 输出9
例题：计算两个整数的四则运算与取余
脚本功能：定义两个整数，计算并显示其和、差、积、商、余：
#!/bin/bash
# 功能：计算两个整数的四则运算与取余
a=40
b=20# 计算各结果
let jia=$a+$b # 和
let jian=$a-$b # 差
let cheng=$a*$b # 积
let chu=$a/$b # 商（整数）
let yu=$a%$b # 余# 输出结果
echo "a=$a"
echo "b=$b"
echo "a+b=$jia"
echo "a-b=$jian"
echo "a*b=$cheng"
echo "a/b=$chu"
echo "a%b=$yu"
执行结果
[root@hrz2 tmp]# . ./bbb.sh
a=40
b=20
a+b=60
a-b=20
a*b=800
a/b=2
a%b=0
2、逻辑运算
用于判断多个条件的“与/或”关系，核心运算符为&&（逻辑与）和||（逻辑或），基于“上一条命令的状态返回码”判断是否执行下一条命令。
（1）逻辑与（&&）：AND关系
- 规则：前一条命令执行成功（返回码0）时，才执行后一条命令；若前一条失败（返回码非0），则后一条不执行。
- 场景：用于“依赖前序操作成功的后续操作”（如“安装成功后，才启动服务”）。
（2）逻辑或（||）：OR关系
- 规则：前一条命令执行失败（返回码非0）时，才执行后一条命令；若前一条成功（返回码0），则后一条不执行。
- 场景：用于“前序操作失败后的兜底处理”（如“安装失败时，输出错误信息”）。
示例：安装HTTP服务并部署简单网页
脚本功能：通过yum安装httpd服务，部署首页，启动服务并测试访问：
#!/bin/bash
set -e
# 功能：安装HTTP服务，部署简单网页并测试
yum -y install httpd &>/dev/null && echo "HTTP服务安装成功" || echo "HTTP服务安装失败"
# 说明：
# 1. yum -y install httpd：自动安装httpd（-y跳过确认）；
# 2. &>/dev/null：将标准输出（stdout）和标准错误（stderr）都重定向到/dev/null（不显示安装过程）；
# 3. &&：安装成功则输出“成功”；||：安装失败则输出“失败”。# 部署简单网页（写入首页内容）
echo "welcome luoqi" > /var/www/html/index.html# 启动服务并设置开机自启
systemctl restart httpd # 重启httpd服务
systemctl enable httpd # 设置开机自启# 测试访问（假设服务器IP为192.168.100.20）
curl http://192.168.100.20
执行说明
- 若
yum安装成功（返回码0），则打印“HTTP服务安装成功”，继续执行后续的写网页、启动服务、curl测试； - 若
yum安装失败（如网络问题、源不可用），则打印“HTTP服务安装失败”