Bash 腳本入門(mén)

腳本（script）就是包含一系列命令的一個(gè)文本文件。Shell 讀取這個(gè)文件，依次執(zhí)行里面的所有命令，就好像這些命令直接輸入到命令行一樣。所有能夠在命令行完成的任務(wù)，都能夠用腳本完成。

腳本的好處是可以重復(fù)使用，也可以指定在特定場(chǎng)合自動(dòng)調(diào)用，比如系統(tǒng)啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)自動(dòng)執(zhí)行腳本。

Shebang 行

腳本的第一行通常是指定解釋器，即這個(gè)腳本必須通過(guò)什么解釋器執(zhí)行。這一行以#!字符開(kāi)頭，這個(gè)字符稱(chēng)為 Shebang，所以這一行就叫做 Shebang 行。

#!后面就是腳本解釋器的位置，Bash 腳本的解釋器一般是/bin/sh或/bin/bash。

#!/bin/sh
# 或者
#!/bin/bash

#!與腳本解釋器之間有沒(méi)有空格，都是可以的。

如果 Bash 解釋器不放在目錄/bin，腳本就無(wú)法執(zhí)行了。為了保險(xiǎn)，可以寫(xiě)成下面這樣。

#!/usr/bin/env bash

上面命令使用env命令（這個(gè)命令總是在/usr/bin目錄），返回 Bash 可執(zhí)行文件的位置。env命令的詳細(xì)介紹，請(qǐng)看后文。

Shebang 行不是必需的，但是建議加上這行。如果缺少該行，就需要手動(dòng)將腳本傳給解釋器。舉例來(lái)說(shuō)，腳本是script.sh，有 Shebang 行的時(shí)候，可以直接調(diào)用執(zhí)行。

$ ./script.sh

上面例子中，script.sh是腳本文件名。腳本通常使用.sh后綴名，不過(guò)這不是必需的。

如果沒(méi)有 Shebang 行，就只能手動(dòng)將腳本傳給解釋器來(lái)執(zhí)行。

$ /bin/sh ./script.sh
# 或者
$ bash ./script.sh

執(zhí)行權(quán)限和路徑

前面說(shuō)過(guò)，只要指定了 Shebang 行的腳本，可以直接執(zhí)行。這有一個(gè)前提條件，就是腳本需要有執(zhí)行權(quán)限?？梢允褂孟旅娴拿?，賦予腳本執(zhí)行權(quán)限。

# 給所有用戶(hù)執(zhí)行權(quán)限
$ chmod +x script.sh

# 給所有用戶(hù)讀權(quán)限和執(zhí)行權(quán)限
$ chmod +rx script.sh
# 或者
$ chmod 755 script.sh

# 只給腳本擁有者讀權(quán)限和執(zhí)行權(quán)限
$ chmod u+rx script.sh

腳本的權(quán)限通常設(shè)為755（擁有者有所有權(quán)限，其他人有讀和執(zhí)行權(quán)限）或者700（只有擁有者可以執(zhí)行）。

除了執(zhí)行權(quán)限，腳本調(diào)用時(shí)，一般需要指定腳本的路徑（比如path/script.sh）。如果將腳本放在環(huán)境變量$PATH指定的目錄中，就不需要指定路徑了。因?yàn)?Bash 會(huì)自動(dòng)到這些目錄中，尋找是否存在同名的可執(zhí)行文件。

建議在主目錄新建一個(gè)~/bin子目錄，專(zhuān)門(mén)存放可執(zhí)行腳本，然后把~/bin加入$PATH。

export PATH=$PATH:~/bin

上面命令改變環(huán)境變量$PATH，將~/bin添加到$PATH的末尾?？梢詫⑦@一行加到~/.bashrc文件里面，然后重新加載一次.bashrc，這個(gè)配置就可以生效了。

$ source ~/.bashrc

以后不管在什么目錄，直接輸入腳本文件名，腳本就會(huì)執(zhí)行。

$ script.sh

上面命令沒(méi)有指定腳本路徑，因?yàn)?code>script.sh在$PATH指定的目錄中。

env 命令

env命令總是指向/usr/bin/env文件，或者說(shuō)，這個(gè)二進(jìn)制文件總是在目錄/usr/bin。

#!/usr/bin/env NAME這個(gè)語(yǔ)法的意思是，讓 Shell 查找$PATH環(huán)境變量里面第一個(gè)匹配的NAME。如果你不知道某個(gè)命令的具體路徑，或者希望兼容其他用戶(hù)的機(jī)器，這樣的寫(xiě)法就很有用。

/usr/bin/env bash的意思就是，返回bash可執(zhí)行文件的位置，前提是bash的路徑是在$PATH里面。其他腳本文件也可以使用這個(gè)命令。比如 Node.js 腳本的 Shebang 行，可以寫(xiě)成下面這樣。

#!/usr/bin/env node

env命令的參數(shù)如下。

• -i, --ignore-environment：不帶環(huán)境變量啟動(dòng)。
• -u, --unset=NAME：從環(huán)境變量中刪除一個(gè)變量。
• --help：顯示幫助。
• --version：輸出版本信息。

下面是一個(gè)例子，新建一個(gè)不帶任何環(huán)境變量的 Shell。

$ env -i /bin/sh

注釋

Bash 腳本中，#表示注釋?zhuān)梢苑旁谛惺?，也可以放在行尾?/p>

# 本行是注釋
echo 'Hello World!'

echo 'Hello World!' # 井號(hào)后面的部分也是注釋

建議在腳本開(kāi)頭，使用注釋說(shuō)明當(dāng)前腳本的作用，這樣有利于日后的維護(hù)。

腳本參數(shù)

調(diào)用腳本的時(shí)候，腳本文件名后面可以帶有參數(shù)。

$ script.sh word1 word2 word3

上面例子中，script.sh是一個(gè)腳本文件，word1、word2和word3是三個(gè)參數(shù)。

腳本文件內(nèi)部，可以使用特殊變量，引用這些參數(shù)。

• $0：腳本文件名，即script.sh。
• $1~$9：對(duì)應(yīng)腳本的第一個(gè)參數(shù)到第九個(gè)參數(shù)。
• $#：參數(shù)的總數(shù)。
• $@：全部的參數(shù)，參數(shù)之間使用空格分隔。
• $*：全部的參數(shù)，參數(shù)之間使用變量$IFS值的第一個(gè)字符分隔，默認(rèn)為空格，但是可以自定義。

如果腳本的參數(shù)多于9個(gè)，那么第10個(gè)參數(shù)可以用${10}的形式引用，以此類(lèi)推。

注意，如果命令是command -o foo bar，那么-o是$1，foo是$2，bar是$3。

下面是一個(gè)腳本內(nèi)部讀取命令行參數(shù)的例子。

#!/bin/bash
# script.sh

echo "全部參數(shù)：" $@
echo "命令行參數(shù)數(shù)量：" $#
echo '$0 = ' $0
echo '$1 = ' $1
echo '$2 = ' $2
echo '$3 = ' $3

執(zhí)行結(jié)果如下。

$ ./script.sh a b c
全部參數(shù)：a b c
命令行參數(shù)數(shù)量：3
$0 =  script.sh
$1 =  a
$2 =  b
$3 =  c

用戶(hù)可以輸入任意數(shù)量的參數(shù)，利用for循環(huán)，可以讀取每一個(gè)參數(shù)。

#!/bin/bash

for i in "$@"; do
  echo $i
done

上面例子中，$@返回一個(gè)全部參數(shù)的列表，然后使用for循環(huán)遍歷。

如果多個(gè)參數(shù)放在雙引號(hào)里面，視為一個(gè)參數(shù)。

$ ./script.sh "a b"

上面例子中，Bash 會(huì)認(rèn)為"a b"是一個(gè)參數(shù)，$1會(huì)返回a b。注意，返回時(shí)不包括雙引號(hào)。

shift 命令

shift命令可以改變腳本參數(shù)，每次執(zhí)行都會(huì)移除腳本當(dāng)前的第一個(gè)參數(shù)（$1），使得后面的參數(shù)向前一位，即$2變成$1、$3變成$2、$4變成$3，以此類(lèi)推。

while循環(huán)結(jié)合shift命令，也可以讀取每一個(gè)參數(shù)。

#!/bin/bash

echo "一共輸入了 $# 個(gè)參數(shù)"

while [ "$1" != "" ]; do
  echo "剩下 $# 個(gè)參數(shù)"
  echo "參數(shù)：$1"
  shift
done

上面例子中，shift命令每次移除當(dāng)前第一個(gè)參數(shù)，從而通過(guò)while循環(huán)遍歷所有參數(shù)。

shift命令可以接受一個(gè)整數(shù)作為參數(shù)，指定所要移除的參數(shù)個(gè)數(shù)，默認(rèn)為1。

shift 3

上面的命令移除前三個(gè)參數(shù)，原來(lái)的$4變成$1。

getopts 命令

getopts命令用在腳本內(nèi)部，可以解析復(fù)雜的腳本命令行參數(shù)，通常與while循環(huán)一起使用，取出腳本所有的帶有前置連詞線(xiàn)（-）的參數(shù)。

getopts optstring name

它帶有兩個(gè)參數(shù)。第一個(gè)參數(shù)optstring是字符串，給出腳本所有的連詞線(xiàn)參數(shù)。比如，某個(gè)腳本可以有三個(gè)配置項(xiàng)參數(shù)-l、-h、-a，其中只有-a可以帶有參數(shù)值，而-l和-h是開(kāi)關(guān)參數(shù)，那么getopts的第一個(gè)參數(shù)寫(xiě)成lha:，順序不重要。注意，a后面有一個(gè)冒號(hào)，表示該參數(shù)帶有參數(shù)值，getopts規(guī)定帶有參數(shù)值的配置項(xiàng)參數(shù)，后面必須帶有一個(gè)冒號(hào)（:）。getopts的第二個(gè)參數(shù)name是一個(gè)變量名，用來(lái)保存當(dāng)前取到的配置項(xiàng)參數(shù)，即l、h或a。

下面是一個(gè)例子。

while getopts 'lha:' OPTION; do
  case "$OPTION" in
    l)
      echo "linuxconfig"
      ;;

    h)
      echo "h stands for h"
      ;;

    a)
      avalue="$OPTARG"
      echo "The value provided is $OPTARG"
      ;;
    ?)
      echo "script usage: $(basename $0) [-l] [-h] [-a somevalue]" >&2
      exit 1
      ;;
  esac
done
shift "$(($OPTIND - 1))"

上面例子中，while循環(huán)不斷執(zhí)行getopts 'lha:' OPTION命令，每次執(zhí)行就會(huì)讀取一個(gè)連詞線(xiàn)參數(shù)（以及對(duì)應(yīng)的參數(shù)值），然后進(jìn)入循環(huán)體。變量OPTION保存的是，當(dāng)前處理的那一個(gè)連詞線(xiàn)參數(shù)（即l、h或a）。如果用戶(hù)輸入了沒(méi)有指定的參數(shù)（比如-x），那么OPTION等于?。循環(huán)體內(nèi)使用case判斷，處理這四種不同的情況。

如果某個(gè)連詞線(xiàn)參數(shù)帶有參數(shù)值，比如-a foo，那么處理a參數(shù)的時(shí)候，環(huán)境變量$OPTARG保存的就是參數(shù)值。

注意，只要遇到不帶連詞線(xiàn)的參數(shù)，getopts就會(huì)執(zhí)行失敗，從而退出while循環(huán)。比如，getopts可以解析command -l foo，但不可以解析command foo -l。另外，多個(gè)連詞線(xiàn)參數(shù)寫(xiě)在一起的形式，比如command -lh，getopts也可以正確處理。

變量$OPTIND在getopts開(kāi)始執(zhí)行前是1，然后每次執(zhí)行就會(huì)加1。等到退出while循環(huán)，就意味著連詞線(xiàn)參數(shù)全部處理完畢。這時(shí)，$OPTIND - 1就是已經(jīng)處理的連詞線(xiàn)參數(shù)個(gè)數(shù)，使用shift命令將這些參數(shù)移除，保證后面的代碼可以用$1、$2等處理命令的主參數(shù)。

配置項(xiàng)參數(shù)終止符 --

-和--開(kāi)頭的參數(shù)，會(huì)被 Bash 當(dāng)作配置項(xiàng)解釋。但是，有時(shí)它們不是配置項(xiàng)，而是實(shí)體參數(shù)的一部分，比如文件名叫做-f或--file。

$ cat -f
$ cat --file

上面命令的原意是輸出文件-f和--file的內(nèi)容，但是會(huì)被 Bash 當(dāng)作配置項(xiàng)解釋。

這時(shí)就可以使用配置項(xiàng)參數(shù)終止符--，它的作用是告訴 Bash，在它后面的參數(shù)開(kāi)頭的-和--不是配置項(xiàng)，只能當(dāng)作實(shí)體參數(shù)解釋。

$ cat -- -f
$ cat -- --file

上面命令可以正確展示文件-f和--file的內(nèi)容，因?yàn)樗鼈兎旁?code>--的后面，開(kāi)頭的-和--就不再當(dāng)作配置項(xiàng)解釋了。

如果要確保某個(gè)變量不會(huì)被當(dāng)作配置項(xiàng)解釋?zhuān)鸵谒懊娣派蠀?shù)終止符--。

$ ls -- $myPath

上面示例中，--強(qiáng)制變量$myPath只能當(dāng)作實(shí)體參數(shù)（即路徑名）解釋。如果變量不是路徑名，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

$ myPath="-l"
$ ls -- $myPath
ls: 無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)'-l': 沒(méi)有那個(gè)文件或目錄

上面例子中，變量myPath的值為-l，不是路徑。但是，--強(qiáng)制$myPath只能作為路徑解釋?zhuān)瑢?dǎo)致報(bào)錯(cuò)“不存在該路徑”。

下面是另一個(gè)實(shí)際的例子，如果想在文件里面搜索--hello，這時(shí)也要使用參數(shù)終止符--。

$ grep -- "--hello" example.txt

上面命令在example.txt文件里面，搜索字符串--hello。這個(gè)字符串是--開(kāi)頭，如果不用參數(shù)終止符，grep命令就會(huì)把--hello當(dāng)作配置項(xiàng)參數(shù)，從而報(bào)錯(cuò)。

exit 命令

exit命令用于終止當(dāng)前腳本的執(zhí)行，并向 Shell 返回一個(gè)退出值。

$ exit

上面命令中止當(dāng)前腳本，將最后一條命令的退出狀態(tài)，作為整個(gè)腳本的退出狀態(tài)。

exit命令后面可以跟參數(shù)，該參數(shù)就是退出狀態(tài)。

# 退出值為0（成功）
$ exit 0

# 退出值為1（失?。?$ exit 1

退出時(shí)，腳本會(huì)返回一個(gè)退出值。腳本的退出值，0表示正常，1表示發(fā)生錯(cuò)誤，2表示用法不對(duì)，126表示不是可執(zhí)行腳本，127表示命令沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。如果腳本被信號(hào)N終止，則退出值為128 + N。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，只要退出值非0，就認(rèn)為執(zhí)行出錯(cuò)。

下面是一個(gè)例子。

if [ $(id -u) != "0" ]; then
  echo "根用戶(hù)才能執(zhí)行當(dāng)前腳本"
  exit 1
fi

上面的例子中，id -u命令返回用戶(hù)的 ID，一旦用戶(hù)的 ID 不等于0（根用戶(hù)的 ID），腳本就會(huì)退出，并且退出碼為1，表示運(yùn)行失敗。

exit與return命令的差別是，return命令是函數(shù)的退出，并返回一個(gè)值給調(diào)用者，腳本依然執(zhí)行。exit是整個(gè)腳本的退出，如果在函數(shù)之中調(diào)用exit，則退出函數(shù)，并終止腳本執(zhí)行。

命令執(zhí)行結(jié)果

命令執(zhí)行結(jié)束后，會(huì)有一個(gè)返回值。0表示執(zhí)行成功，非0（通常是1）表示執(zhí)行失敗。環(huán)境變量$?可以讀取前一個(gè)命令的返回值。

利用這一點(diǎn)，可以在腳本中對(duì)命令執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行判斷。

cd /path/to/somewhere
if [ "$?" = "0" ]; then
  rm *
else
  echo "無(wú)法切換目錄！" 1>&2
  exit 1
fi

上面例子中，cd /path/to/somewhere這個(gè)命令如果執(zhí)行成功（返回值等于0），就刪除該目錄里面的文件，否則退出腳本，整個(gè)腳本的返回值變?yōu)?code>1，表示執(zhí)行失敗。

由于if可以直接判斷命令的執(zhí)行結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)的操作，上面的腳本可以改寫(xiě)成下面的樣子。

if cd /path/to/somewhere; then
  rm *
else
  echo "Could not change directory! Aborting." 1>&2
  exit 1
fi

更簡(jiǎn)潔的寫(xiě)法是利用兩個(gè)邏輯運(yùn)算符&&（且）和||（或）。

# 第一步執(zhí)行成功，才會(huì)執(zhí)行第二步
cd /path/to/somewhere && rm *

# 第一步執(zhí)行失敗，才會(huì)執(zhí)行第二步
cd /path/to/somewhere || exit 1

source 命令

source命令用于執(zhí)行一個(gè)腳本，通常用于重新加載一個(gè)配置文件。

$ source .bashrc

source命令最大的特點(diǎn)是在當(dāng)前 Shell 執(zhí)行腳本，不像直接執(zhí)行腳本時(shí)，會(huì)新建一個(gè)子 Shell。所以，source命令執(zhí)行腳本時(shí)，不需要export變量。

#!/bin/bash
# test.sh
echo $foo

上面腳本輸出$foo變量的值。

# 當(dāng)前 Shell 新建一個(gè)變量 foo
$ foo=1

# 打印輸出 1
$ source test.sh
1

# 打印輸出空字符串
$ bash test.sh

上面例子中，當(dāng)前 Shell 的變量foo并沒(méi)有export，所以直接執(zhí)行無(wú)法讀取，但是source執(zhí)行可以讀取。

source命令的另一個(gè)用途，是在腳本內(nèi)部加載外部庫(kù)。

#!/bin/bash

source ./lib.sh

function_from_lib

上面腳本在內(nèi)部使用source命令加載了一個(gè)外部庫(kù)，然后就可以在腳本里面，使用這個(gè)外部庫(kù)定義的函數(shù)。

source有一個(gè)簡(jiǎn)寫(xiě)形式，可以使用一個(gè)點(diǎn)（.）來(lái)表示。

$ . .bashrc

別名，alias 命令

alias命令用來(lái)為一個(gè)命令指定別名，這樣更便于記憶。下面是alias的格式。

alias NAME=DEFINITION

上面命令中，NAME是別名的名稱(chēng)，DEFINITION是別名對(duì)應(yīng)的原始命令。注意，等號(hào)兩側(cè)不能有空格，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。

一個(gè)常見(jiàn)的例子是為grep命令起一個(gè)search的別名。

alias search=grep

alias也可以用來(lái)為長(zhǎng)命令指定一個(gè)更短的別名。下面是通過(guò)別名定義一個(gè)today的命令。

$ alias today='date +"%A, %B %-d, %Y"'
$ today
星期一, 一月 6, 2020

有時(shí)為了防止誤刪除文件，可以指定rm命令的別名。

$ alias rm='rm -i'

上面命令指定rm命令是rm -i，每次刪除文件之前，都會(huì)讓用戶(hù)確認(rèn)。

alias定義的別名也可以接受參數(shù)，參數(shù)會(huì)直接傳入原始命令。

$ alias echo='echo It says: '
$ echo hello world
It says: hello world

上面例子中，別名定義了echo命令的前兩個(gè)參數(shù)，等同于修改了echo命令的默認(rèn)行為。

指定別名以后，就可以像使用其他命令一樣使用別名。一般來(lái)說(shuō)，都會(huì)把常用的別名寫(xiě)在~/.bashrc的末尾。另外，只能為命令定義別名，為其他部分（比如很長(zhǎng)的路徑）定義別名是無(wú)效的。

直接調(diào)用alias命令，可以顯示所有別名。

$ alias

unalias命令可以解除別名。

$ unalias lt

參考鏈接

• How to use getopts to parse a script options, Egidio Docile