bash脚本学习笔记

一、扫盲

脚本文件是一种文本文件，其中包含了一系列的命令和指令，可以被操作系统解释器直接解释执行。脚本文件通常被用来完成特定的任务或执行重复性的操作。

脚本文件通常以某种编程语言的语法编写，例如 Bash、Python、Perl、Ruby 等等。它们可以在 Linux、Unix、macOS、Windows 等不同的操作系统上运行，嵌入式设备的操作系统中也经常使用脚本文件来完成各种任务。

脚本文件有很多用途，例如：

自动化任务：通过编写脚本文件可以自动化一些重复性的任务，比如备份数据、部署软件、执行定时任务等等。
执行系统管理任务：管理员可以通过编写脚本文件快速地管理系统，比如创建用户、修改权限、安装软件等等。
编写辅助工具：脚本文件还可以被用作编写辅助工具，比如计算器、日历、单位转换器等等。

总之，脚本文件是一种非常强大的工具，可以使我们的工作更加高效和简单。

Bash 是 shell 的一种，而 shell 则是通用的 Unix/Linux 命令行解释器。因此，所有的 Bash 脚本都是 shell 脚本，但并不是所有的 shell 脚本都是 Bash 脚本。

二、bash脚本文件的编写语法格式

Bash 脚本文件是一种文本文件，其中包含了一系列的命令和指令，可以被 Bash 解释器直接解释执行。以下是 Bash 脚本编写的语法格式：

shebang 行：每个 Bash 脚本文件都应该以 shebang 行开头，告诉系统要使用哪个解释器来解释执行脚本。示例：#!/bin/bash
注释：以 # 开头的行是注释，不会被解释器执行。注释可以用于描述代码的功能、提醒自己或其他人后续需要完成的工作等。
变量定义：在脚本中可以定义变量并使用它们。Bash 中的变量名必须以字母或下划线开头，不能以数字开头，变量名区分大小写。变量赋值可以使用等号（=），但是等号两侧不能有空格。示例：name="John"
函数定义：在脚本中可以定义函数并在脚本中进行调用。函数有名称、参数和代码块，调用函数时可以传递参数给函数。示例：
```
function say_hello {
    echo "Hello, $1!"
}
```
条件语句：可以使用 if、elif 和 else 关键字来编写条件语句。条件语句根据条件的真假来决定是否执行某段代码。示例：
```
if [ "$name" == "John" ]; then
    echo "Your name is John"
else
    echo "Your name is not John"
fi
```
循环语句：可以使用 for 和 while 关键字来编写循环语句。循环语句可以重复执行某段代码块。示例：
```
for i in {1..5}; do
    echo $i
done

while true; do
    echo "Hello, World!"
    sleep 1
done
```
输入输出：可以使用 echo 命令输出信息到标准输出流，也可以使用 read 命令从标准输入流中读取用户输入。示例：
```
echo "Enter your name:"
read name
echo "Hello, $name!"
```

以上是 Bash 脚本编写的基本语法格式，需要注意的是，每个语句都是以换行符结束的，如果一条语句太长，可以使用反斜杠（\）折行。同时，缩进不是必需的，但它可以使代码更易于阅读和理解。

补充：

Shebang行是指Bash脚本文件的第一行，它用来指定该脚本将要使用哪个解释器来执行。Shebang行以井号（#）和叹号（!）字符“#!”开头，后面紧跟着解释器的完整路径和名称。

Shebang行不仅仅是用于Bash脚本文件，它还可以用于其他编程语言或解释器。
在Bash脚本中，echo是一个用于向终端输出文本的命令。它可以接受一个或多个字符串作为参数，并将它们打印到标准输出（通常是终端窗口）上。
在脚本中，$符号可以用于多种不同的用途，以下是其中一些最常见的用法：
1. 变量引用：在Bash脚本中，$后跟一个变量名可以引用该变量的值。例如，如果变量foo的值为"hello"，则echo $foo将输出"hello"。
2. 命令替换：在Bash脚本中，$()或``可以将命令的输出插入到另一个命令或语句中。例如，echo $(ls)将输出当前目录中的所有文件和文件夹的列表。

三、获取linux内存、cpu、磁盘IO等信息脚本编写

https://mp.weixin.qq.com/s/lOVFgO4ZwJDXksitthdp5A

yikou.sh 代码如下：

#!/bin/bash
# 获取要监控的本地服务器IP地址
IP=`ifconfig | grep inet | grep -vE 'inet6|127.0.0.1' | awk '{print $2}'`
echo "IP地址："$IP
 
# 获取cpu总核数
cpu_num=`grep -c "model name" /proc/cpuinfo`
echo "cpu总核数："$cpu_num
 
# 1、获取CPU利用率
################################################
#us 用户空间占用CPU百分比
#sy 内核空间占用CPU百分比
#ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
#id 空闲CPU百分比
#wa 等待输入输出的CPU时间百分比
#hi 硬件中断
#si 软件中断
#################################################
# 获取用户空间占用CPU百分比
cpu_user=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $2}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "用户空间占用CPU百分比："$cpu_user
 
# 获取内核空间占用CPU百分比
cpu_system=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $4}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "内核空间占用CPU百分比："$cpu_system
 
# 获取空闲CPU百分比
cpu_idle=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $8}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "空闲CPU百分比："$cpu_idle
 
# 获取等待输入输出占CPU百分比
cpu_iowait=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "等待输入输出占CPU百分比："$cpu_iowait
 
#2、获取CPU上下文切换和中断次数
# 获取CPU中断次数
cpu_interrupt=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $11}'`
echo "CPU中断次数："$cpu_interrupt
 
# 获取CPU上下文切换次数
cpu_context_switch=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $12}'`
echo "CPU上下文切换次数："$cpu_context_switch
 
#3、获取CPU负载信息
# 获取CPU15分钟前到现在的负载平均值
cpu_load_15min=`uptime | awk '{print $11}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 15分钟前到现在的负载平均值："$cpu_load_15min
 
# 获取CPU5分钟前到现在的负载平均值
cpu_load_5min=`uptime | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 5分钟前到现在的负载平均值："$cpu_load_5min
 
# 获取CPU1分钟前到现在的负载平均值
cpu_load_1min=`uptime | awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 1分钟前到现在的负载平均值："$cpu_load_1min
 
# 获取任务队列(就绪状态等待的进程数)
cpu_task_length=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $1}'`
echo "CPU任务队列长度："$cpu_task_length
 
#4、获取内存信息
# 获取物理内存总量
mem_total=`free | grep Mem | awk '{print $2}'`
echo "物理内存总量："$mem_total
 
# 获取操作系统已使用内存总量
mem_sys_used=`free | grep Mem | awk '{print $3}'`
echo "已使用内存总量(操作系统)："$mem_sys_used
 
# 获取操作系统未使用内存总量
mem_sys_free=`free | grep Mem | awk '{print $4}'`
echo "剩余内存总量(操作系统)："$mem_sys_free
 
# 获取应用程序已使用的内存总量
mem_user_used=`free | sed -n 3p | awk '{print $3}'`
echo "已使用内存总量(应用程序)："$mem_user_used
 
# 获取应用程序未使用内存总量
mem_user_free=`free | sed -n 3p | awk '{print $4}'`
echo "剩余内存总量(应用程序)："$mem_user_free
 
 
# 获取交换分区总大小
mem_swap_total=`free | grep Swap | awk '{print $2}'`
echo "交换分区总大小："$mem_swap_total
 
# 获取已使用交换分区大小
mem_swap_used=`free | grep Swap | awk '{print $3}'`
echo "已使用交换分区大小："$mem_swap_used
 
# 获取剩余交换分区大小
mem_swap_free=`free | grep Swap | awk '{print $4}'`
echo "剩余交换分区大小："$mem_swap_free
 

#5、获取磁盘I/O统计信息
echo "指定设备(/dev/sda)的统计信息"
# 每秒向设备发起的读请求次数
disk_sda_rs=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $4}'`
echo "每秒向设备发起的读请求次数："$disk_sda_rs
 
# 每秒向设备发起的写请求次数
disk_sda_ws=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $5}'`
echo "每秒向设备发起的写请求次数："$disk_sda_ws
 
# 向设备发起的I/O请求队列长度平均值
disk_sda_avgqu_sz=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $9}'`
echo "向设备发起的I/O请求队列长度平均值"$disk_sda_avgqu_sz
 
# 每次向设备发起的I/O请求平均时间
disk_sda_await=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $10}'`
echo "每次向设备发起的I/O请求平均时间："$disk_sda_await
 
# 向设备发起的I/O服务时间均值
disk_sda_svctm=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $11}'`
echo "向设备发起的I/O服务时间均值："$disk_sda_svctm
 
# 向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比
disk_sda_util=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $12}'`
echo "向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比："$disk_sda_util

ifconfig：这个命令用于显示系统中网络接口的配置情况，包括网络接口名称、MAC地址、IP地址等信息。

grep -vE 'inet6|127.0.0.1'：使用 grep 命令去掉包含 “inet6”、“127.0.0.1” 的行，因为这些行分别表示 IPv6 地址和本地回环地址。

-v 参数表示反向选择（invert match），即只显示不包含匹配模式的行，相当于进行匹配模式的取反操作。

-E 参数表示使用扩展正则表达式（extended regular expression）进行匹配。扩展正则表达式支持更多的元字符和语法，例如 | 表示或，() 表示分组等。

通常情况下，我们需要获取的 IP 地址是可以被外部访问的公网 IP 地址，而不是本地IP地址。因此，这行代码使用了 grep -vE 'inet6|127.0.0.1' 命令过滤掉了本地IP地址和IPv6地址，只返回非本地IP地址。这样就可以确保获得的 IP 地址是可以被外部网络访问的公网 IP 地址。

awk '{print $2}'：使用 awk 命令提取 IP 地址所在的列，也就是第二列，然后打印出来。

awk 是一种文本处理工具，awk '{print $2}' 中的 $2 表示输出当前行（即 grep 命令过滤后的结果）中的第二个字段，这里的字段指的是按照空格或制表符分隔的一段文本。默认情况下，awk 会以空格或制表符为分隔符将每一行分成多个字段
grep 中的-c 参数让 grep 命令输出字符串匹配的行数（或者说计算匹配数量）。
top -b -n 1：执行top命令，以非交互方式显示系统进程信息，其中“-b”选项表示以批处理模式运行，不需要进行交互；“-n 1”选项表示只显示1次信息后就退出。

grep Cpu：在top命令的输出中查找包含"Cpu"字符串的行。

awk '{print $2}'：对于每个包含"Cpu"字符串的行，使用awk命令取出第二个字段，即"Cpu"使用率的数值（例如，如果该行的内容为"Cpu(s): 1.2%us, 0.8%sy, 0.0%ni, 98.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st"，则取出的数值为"1.2%us").

cut -f 1 -d "%": 对于上一步得到的数值（如"1.2%us"），使用cut命令取出第1个字段（即去掉末尾的百分号）并赋值给变量cpu_user。

-f 1这个选项指定要提取的字段，这里是第一个字段。如果文本数据中以多个字符分隔字段，可以使用逗号分隔的数字列表指定多个字段（例如 -f 1,3）。

-d "%"这个选项指定字段之间的分隔符，这里是 “%”。如果不指定分隔符，cut 命令默认使用制表符 \t 作为分隔符。
vmstat -n 1 1：这个命令会打印出当前系统的一些性能指标，每隔1秒更新一次，一共更新1次，然后就退出了。其中，-n只显示一次报头，而不是定期显示。，而只打印出实时值；1表示每隔1秒打印一次；第二个1表示只打印1次。

sed -n 3p：这个命令会从vmstat的输出中取出第三行。因为vmstat的输出的前两行是表头，第三行才是我们需要的数据。-n 选项表示“安静模式”，即只输出经过sed处理的内容，而不是原始文本。3p 表示只打印出输入中的第3行。其中，数字3是行号，而p则表示打印。
uptime：这个命令用于显示系统当前的负载平均值
free：这个命令用于查看系统内存的使用情况。它会输出当前系统的空闲和已用内存量、缓冲区和缓存所占用的内存量等信息。

grep Mem：free命令的输出包含了多个内存相关的行，这里使用grep命令过滤出包含Mem关键字的行。这个关键字用于标识当前系统内存的使用情况。

运行结果：

在这里插入图片描述

四、利用cyclictest和GNUplot绘制延迟图的脚本

mklatencyplot.bash 代码如下：

#!/bin/bash

# 1. 运行 cyclictest
# /home/zhang/rt-tests-1.0/cyclictest -i 100 -p 50 -n -t -D 10m -h5000 -q --policy=fifo >output

# 2. 获取最大延迟时间
max=`grep "Max Latencies" output | tr " " "\n" | sort -n | tail -1 | sed s/^0*//`

# 3. Grep数据行，删除空行并创建一个公共字段分隔符
grep -v -e "^#" -e "^$" output | tr " " "\t" >histogram 

# 4. 设置内核的数量
cores=4

# 5. 为每个核创建包含延迟类别和频率值的两列数据集
for i in `seq 1 $cores`
do
  column=`expr $i + 1`
  cut -f1,$column histogram >histogram$i
done

# 6. 创建plot命令头
echo  "set title \"Latency plot\"\n\
set terminal png\n\
set xlabel \"Latency (us), max $max us\"\n\
set logscale y\n\
set xrange [0:5000]\n\
set yrange [0.8:*]\n\
set ylabel \"Number of latency samples\"\n\
set output \"plot.png\"\n\
plot \\" >plotcmd

# 7. 追加绘图命令数据引用
for i in `seq 1 $cores`
do
  if test $i != 1
  then
    echo -n ", " >>plotcmd
  fi
  cpuno=`expr $i - 1`
  if test $cpuno -lt 10
  then
    title=" CPU$cpuno"
   else
    title="CPU$cpuno"
  fi
  echo -n "\"histogram$i\" using 1:2 title \"$title\" with histeps" >>plotcmd
done

# 8. 执行plot命令
gnuplot -persist <plotcmd

|：管道符号，表示将上一条命令的输出作为下一条命令的输入
sort 命令按数字大小对每个最大延迟值进行排序， -n 参数表示将值视为数字进行排序。这种排序方式默认是从小到大排序的，如果需要按照从大到小的顺序对行进行排序，可以使用-r选项
sed是一种流编辑器，它用于对文件进行基本的文本转换和过滤操作。

sed s/^0*//：该指令使用了正则表达式， s是替换命令，替换命令的语法格式为s/old/new/；^0* 匹配行首的所有零，^ 表示匹配行首，0* 表示匹配零个或多个连续的零

需要注意的是，在使用该指令时，如果在正则表达式中使用了 ^，则需要将其放在引号或反斜杠中，以避免 shell 解释器将其解释为行首字符，从而导致错误。

在正则表达式中，^（脱字符）表示匹配文本的开头位置。它可以用于多种情况下，例如：
1. ^pattern：表示以pattern开始的字符串。例如，正则表达式^Hello将匹配以Hello开头的字符串。
2. [^characters]：表示不属于characters中任何一个字符的单个字符。例如，正则表达式[^aeiou]将匹配不包含元音字母的单个字符。
3. ^(pattern)：表示将pattern作为整个字符串的组，并从第一个字符开始匹配该组。这种语法通常与后续的数量词一起使用。例如，正则表达式^(ab)+将匹配以连续出现的ab开头的字符串。
需要注意的是，^在方括号外面和里面的含义是不同的
grep: 这是一个查找文件中匹配文本的命令

-v: grep的一个选项，表示匹配不包含模式的行

-e: grep的一个选项，表示后面跟随的是模式

^ 表示匹配行的开头，而 $ 表示匹配行的结尾。因此， ^$ 表示匹配既没有开头字符也没有结尾字符的行，也就是空行。

tr: 这是一个字符转换命令，用于将文件中的一个字符转换为另一个字符
gnuplot工具官网：http://www.gnuplot.info/

参数logscale默认以 10 为低
echo中的-n选项表示不在输出末尾添加换行符
Gnuplot命令中的with histeps表示使用直方图而不是条形图来绘制柱状图

直方图通常用于表示连续型的数据，例如时间、长度或者重量等。直方图的矩形通常是连续的，没有空隙

条形图可以很好地展示不同类别之间的数据分布情况，例如对比不同商品的销售量、对比不同城市的人口等。条形图的矩形之间通常是有间隔的