Bash 脚本 15 分钟进阶教程

Question

这里的技术技巧最初是来自谷歌的“Testing on the Toilet” (TOTT)。这里是一个修订和扩增版本。

脚本安全

我的所有 bash 脚本都以下面几句为开场白：

#!/bin/bash
set -o nounset
set -o errexit

这样做会避免两种常见的问题：

1. 引用未定义的变量（缺省值为“”)
2. 执行失败的命令被忽略

需要注意的是，有些 Linux 命令的某些参数可以强制忽略发生的错误，例如“mkdir -p” 和 “rm -f”。

还要注意的是，在“errexit”模式下，虽然能有效的捕捉错误，但并不能捕捉全部失败的命令，在某些情况下，一些失败的命令是无法检测到的。(更多细节请参考 这个帖子 。)

脚本函数

在 bash 里你可以定义函数，它们就跟其它命令一样，可以随意的使用；它们能让你的脚本更具可读性：

ExtractBashComments() {
    egrep "^#"
} 

cat myscript.sh | ExtractBashComments | wc 

comments=$(ExtractBashComments < myscript.sh)

还有一些例子：

SumLines() {  # iterating over stdin - similar to awk      
    local sum=0
    local line=””
    while read line ; do
        sum=$((${sum} + ${line}))
    done
    echo ${sum}
} 

SumLines < data_one_number_per_line.txt 

log() {  # classic logger
   local prefix="[$(date +%Y/%m/%d\ %H:%M:%S)]: "
   echo "${prefix} $@" >&2
} 

log "INFO" "a message"

尽可能的把你的 bash 代码移入到函数里，仅把全局变量、常量和对“main”调用的语句放在最外层。

变量注解

Bash 里可以对变量进行有限的注解。最重要的两个注解是：

1. local(函数内部变量)
2. readonly(只读变量)

# a useful idiom: DEFAULT_VAL can be overwritten
#       with an environment variable of the same name
readonly DEFAULT_VAL=${DEFAULT_VAL:-7} 

myfunc() {
   # initialize a local variable with the global default
   local some_var=${DEFAULT_VAL}
   ...
}

这样，你可以将一个以前不是只读变量的变量声明成只读变量：

x=5
x=6
readonly x
x=7   # failure

尽量对你 bash 脚本里的所有变量使用 local 或 readonly 进行注解。

用$() 代替反单引号(`)

反单引号很难看，在有些字体里跟正单引号很相似。$() 能够内嵌使用，而且避免了转义符的麻烦。

# both commands below print out: A-B-C-D
echo "A-`echo B-\`echo C-\\\`echo D\\\`\``"
echo "A-$(echo B-$(echo C-$(echo D)))"

用[[]](双层中括号) 替代[]

使用[[]]能避免像异常的文件扩展名之类的问题，而且能带来很多语法上的改进，而且还增加了很多新功能：

操作符	功能说明
||	逻辑 or(仅双中括号里使用)
&&	逻辑 and(仅双中括号里使用)
<	字符串比较（双中括号里不需要转移)
-lt	数字比较
=	字符串相等
==	以 Globbing 方式进行字符串比较（仅双中括号里使用，参考下文)
=~	用正则表达式进行字符串比较（仅双中括号里使用，参考下文)
-n	非空字符串
-z	空字符串
-eq	数字相等
-ne	数字不等

单中括号：

[ "${name}" \> "a" -o ${name} \< "m" ]

双中括号

[[ "${name}" > "a" && "${name}" < "m"  ]]

正则表达式/Globbing

使用双中括号带来的好处用下面几个例子最能表现：

t="abc123"
[[ "$t" == abc* ]]         # true (globbing 比较)
[[ "$t" == "abc*" ]]       # false (字面比较)
[[ "$t" =~ [abc]+[123]+ ]] # true (正则表达式比较)
[[ "$t" =~ "abc*" ]]       # false (字面比较)

注意，从 bash 3.2 版开始，正则表达式和 globbing 表达式都不能用引号包裹。如果你的表达式里有空格，你可以把它存储到一个变量里：

r="a b+"
[[ "a bbb" =~ $r ]]        # true

按 Globbing 方式的字符串比较也可以用到 case 语句中：

case $t in
abc*)  <action> ;;
esac

字符串操作

Bash 里有各种各样操作字符串的方式，很多都是不可取的。

基本用户

f="path1/path2/file.ext"  

len="${#f}" # = 20 (字符串长度) 

# 切片操作: ${<var>:<start>} or ${<var>:<start>:<length>}
slice1="${f:6}" # = "path2/file.ext"
slice2="${f:6:5}" # = "path2"
slice3="${f: -8}" # = "file.ext"(注意："-"前有空格)
pos=6
len=5
slice4="${f:${pos}:${len}}" # = "path2"

替换操作（使用 globbing)

f="path1/path2/file.ext"  

single_subst="${f/path?/x}"   # = "x/path2/file.ext"
global_subst="${f//path?/x}"  # = "x/x/file.ext" 

# 字符串拆分
readonly DIR_SEP="/"
array=(${f//${DIR_SEP}/ })
second_dir="${arrray[1]}"     # = path2

删除头部或尾部（使用 globbing)

f="path1/path2/file.ext" 

# 删除字符串头部
extension="${f#*.}"  # = "ext" 

# 以贪婪匹配方式删除字符串头部
filename="${f##*/}"  # = "file.ext" 

# 删除字符串尾部
dirname="${f%/*}"    # = "path1/path2" 

# 以贪婪匹配方式删除字符串尾部
root="${f%%/*}"      # = "path1"

避免使用临时文件

有些命令需要以文件名为参数，这样一来就不能使用管道。这个时候 <() 就显出用处了，它可以接受一个命令，并把它转换成可以当成文件名之类的什么东西：

# 下载并比较两个网页
diff <(wget -O - url1) <(wget -O - url2)

还有一个非常有用处的是”here documents”，它能让你在标准输入上输入多行字符串。下面的’MARKER’可以替换成任何字词。

# 任何字词都可以当作分界符
command  << MARKER
...
${var}
$(cmd)
...
MARKER

如果文本里没有内嵌变量替换操作，你可以把第一个 MARKER 用单引号包起来：

command << 'MARKER'
...
no substitution is happening here.
$ (dollar sign) is passed through verbatim.
...
MARKER

内置变量

变量	说明
$0	脚本名称
$n	传给脚本/函数的第 n 个参数
$$	脚本的 PID
$!	上一个被执行的命令的 PID(后台运行的进程)
$?	上一个命令的退出状态（管道命令使用${PIPESTATUS})
$#	传递给脚本/函数的参数个数
$@	传递给脚本/函数的所有参数（识别每个参数)
$*	传递给脚本/函数的所有参数（把所有参数当成一个字符串)

提示 使用$*很少是正确的选择。 $@能够处理空格参数，而且参数间的空格也能正确的处理。 使用$@时应该用双引号括起来，像”$@”这样。

调试

对脚本进行语法检查：

bash -n myscript.sh

跟踪脚本里每个命令的执行：

bash -v myscripts.sh

跟踪脚本里每个命令的执行并附加扩充信息：

bash -x myscript.sh

你可以在脚本头部使用 set -o verbose 和 set -o xtrace 来永久指定-v 和-o。当在远程机器上执行脚本时，这样做非常有用，用它来输出远程信息。

什么时候不应该使用 bash 脚本

• 你的脚本太长，多达几百行
• 你需要比数组更复杂的数据结构
• 出现了复杂的转义问题
• 有太多的字符串操作
• 不太需要调用其它程序和跟其它程序管道交互
• 担心性能

这个时候，你应该考虑一种脚本语言，比如 Python 或 Ruby。

参考

• Advanced Bash-Scripting Guide: http://tldp.org/LDP/abs/html/
• Bash Reference Manual