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Shell 脚本编程全解析：从入门到企业级实战

news 2025/10/11 12:22:52

Shell 脚本编程全解析：从入门到企业级实战

一、Shell 脚本基础认知

1.1 什么是 Shell

Shell 是一种命令行解释器，它为用户提供了与操作系统内核交互的接口。简单来说，Shell 就是用户与 Linux 系统之间的 “翻译官”，将用户的命令转换为内核能够理解的指令。

而 Shell 脚本（Shell Script）则是将一系列 Shell 命令按顺序保存到文本文件中，赋予执行权限后可以批量执行的脚本文件。它类似于 Windows 系统的批处理文件（.bat），但功能更加强大、语法更加灵活。

1.2 Shell 的种类

Linux 系统中常见的 Shell 有多种类型：

Bash（Bourne Again SHell）：最常用的 Shell，是 Bourne Shell 的增强版，兼容 Bourne Shell 并增加了许多新特性
Sh（Bourne Shell）：最早的 Unix Shell，功能相对简单
Csh（C Shell）：语法类似 C 语言，有自己的特点
Ksh（Korn Shell）：结合了 Csh 和 Sh 的优点
Zsh：功能更强大的 Shell，兼容 Bash 并增加了更多特性

在主流 Linux 发行版（如 CentOS、Ubuntu）中，默认的 Shell 都是 Bash，因此本文主要围绕 Bash 脚本展开。

可以通过以下命令查看系统默认 Shell：

echo $SHELL

查看系统安装的所有 Shell：

cat /etc/shells

二、为什么要学习 Shell 脚本编程

2.1 自动化运维的核心工具

在 Linux 服务器管理中，许多重复性工作可以通过 Shell 脚本自动化完成：

系统监控与报警
日志分析与统计
批量部署与配置
定时任务执行
数据备份与恢复

2.2 处理文本文件的优势

Linux 系统中绝大多数配置文件、日志文件都是纯文本格式，Shell 脚本结合文本处理工具（grep、sed、awk 等）可以高效处理这些文件：

快速提取关键信息
批量修改配置参数
分析日志并生成报告
处理格式化数据

2.3 职业发展的必备技能

对于运维工程师、开发工程师、测试工程师而言，Shell 脚本编程是一项重要技能：

提升工作效率，减少重复劳动
实现复杂的系统管理任务
更好地理解 Linux 系统原理
为学习更复杂的编程语言打下基础

三、Shell 脚本入门准备

3.1 环境准备

学习 Shell 脚本编程不需要特殊的开发环境，只需要：

一台 Linux 系统的计算机或服务器
一个文本编辑器（推荐 vim 或 nano）
基本的 Linux 命令操作能力

3.2 vim 编辑器配置

vim 是编写 Shell 脚本的理想工具，以下是一些实用配置：

# 创建或编辑 vim 配置文件
vim ~/.vimrc# 添加以下配置
set number          # 显示行号
set syntax on       # 语法高亮
set autoindent      # 自动缩进
set smartindent     # 智能缩进
set tabstop=4       # Tab 键宽度
set shiftwidth=4    # 自动缩进宽度
set showmatch       # 括号匹配显示

配置生效后，使用 vim 编辑脚本会更加高效。

四、第一个 Shell 脚本

4.1 脚本创建与执行

创建一个简单的 Shell 脚本:

# 创建脚本文件
vim hello.sh# 输入以下内容
#!/bin/bash
# 这是一个简单的 Shell 脚本
echo "Hello, World!"
echo "当前时间: $(date)"
echo "当前用户: $USER"
echo "当前目录: $(pwd)"

脚本执行方法：

使用 bash 命令执行（不需要执行权限）：bash hello.sh
赋予执行权限后直接执行：

# 添加执行权限
chmod +x hello.sh# 执行脚本
./hello.sh

使用绝对路径执行：

# 假设脚本在 /home/user 目录下
/home/user/hello.sh

使用 source 命令执行（在当前 Shell 环境中执行）：

source hello.sh
# 或
. hello.sh

4.2 脚本结构解析

一个规范的 Shell 脚本通常包含以下几个部分：

解释器声明：第一行的 #!/bin/bash 指定脚本使用 bash 解释器
注释信息：以 # 开头的行，用于说明脚本功能、作者、版本等
脚本主体：具体的命令和控制结构

#!/bin/bash
# 脚本名称: system_info.sh
# 作    者: Your Name
# 日    期: 2023-07-01
# 版    本: 1.0
# 功    能: 显示系统基本信息echo "=== 系统信息 ==="
uname -aecho -e "\n=== CPU 信息 ==="
lscpu | grep 'Model name\|CPU(s)'echo -e "\n=== 内存信息 ==="
free -hecho -e "\n=== 磁盘信息 ==="
df -h

五、Shell 变量与数据类型

5.1 变量定义与使用

Shell 变量不需要声明类型，直接定义即可：

#!/bin/bash# 定义变量（等号前后不能有空格）
name="John"
age=30
height=1.75# 使用变量（在变量名前加 $）
echo "姓名: $name"
echo "年龄: $age"
echo "身高: $height"# 变量重新赋值
age=31
echo "修改后的年龄: $age"# 变量拼接
greeting="Hello, "$name"!"
echo $greeting

5.2 系统环境变量

系统预设了一些环境变量，可以直接使用：

#!/bin/bashecho "当前用户: $USER"
echo "用户家目录: $HOME"
echo "当前工作目录: $PWD"
echo "命令搜索路径: $PATH"
echo "主机名: $HOSTNAME"
echo "Shell 类型: $SHELL"
echo "终端类型: $TERM"
echo "进程 ID: $$"  # 当前脚本的进程 ID
echo "退出状态: $?"  # 上一条命令的退出状态，0 表示成功

5.3 位置参数变量

用于获取脚本执行时传入的参数：

#!/bin/bashecho "脚本名称: $0"
echo "第一个参数: $1"
echo "第二个参数: $2"
echo "第三个参数: $3"
echo "所有参数: $*"  # 所有参数作为一个整体
echo "所有参数: $@"  # 所有参数作为独立个体
echo "参数个数: $#"  # 参数的数量

执行示例：

./params.sh first second third

5.4 变量操作

#!/bin/bash# 字符串长度
str="Hello World"
echo "字符串长度: ${#str}"# 字符串截取
echo "从位置 1 开始截取: ${str:1}"
echo "从位置 1 开始截取 5 个字符: ${str:1:5}"# 字符串替换
echo "替换第一个匹配: ${str/Hello/Hi}"
echo "替换所有匹配: ${str//o/O}"# 变量默认值
echo "变量存在: ${name:-默认值}"  # 如果 name 未定义，使用默认值
name="John"
echo "变量存在: ${name:-默认值}"  # 如果 name 已定义，使用变量值

六、Shell 运算符与表达式

6.1 算术运算符

#!/bin/basha=10
b=3# 算术运算方式 1: 使用 $((...))
echo "a + b = $((a + b))"
echo "a - b = $((a - b))"
echo "a * b = $((a * b))"
echo "a / b = $((a / b))"
echo "a % b = $((a % b))"
echo "a^2 = $((a **2))"# 算术运算方式 2: 使用 $[...])
echo "a + b = $[a + b]"# 算术运算方式 3: 使用 expr 命令
echo "a + b = $(expr $a + $b)"
echo "a * b = $(expr $a \* $b)"  # 注意乘法需要转义

6.2 赋值运算符

#!/bin/basha=10# 基本赋值
b=$a
echo "b = $b"# 复合赋值
b=5
b+=3  # 等价于 b=$((b + 3))
echo "b += 3 后: $b"b=5
b*=2  # 等价于 b=$((b * 2))
echo "b *= 2 后: $b"

6.3 比较运算符

6.3.1 数值比较

#!/bin/basha=10
b=20# 使用 [ ] 进行比较，注意空格
if [ $a -eq $b ]; thenecho "$a 等于 $b"
elseecho "$a 不等于 $b"
fiif [ $a -gt $b ]; thenecho "$a 大于 $b"
elseecho "$a 不大于 $b"
fi# 常用数值比较运算符
# -eq: 等于
# -ne: 不等于
# -gt: 大于
# -lt: 小于
# -ge: 大于等于
# -le: 小于等于

6.3.2 字符串比较

#!/bin/bashstr1="hello"
str2="world"
str3="hello"if [ "$str1" = "$str2" ]; thenecho "$str1 等于 $str2"
elseecho "$str1 不等于 $str2"
fiif [ "$str1" = "$str3" ]; thenecho "$str1 等于 $str3"
elseecho "$str1 不等于 $str3"
fi# 字符串长度比较
if [ -z "$str1" ]; thenecho "$str1 是空字符串"
elseecho "$str1 不是空字符串，长度为 ${#str1}"
fi# 常用字符串比较运算符
# =: 等于
# !=: 不等于
# -z: 字符串长度为 0
# -n: 字符串长度不为 0

6.4 逻辑运算符

#!/bin/basha=10
b=20
c=30# 逻辑与 -a 或 &&
if [ $a -lt $b -a $b -lt $c ]; thenecho "$a < $b < $c 成立"
fiif [ $a -lt $b ] && [ $b -lt $c ]; thenecho "$a < $b < $c 成立"
fi# 逻辑或 -o 或 ||
if [ $a -gt $b -o $b -lt $c ]; thenecho "条件成立"
fiif [ $a -gt $b ] || [ $b -lt $c ]; thenecho "条件成立"
fi# 逻辑非 !
if [ ! $a -gt $b ]; thenecho "$a 不大于 $b"
fi

6.5 文件测试运算符

#!/bin/bashfile="test.txt"
dir="/tmp"# 检查文件是否存在
if [ -e "$file" ]; thenecho "$file 存在"
elseecho "$file 不存在"touch "$file"echo "已创建 $file"
fi# 检查是否为普通文件
if [ -f "$file" ]; thenecho "$file 是普通文件"
fi# 检查是否为目录
if [ -d "$dir" ]; thenecho "$dir 是目录"
fi# 检查文件是否可执行
if [ -x "$file" ]; thenecho "$file 可执行"
elseecho "$file 不可执行"chmod +x "$file"echo "已设置 $file 可执行权限"
fi# 常用文件测试运算符
# -e: 文件或目录存在
# -f: 是普通文件
# -d: 是目录
# -r: 可读
# -w: 可写
# -x: 可执行
# -s: 文件大小不为 0
# -L: 是符号链接

七、流程控制语句

7.1 if 条件语句

7.1.1 基本语法

#!/bin/bash# 单分支 if 语句
age=18
if [ $age -ge 18 ]; thenecho "已成年"
fi# 双分支 if 语句
score=75
if [ $score -ge 60 ]; thenecho "成绩合格"
elseecho "成绩不合格"
fi# 多分支 if 语句
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

7.1.2 实际应用示例

#!/bin/bash
# 检查服务是否运行service_name="sshd"# 检查服务状态
if systemctl is-active --quiet $service_name; thenecho "$service_name 服务正在运行"# 检查服务是否设置为开机启动if systemctl is-enabled --quiet $service_name; thenecho "$service_name 服务已设置为开机启动"elseecho "$service_name 服务未设置为开机启动"read -p "是否设置 $service_name 为开机启动? (y/n) " choiceif [ "$choice" = "y" ] || [ "$choice" = "Y" ]; thensystemctl enable $service_nameecho "$service_name 已设置为开机启动"fifi
elseecho "$service_name 服务未运行"read -p "是否启动 $service_name 服务? (y/n) " choiceif [ "$choice" = "y" ] || [ "$choice" = "Y" ]; thensystemctl start $service_nameif [ $? -eq 0 ]; thenecho "$service_name 服务启动成功"elseecho "$service_name 服务启动失败"fifi
fi

7.2 case 语句

当需要匹配多个条件时，case 语句比 if 语句更简洁：

#!/bin/bash
# 服务管理脚本if [ $# -ne 1 ]; thenecho "用法: $0 [start|stop|restart|status]"exit 1
fiservice_name="httpd"case "$1" instart)systemctl start $service_nameecho "$service_name 服务已启动";;stop)systemctl stop $service_nameecho "$service_name 服务已停止";;restart)systemctl restart $service_nameecho "$service_name 服务已重启";;status)systemctl status $service_name;;*)echo "无效参数: $1"echo "用法: $0 [start|stop|restart|status]"exit 1;;
esac

7.3 for 循环

7.3.1 基本语法

#!/bin/bash# 遍历列表
fruits="apple banana cherry date"
for fruit in $fruits; doecho "水果: $fruit"
done# 遍历数字范围
echo -e "\n计数从 1 到 5:"
for i in {1..5}; doecho $i
done# 遍历带步长的数字范围
echo -e "\n偶数从 2 到 10:"
for i in {2..10..2}; doecho $i
done# C 风格的 for 循环
echo -e "\nC 风格循环:"
for ((i=1; i<=5; i++)); doecho $i
done

7.3.2 实际应用示例

#!/bin/bash
# 批量检查主机连通性# 主机列表
hosts="192.168.1.1 192.168.1.10 192.168.1.20 www.baidu.com www.google.com"# 检查每个主机
for host in $hosts; doecho -n "检查 $host: "# 发送 2 个 ICMP 包，超时时间 2 秒ping -c 2 -W 2 $host &>/dev/nullif [ $? -eq 0 ]; thenecho "连通"elseecho "不通"fi
done

7.4 while 循环

while 循环在条件为真时重复执行命令：

#!/bin/bash# 基本 while 循环
count=1
echo "计数到 5:"
while [ $count -le 5 ]; doecho $countcount=$((count + 1))# 或者使用 let 命令: let count++
done# 读取文件内容
echo -e "\n读取文件内容:"
file="test.txt"
# 创建测试文件
echo "第一行" > $file
echo "第二行" >> $file
echo "第三行" >> $file# 使用 while 循环读取文件
while read line; doecho "行内容: $line"
done < $file# 删除测试文件
rm -f $file# 无限循环（按 Ctrl+C 退出）
echo -e "\n无限循环，按 Ctrl+C 退出"
count=1
while true; doecho "循环次数: $count"count=$((count + 1))sleep 1# 循环 5 次后退出if [ $count -gt 5 ]; thenbreakfi
done

7.5 until 循环

until 循环与 while 循环相反，在条件为假时重复执行命令：

#!/bin/bash# 基本 until 循环
count=1
echo "计数到 5:"
until [ $count -gt 5 ]; doecho $countlet count++
done# 实际应用：等待服务启动
echo -e "\n等待 httpd 服务启动..."
until systemctl is-active --quiet httpd; doecho "httpd 服务尚未启动，等待 3 秒..."sleep 3
done
echo "httpd 服务已启动"

7.6 循环控制语句

break 和 continue 用于控制循环流程：

#!/bin/bash# break 示例：找到第一个偶数就退出
echo "寻找 1-10 中的第一个偶数:"
for num in {1..10}; doif [ $((num % 2)) -eq 0 ]; thenecho "找到偶数: $num"break  # 退出循环fiecho "检查: $num"
done# continue 示例：只显示奇数
echo -e "\n显示 1-10 中的奇数:"
for num in {1..10}; doif [ $((num % 2)) -eq 0 ]; thencontinue  # 跳过本次循环的剩余部分fiecho $num
done# break N 和 continue N：控制多层循环
echo -e "\n多层循环控制:"
for i in {1..3}; doecho "外层循环: $i"for j in {1..3}; doif [ $j -eq 2 ]; thenbreak 2  # 退出两层循环# continue 2  # 跳过外层循环的当前迭代fiecho "  内层循环: $j"done
done

八、函数与模块化

8.1 函数定义与调用

#!/bin/bash# 基本函数定义
hello() {echo "Hello, World!"
}# 调用函数
echo "调用 hello 函数:"
hello# 带参数的函数
greet() {echo "Hello, $1!"echo "函数参数个数: $#"echo "所有参数: $*"
}echo -e "\n调用 greet 函数:"
greet "John" "Doe"# 带返回值的函数
add() {local sum=$(( $1 + $2 ))  # local 声明局部变量echo $sum  # 通过 echo 返回值
}echo -e "\n调用 add 函数:"
result=$(add 10 20)
echo "10 + 20 = $result"

8.2 函数库与模块化

将常用函数放在单独的文件中，需要时引入使用：

创建函数库文件 myfuncs.sh：

#!/bin/bash# 显示错误信息
error() {echo "ERROR: $1" >&2
}# 显示信息并退出
die() {error "$1"exit 1
}# 检查命令是否存在
command_exists() {command -v "$1" >/dev/null 2>&1
}# 计算文件大小总和
dir_size() {if [ $# -ne 1 ] || [ ! -d "$1" ]; thenerror "请提供一个目录作为参数"return 1fidu -sh "$1" | awk '{print $1}'
}

在脚本中引入函数库:

#!/bin/bash# 引入函数库
source ./myfuncs.sh || die "无法加载函数库"# 使用函数库中的函数
echo "检查 curl 命令是否存在:"
if command_exists curl; thenecho "curl 已安装"
elseerror "curl 未安装"
fiecho -e "\n计算当前目录大小:"
dir_size .echo -e "\n测试错误处理:"
error "这是一个错误信息"
# die "这是一个致命错误，程序将退出"

九、文本处理三剑客

9.1 grep：文本搜索工具

#!/bin/bash# 创建测试文件
test_file="grep_test.txt"
cat > $test_file << EOF
apple
Banana
cherry
date
elderberry
fig
Grape
kiwi
lemon
mango
EOFecho "查找包含 'e' 的行:"
grep "e" $test_fileecho -e "\n忽略大小写查找包含 'a' 的行:"
grep -i "a" $test_fileecho -e "\n查找不包含 'e' 的行:"
grep -v "e" $test_fileecho -e "\n显示行号:"
grep -n "e" $test_fileecho -e "\n使用正则表达式查找以 'b' 或 'B' 开头的行:"
grep -i "^b" $test_file# 清理测试文件
rm -f $test_file

9.2 sed：流编辑器

#!/bin/bash# 创建测试文件
test_file="sed_test.txt"
cat > $test_file << EOF
apple
Banana
cherry
date
elderberry
fig
Grape
kiwi
lemon
mango
EOFecho "原始文件内容:"
cat $test_fileecho -e "\n将 'e' 替换为 'E':"
sed 's/e/E/' $test_fileecho -e "\n全局替换 'e' 为 'E':"
sed 's/e/E/g' $test_fileecho -e "\n删除包含 'a' 的行:"
sed '/a/d' $test_fileecho -e "\n在行首添加序号:"
sed '=' $test_file | sed 'N;s/\n/. /'echo -e "\n在文件中插入一行:"
sed '3i inserted line' $test_file# 原地修改文件（备份原始文件）
sed -i.bak 's/^/fruit: /' $test_file
echo -e "\n原地修改后的文件:"
cat $test_file# 清理测试文件
rm -f $test_file $test_file.bak

9.3 awk：文本处理语言

#!/bin/bash# 创建测试文件
test_file="awk_test.txt"
cat > $test_file << EOF
Name    Age     City
Alice   25      New York
Bob     30      London
Charlie 35      Paris
David   40      Tokyo
EOFecho "原始文件内容:"
cat $test_fileecho -e "\n打印第一列和第三列:"
awk '{print $1, $3}' $test_fileecho -e "\n跳过表头，打印年龄大于 30 的行:"
awk 'NR > 1 && $2 > 30 {print $1, "is", $2, "years old"}' $test_fileecho -e "\n计算平均年龄:"
awk 'NR > 1 {sum += $2; count++} END {print "平均年龄:", sum/count}' $test_fileecho -e "\n格式化输出:"
awk 'NR == 1 {printf "%-10s %-5s %-10s\n", $1, $2, $3} NR > 1 {printf "%-10s %-5d %-10s\n", $1, $2, $3}' $test_file# 清理测试文件
rm -f $test_file

十、企业级实战案例

10.1 系统监控脚本

#!/bin/bash
# 系统监控脚本，定期检查系统资源使用情况# 配置
THRESHOLD_CPU=80    # CPU 使用率阈值(%)
THRESHOLD_MEM=80    # 内存使用率阈值(%)
THRESHOLD_DISK=80   # 磁盘使用率阈值(%)
LOG_FILE="/var/log/system_monitor.log"
CHECK_INTERVAL=60   # 检查间隔(秒)# 日志记录函数
log() {local timestamp=$(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")echo "[$timestamp] $1" >> $LOG_FILE
}# 检查 CPU 使用率
check_cpu() {local cpu_usage=$(top -b -n 1 | grep "%Cpu(s)" | awk '{print $2 + $4}')local cpu_usage_int=$(printf "%.0f" $cpu_usage)if [ $cpu_usage_int -ge $THRESHOLD_CPU ]; thenlocal message="CPU 使用率过高: $cpu_usage_int%"echo $messagelog $message# 可以在这里添加报警逻辑，如发送邮件elseecho "CPU 使用率正常: $cpu_usage_int%"fi
}# 检查内存使用率
check_memory() {local mem_usage=$(free | grep Mem | awk '{print $3/$2 * 100.0}')local mem_usage_int=$(printf "%.0f" $mem_usage)if [ $mem_usage_int -ge $THRESHOLD_MEM ]; thenlocal message="内存使用率过高: $mem_usage_int%"echo $messagelog $message# 可以在这里添加报警逻辑，如发送邮件elseecho "内存使用率正常: $mem_usage_int%"fi
}# 检查磁盘使用率
check_disk() {local disk_usage=$(df -h / | tail -1 | awk '{print $5}' | sed 's/%//')if [ $disk_usage -ge $THRESHOLD_DISK ]; thenlocal message="根目录磁盘使用率过高: $disk_usage%"echo $messagelog $message# 可以在这里添加报警逻辑，如发送邮件elseecho "根目录磁盘使用率正常: $disk_usage%"fi
}# 检查系统负载
check_load() {local load_avg=$(uptime | awk -F 'load average: ' '{print $2}' | cut -d',' -f1)local cpu_cores=$(grep -c ^processor /proc/cpuinfo)echo "系统负载平均值(1分钟): $load_avg (CPU核心数: $cpu_cores)"
}# 主函数
main() {echo "=== 系统监控报告 $(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S") ==="check_cpucheck_memorycheck_diskcheck_loadecho "==========================================="echo
}# 如果脚本带有参数 "once"，则只运行一次
if [ "$1" = "once" ]; thenmain
else# 否则循环运行while true; domainsleep $CHECK_INTERVALdone
fi

10.2 日志分析脚本

#!/bin/bash
# Nginx 访问日志分析脚本# 配置
LOG_FILE="/var/log/nginx/access.log"
TOP_N=10  # 显示前 N 条记录# 检查日志文件是否存在
if [ ! -f "$LOG_FILE" ]; thenecho "错误: 日志文件 $LOG_FILE 不存在"exit 1
fi# 显示菜单
show_menu() {echo "Nginx 日志分析工具"echo "1. 访问量最高的 IP 地址"echo "2. 访问量最高的 URL"echo "3. 访问量最高的 HTTP 状态码"echo "4. 访问量最高的用户代理(UA)"echo "5. 按小时统计访问量"echo "6. 退出"echo -n "请选择(1-6): "
}# 分析访问量最高的 IP
analyze_top_ips() {echo -e "\n访问量最高的 $TOP_N 个 IP 地址:"awk '{print $1}' $LOG_FILE | sort | uniq -c | sort -nr | head -n $TOP_N
}# 分析访问量最高的 URL
analyze_top_urls() {echo -e "\n访问量最高的 $TOP_N 个 URL:"awk '{print $7}' $LOG_FILE | sort | uniq -c | sort -nr | head -n $TOP_N
}# 分析访问量最高的状态码
analyze_top_status() {echo -e "\n访问量最高的 $TOP_N 个 HTTP 状态码:"awk '{print $9}' $LOG_FILE | sort | uniq -c | sort -nr | head -n $TOP_N
}# 分析访问量最高的用户代理
analyze_top_ua() {echo -e "\n访问量最高的 $TOP_N 个用户代理:"awk -F'"' '{print $6}' $LOG_FILE | sort | uniq -c | sort -nr | head -n $TOP_N
}# 按小时统计访问量
analyze_hourly() {echo -e "\n按小时统计访问量:"awk '{print substr($4, 14, 5)}' $LOG_FILE | sort | uniq -c | sort -n
}# 主循环
while true; doshow_menuread choicecase $choice in1)analyze_top_ips;;2)analyze_top_urls;;3)analyze_top_status;;4)analyze_top_ua;;5)analyze_hourly;;6)echo "退出程序"exit 0;;*)echo "无效选择，请重新输入";;esacecho -e "\n按 Enter 键继续..."readclear
done

10.3 自动备份脚本

#!/bin/bash
# 自动备份脚本，支持文件和数据库备份# 配置
BACKUP_DIR="/backup"               # 备份存储目录
SOURCE_DIRS="/etc /var/www"        # 需要备份的目录，用空格分隔
DB_NAME="mydatabase"               # 数据库名称
DB_USER="backupuser"               # 数据库用户名
DB_PASS="backuppassword"           # 数据库密码
RETENTION_DAYS=7                   # 备份保留天数
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)        # 当前日期时间
BACKUP_FILE="$BACKUP_DIR/full_backup_$DATE.tar.gz"  # 备份文件名# 确保备份目录存在
mkdir -p $BACKUP_DIR# 日志函数
log() {echo "[$(date +%Y-%m-%d %H:%M:%S)] $1"
}# 检查依赖命令
check_dependencies() {local dependencies=("tar" "mysqldump" "gzip")for dep in "${dependencies[@]}"; doif ! command -v $dep >/dev/null 2>&1; thenlog "错误: 未找到命令 $dep，请安装后再运行"exit 1fidone
}# 备份文件
backup_files() {log "开始备份文件..."local temp_dir=$(mktemp -d)# 复制要备份的目录for dir in $SOURCE_DIRS; doif [ -d "$dir" ]; thenmkdir -p $temp_dir$(dirname $dir)cp -a $dir $temp_dir$dirlog "已备份目录: $dir"elselog "警告: 目录 $dir 不存在，跳过备份"fidone# 备份数据库log "开始备份数据库 $DB_NAME..."mysqldump -u$DB_USER -p$DB_PASS $DB_NAME > $temp_dir/${DB_NAME}_backup.sqlif [ $? -eq 0 ]; thenlog "数据库备份成功"elselog "警告: 数据库备份失败"fi# 打包备份文件log "正在打包备份文件..."tar -zcf $BACKUP_FILE -C $temp_dir .# 清理临时目录rm -rf $temp_dirif [ -f $BACKUP_FILE ]; thenlog "备份文件已创建: $BACKUP_FILE"log "备份大小: $(du -h $BACKUP_FILE | awk '{print $1}')"return 0elselog "错误: 备份文件创建失败"return 1fi
}# 清理旧备份
cleanup_old_backups() {log "开始清理 $RETENTION_DAYS 天前的旧备份..."find $BACKUP_DIR -name "full_backup_*.tar.gz" -type f -mtime +$RETENTION_DAYS -deletelog "旧备份清理完成"
}# 主函数
main() {log "===== 开始执行自动备份 ====="check_dependenciesif backup_files; thencleanup_old_backupslog "===== 自动备份执行完成 ====="exit 0elselog "===== 自动备份执行失败 ====="exit 1fi
}# 执行主函数
main

十一、Shell 脚本调试与优化

11.1 脚本调试方法

#!/bin/bash# 调试方法 1: 使用 -x 选项执行脚本，显示执行的每一行命令
# bash -x script.sh# 调试方法 2: 在脚本中使用 set -x 和 set +x 控制调试范围
# set -x  # 开始调试
# 要调试的代码
# set +x  # 结束调试# 调试方法 3: 使用 -n 选项检查脚本语法错误
# bash -n script.sh# 示例脚本
name="John"
age=30echo "姓名: $name"
echo "年龄: $age"if [ $age -ge 18 ]; thenecho "已成年"
elseecho "未成年"
fi

11.2 脚本优化技巧

减少子进程创建：尽量使用 Shell 内置命令，减少外部命令调用

2.优化循环：避免在循环中执行耗时操作

使用管道替代临时文件
适当使用变量缓存结果：避免重复计算
合并命令 **：减少进程创建开销

#!/bin/bash# 优化前
start_time=$(date +%s)
for i in {1..1000}; do# 每次循环都创建新进程echo $i >> numbers.txt
done
end_time=$(date +%s)
echo "优化前耗时: $((end_time - start_time)) 秒"
rm numbers.txt# 优化后
start_time=$(date +%s)
# 只创建一个进程
{for i in {1..1000}; doecho $idone
} >> numbers.txt
end_time=$(date +%s)
echo "优化后耗时: $((end_time - start_time)) 秒"
rm numbers.txt