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1 为什么要学习 Shell 编程

==> 视频链接

1. Linux 运维工程师在进行服务器集群管理时，需要编写 Shell 程序来进行服务器管理
2. 对于 JavaEE 和 Python 程序员来说，工作需要，要求你会编写一些 Shell 脚本进行程序或者服务器的维护，比如编写一个定时备份数据库的脚本
3. 对于大数据程序员来说，需要编写 Shell 程序来管理集群

2 Shell 是什么？

• Shell 是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向 Linux 内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序
• 用户可以用 Shell 来启动、挂起、停止 甚至是编写一些程序
• 示意图

3 Shell 脚本的执行方式

3.1 脚本格式要求

1. 脚本以 #!/bin/bash 开头
2. 脚本需要有可执行权限

3.2 编写第一个 Shell 脚本

• 需求说明：创建一个 Shell 脚本，输出 hello world~

vim hello.sh

#!/bin/bash
echo "hello, world~"

3.3 脚本的常用执行方式

• 方式1【输入脚本的绝对路径 或 相对路径】

  • 说明：首先要赋予 hellworld.sh 脚本的 +x 权限，再执行脚本

  • 比如：./hello.sh 或者 使用相对路径 /root/shcode/hello.sh

    

• 方式2【sh + 脚本】

  • 说明：不用赋予脚本 +x 权限，直接执行即可~

  • 比如：sh hello.sh ，也可以使用绝对路径 => sh /root/shcode/hello.sh

    

4 Shell 的变量

4.1 Shell 变量介绍

1. Linux Shell 中的变量分为：系统变量 和 用户自定义变量
2. 系统变量：$HOME ，$PWD ，$SHELL ，$USER 等等，比如：echo $HOME …等
3. 显示当前 shell 中所有变量：set

4.2 shell 变量的定义

• 基本语法：

  1. 定义变量：变量名=值
  2. 撤销变量：unset 变量
  3. 声明静态变量：readonly 变量，注意：不能 unset

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• 快速入门：

  1. 案例1：定义变量 A
  2. 案例2：撤销变量 A
  3. 案例3：声明静态的变量 B=2 ，不能 unset

#!/bin/bash

#案例1：定义变量 A
A=99
#输出变量 需要加上 $
echo A=$A
echo "A=$A"

#案例2：撤销变量 A
unset A
echo "A=$A"

#案例3：声明静态的变量 B=2 ，不能 unset
readonly B=1
echo "B=$B"
unset B #这里会报错

4. 案例4：可把变量提升为全局环境变量，可供其他 shell 程序使用

4.3 shell 变量的定义

• 定义变量的规则

  1. 变量名称可以由字母、数字 和 下划线 组成，但是不能以数字开头
  2. 等号两侧不能有空格
  3. 变量名称一般习惯为大写，这是一个规范，遵守即可

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• 将命令的返回值赋给变量

  1. A=`date` 反引号表示：运行里面的命令，并把结果返回给 变量 A
  2. A=$(date) 等价于反引号

#将命令的返回值赋给变量
echo C=`date`
echo D=$(date)

5 设置环境变量

5.1 基本语法

1. export 变量名=变量值 （功能描述：将 shell 变量输出为 环境变量/全局变量 ）
2. source 配置文件 （功能描述让修改后的配置信息立即生效 ）
3. echo $变量名 （功能描述：查询环境变量的值 ）
4. 示意图

5.2 快速入门

1. 在 /etc/profile 文件中定义 TOMCAT_HOME 环境变量

   
   

2. 查看环境变量 TOMCAT_HOME 的值

   

3. 在另外一个 shell 程序中使用 TOMCAT_HOME

   注意： 在输出 TOMCA_HOME 环境变量前，需要让其生效，指令 => source /etc/profile
   说明： shell 脚本的多行注释

:<<! 输入内容 !

#使用环境变量 TOMCAT_HOME
echo tomcat_home=$TOMCAT_HOME

6 位置参数变量

6.1 介绍

• 当我们执行一个 shell 脚本时，如果希望获取到命令行的参数信息，就可以使用到位置参数变量
• 比如：./myshell.sh 100 200 ，这个就是执行 shell 的命令行，可以在 myshell 脚本中获取到参数信息

6.2 基本语法

• $n ：n 为数字，$0 代表命令本身，$1-$9 代表第一到第九个参数，十以上的参数需要使用大括号包含，如 ${10}
• $* ：这个变量代表命令行中所有的参数，$* 把所有的参数看成一个整体
• $@ ：这个变量也代表命令行中所有的参数，不过 $@ 把每个参数区分对待
• $# ：这个变量代表命令行中所有参数的个数

6.3 位置参数变量

• 编写一个 shell 脚本 position.sh ，在脚本中获取到命令行的各个参数信息

#!/bin/bash
echo "0=$0 1=$1 2=$2"
echo "所有的参数=$*"
echo "$@"
echo "参数的个数=$#"

7 预定义变量

7.1 基本介绍

• 就是 shell 设计者事先已经定义好的变量，可以直接在 shell 脚本中使用

7.2 基本语法

1. $$ ：当前进程的进程号 (PID)
2. $! ：后台运行的最后一个进程的进程号 (PID)
3. $? ：最后一次执行的命令的返回状态，如果这个变量的值为 0 ，证明上一个命令正确执行；如果这个变量的值为 非 0 (具体哪个数，由命令自己来决定) ，则证明上一个命令执行不正确了

7.3 应用实例

• 在一个 shell 脚本中简单使用一下预定义变量 vim preVar.sh

#!/bin/bash
echo "当前执行的进程号pid=$$"

#以后台的方式运行一个脚本，并获取他的进程号
/root/shcode/var.sh &

echo "最后一个后台方式运行的进程号pid=$!"

echo "执行的结果=$?"

8 运算符

8.1 基本介绍

• 学习如何在 shell 中进行各种运算操作

8.2 基本语法

1. $((运算式)) 或 $[运算式] 或者 expr m + n – expression 表达式
2. 注意 expr 运算符间要有空格，如果希望将 expr 的结果赋给某个变量，使用 ` `
3. expr m - n 减
4. expr m \* n 乘
5. expr m / n 除
6. expr m % n 取余

8.3 应用实例 oper.sh

1. 计算 (2 + 3) × 4 的值
2. 请求出命令行的两个参数[整数] 的和 20 50

#!/bin/bash
#案例1 计算 (2 + 3) × 4 的值
#使用第一种方式 
RES1=$(((2+3)*4))
echo "res1=$RES1"
#使用第二种方式 [推荐使用]
RES2=$[(2+3)*4]
echo "res2=$RES2"
#使用第三种方式 expr
TEMP=`expr 2 + 3`
RES4=`expr $TEMP \* 4`
echo "temp=$TEMP"
echo "res4=$RES4"

#案例2 请求出命令行的两个参数[整数]的和 20 50
SUM=$[$1+$2]
echo "sum=$SUM"

9 条件判断

9.1 基本语法

• [ condition ] ：注意 condition 前后要有空格
• 非空返回 true ，也可使用 $? 验证 (0 为 true ，>1 为 false)

9.2 应用实例

• [ xjs ] ：返回 true
• [ ] ：返回 false ，注意有空格
• [ condition ] && echo OK || echo natok 条件满足，执行后面的语句

9.3 常用判断条件

1. 字符串比较 ：=

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2. 两个整数的比较：

   • -lt ：小于 little
   • -le ：小于等于 little equal
   • -eq ：等于 equal
   • -gt ：大于 great
   • -ge ：大于等于
   • -ne ：不等于

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3. 按照文件权限进行判断：

   • -r ：有读的权限
   • -w ：有写的权限
   • -x ：有执行的权限

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4. 按照文件类型进行判断：

   • -f ：文件存在并且是一个常规的文件 file
   • -e ：文件存在 exist
   • -d ：文件存在并且是一个目录 directory

9.4 应用实例

1. 案例1 ：“ok” 是否等于 “ok” ，判断语句：使用 =

2. 案例2 ：23 是否大于等于 22 ，判断语句：使用 -ge

3. 案例3 ：/root/shcode/aaa.txt 目录中的文件是否存在 ，判断语句：使用 -f

#!/bin/bash
#案例1 ：“ok” 是否等于 “ok” ，判断语句：使用 =
if [ "ok"="ok" ]
then
        echo "equal"
fi

#案例2 ：23 是否大于等于 22 ，判断语句：使用 -ge
if [ 23 -ge 22 ]
then
        echo "大于"
fi

#案例3 ：/root/shcode/aaa.txt 目录中的文件是否存在 ，判断语句：使用 -f
if [ -f /root/shcode/aaa.txt ]
then
        echo "存在"
else
        echo "不存在"
fi

10 流程控制

10.1 if 判断

• 基本语法

if[ 条件判断 ]
then
	#代码
fi

if[ 条件判断 ]
then
	#代码
elif[ 条件判断 ]
then
	#代码
fi

• 注意事项：[ 条件判断 ] ，中括号和条件判断之间必须有空格
• 应用实例：请编写一个 shell 程序，如果输入的参数 大于等于 60 ，则输出 “及格了” ，如果小于 60 ，则输出 “不及格” => vim ifCase.sh

#!/bin/bash

#请编写一个 shell 程序，如果输入的参数 大于等于 60 ，则输出 "及格了" ，
#如果小于 60 ，则输出 "不及格"
if [ $1 -ge 60 ]
then
        echo "及格了~"
elif [ $1 -lt 60 ]
then
        echo "不及格"
fi

10.2 case 语句

• 基本语法

case $变量名 in
"值1")
如果变量的值等于值 1 , 则执行程序 1
;;
"值2")
如果变量的值等于值 2 , 则执行程序 2
;;
#省略其他分支...
*)
如果变量的值都不是以上的值 , 则执行此程序
;;
esac

• 应用实例：当命令参数是 1 时，输出 “周一” ，是 2 时，就输出 “周二” ，其他情况输出 “other” => vim testCase.sh

#!/bin/bash

#当命令参数是 1 时，输出 “周一” ，是 2 时，就输出 “周二” ，
#其他情况输出 “other”
case $1 in
"1")
        echo "周一"
;;
"2")
        echo "周二"
;;
*)
        echo "other"
;;
esac

10.3 for 循环

10.3.1 语法1

• 基本语法

for 变量 in 值1 值2 值3...
do
	#程序/代码
done

• 应用实例：打印命令行输入的参数 [这里可以看出 $* 和 $@ 的区别] => vim testFor1.sh

#!/bin/bash
#打印命令行输入的参数 [这里可以看出 $* 和 $@ 的区别] 
#注意 $* 是把输入的参数，当做一个整体，所以，只会输出一句
for i in "$*"
do
        echo "num is $i"
done
#使用 $@ 来获取输入的参数，注意，这时是分别对待，所以有几个参数，就输出几句
echo "========================"
for j in "$@"
do
        echo "num is $j"
done

10.3.2 语法2

• 基本语法

for(( 初始值;循环控制条件;变量条件))
do
	#程序/代码
done

• 应用实例：从 1 加到 100 的值输出显示 => vim testFor2.sh

#!/bin/bash
#从 1 加到 100 的值输出显示, 先死后活，将 100 做成变量
#先定义一个变量 SUM
SUM=0
for (( i=1; i<=$1; i++))
do
        SUM=$[$SUM+$i]  
done    
echo "总和sum=$SUM" 

10.4 while 循环

• 基本语法

while [ 条件判断式 ]
do
	#代码/程序
done

• 注意：有空格，while 空格 [ 空格 条件判断式 空格 ]

• 应用实例：从命令行输入一个数 n ，统计从 1 + … + n 的值是多少？ => vim testWhile.sh

#!/bin/bash
#从命令行输入一个数 n ，统计从 1 + … + n 的值是多少？
SUM=0
i=0
while [ $i -le $1 ]
do
        SUM=$[$SUM+$i]
        i=$[$i+1] #i自增
done
echo "执行结果=$SUM"

11 read 读取控制台输出

11.1 基本语法

• read(选项)(参数)

• 选项：

  • -p ：指定读取值时的提示符
  • -t ：指定读取时等待的时间 (秒) ，如果没有在指定的时间内输入，就不再等待了…

• 参数：

  • 变量：指定读取值的变量名

11.2 应用实例 vim testRead.sh

• 案例1 ：读取控制台输入一个 NUM1 值
• 案例2 ：读取控制台输入一个 NUM2 值，在 10 秒内输入

#!/bin/bash
#案例1 ：读取控制台输入一个 NUM1 值
read -p "请输入数字NUM1=" NUM1
echo "你输入的NUM1="$NUM1
#案例2 ：读取控制台输入一个 NUM2 值，在 10 秒内输入
read -t 10 -p "请输入数字NUM2=" NUM2
echo "你输入的NUM2="$NUM2

12 函数

12.1 函数介绍

• shell 编程和其它编程语言一样，有系统函数，也可以自定义函数
• 系统函数中，这里就介绍两个

12.2 系统函数

12.2.1 basename 基本语法

• basename [pathname] ：返回完整路径最后 / 的后面的部分 ，常用于获取文件名
• basename [string] [suffix] ：删除所有的后缀包括最后一个 ( “/” ) 字符，然后将字符串显示出来
• suffix 为后缀，如果 suffix 被指定了，basename 会将 pathname 或 string 中的 suffix 去掉

12.2.2 basename 应用实例

• 请返回 /home/aaa/test.txt 的 “test.txt” 部分 => basename /home/aaa/test.txt

12.2.3 dirname 基本语法

• 返回完整路径最后 / 的前面的部分，常用于返回路径部分
• dirname 文件绝对路径：从给定的包含绝对路径的文件名中去除文件名 (非目录的部分），然后返回剩下的路径 (目录的部分) )

12.2.3 dirname 应用实例

• 请返回 /home/aaa/test.txt 的 “/home/aaa” 部分 => dirname /home/aaa/test.txt

12.3 自定义函数

12.3.1 基本语法

[ function ] funname[()]
{
	Action;
	[return int;]
}

• 调用直接写函数名 ：funname [值]

12.3.2 应用实例

• 计算输入两个参数的和 (动态的获取)

#!/bin/bash
#案例1: 计算输入两个参数的和 (动态的获取)

#定义函数 getSum
function getSum() {
        SUM=$[$n1+$n2]
        echo "两个参数的和=$SUM"
}

#输入两个值
read -p "请输入一个数n1=" n1
read -p "请输入一个数n2=" n2

#调用自定义函数
getSum $n1 $n2

13 shell 编程综合案例

13.1 需求分析

1. 每天凌晨 2:30 备份 数据库 xjs 到 /data/backup/db
2. 备份开始和备份结束能够给出相应的提示信息
3. 备份后的文件要求以备份时间为文件名，并打包成 .tar.gz 的形式，比如：2021-03-12_230201.tar.gz
4. 在备份的同时，检查是否有 10 天前备份的数据库文件，如果有就将其删除
5. 画一个思路分析图

3.2 代码 /usr/sbin/mysql_db.backup.sh

#备份目录
BACKUP=/data/backup/db
#当前时间
DATETIME=$(date +%Y-%m-%d_%H%M%S)
echo $DATETIME
#数据库的地址
HOST=localhost
#数据库用户名
DB_USER=root
#数据库密码
DB_PW=hsp
#备份的数据库名
DATABASE=xj
#创建备份目录, 如果不存在，就创建
[ ! -d "${BACKUP}/${DATETIME}" ] && mkdir -p "${BACKUP}/${DATETIME}"

#备份数据库
mysqldump -u${DB_USER} -p${DB_PW} --host=${HOST} -q -R --databases ${DATABASE} | gzip >
${BACKUP}/${DATETIME}/$DATETIME.sql.gz
#将文件处理成 tar.gz
cd ${BACKUP}
tar -zcvf $DATETIME.tar.gz ${DATETIME}
#删除对应的备份目录
rm -rf ${BACKUP}/${DATETIME}
#删除 10 天前的备份文件
find ${BACKUP} -atime +10 -name "*.tar.gz" -exec rm -rf {} \;
echo "备份数据库${DATABASE} 成功~"