Linux服务器管理完全攻略第6篇：Shell脚本基础

Linux Server Administration Complete Guide Part 6

2026年1月21日Linux

Linux服务器管理完全攻略系列

第5篇：SSH与远程管理 | 第6篇：Shell脚本基础 (当前) | 第7篇：Shell脚本高级

前言：用Shell脚本进入自动化世界

手动处理重复性工作既浪费时间又容易出错。利用Shell脚本可以自动化复杂任务，实现一致的服务器管理。本篇讲解Bash Shell脚本的基础知识。

1. Shell脚本入门

1.1 第一个脚本

#!/bin/bash
# 第一个Shell脚本
# 文件名: hello.sh

echo "Hello, World!"
echo "当前时间: $(date)"
echo "当前用户: $USER"
echo "当前目录: $PWD"

1.2 执行脚本

# 创建脚本文件
vim hello.sh

# 赋予执行权限
chmod +x hello.sh

# 执行方法
./hello.sh            # 从当前目录执行
bash hello.sh         # 用bash直接执行
/path/to/hello.sh     # 用绝对路径执行

# 无执行权限时执行
bash hello.sh
sh hello.sh

1.3 理解Shebang

#!/bin/bash         # 使用Bash shell
#!/bin/sh           # 使用POSIX兼容shell
#!/usr/bin/env bash # 从环境中查找bash（可移植性好）
#!/usr/bin/python3  # Python脚本
#!/usr/bin/perl     # Perl脚本

2. 变量

2.1 变量声明和使用

#!/bin/bash

# 变量声明（=两边不能有空格）
name="张三"
age=25
readonly PI=3.14159  # 只读变量

# 使用变量
echo "姓名: $name"
echo "年龄: ${age}岁"  # 推荐使用大括号

# 删除变量
unset name

# 设置默认值
echo "${undefined_var:-默认值}"      # 如果为空则输出默认值
echo "${undefined_var:=新值}"        # 如果为空则赋值新值
echo "${name:?变量不存在}"           # 如果为空则输出错误

2.2 特殊变量

#!/bin/bash
# special_vars.sh arg1 arg2 arg3

echo "脚本名: $0"
echo "第一个参数: $1"
echo "第二个参数: $2"
echo "所有参数: $@"
echo "所有参数（字符串）: $*"
echo "参数个数: $#"
echo "当前进程ID: $$"
echo "最后一个后台进程ID: $!"
echo "最后一个命令退出码: $?"

2.3 环境变量

#!/bin/bash

# 主要环境变量
echo "主目录: $HOME"
echo "路径: $PATH"
echo "当前Shell: $SHELL"
echo "用户名: $USER"
echo "主机名: $HOSTNAME"
echo "终端类型: $TERM"

# 设置环境变量
export MY_VAR="my value"

# 查看所有环境变量
env
printenv

2.4 数组

#!/bin/bash

# 数组声明
fruits=("苹果" "香蕉" "橙子" "葡萄")

# 数组访问
echo "第一个: ${fruits[0]}"
echo "第三个: ${fruits[2]}"
echo "所有元素: ${fruits[@]}"
echo "数组长度: ${#fruits[@]}"

# 修改数组
fruits[1]="芒果"
fruits+=("猕猴桃")  # 添加元素

# 遍历数组
for fruit in "${fruits[@]}"; do
    echo "水果: $fruit"
done

# 关联数组（Bash 4+）
declare -A person
person[name]="张三"
person[age]=25
person[city]="北京"

echo "姓名: ${person[name]}"
echo "所有键: ${!person[@]}"

3. 运算符

3.1 算术运算

#!/bin/bash

a=10
b=3

# 算术运算方法
echo "加法: $((a + b))"
echo "减法: $((a - b))"
echo "乘法: $((a * b))"
echo "除法: $((a / b))"
echo "取模: $((a % b))"
echo "幂运算: $((a ** 2))"

# let命令
let "c = a + b"
echo "let结果: $c"

# expr命令（需要空格）
result=$(expr $a + $b)
echo "expr结果: $result"

# 自增运算符
((a++))
echo "自增后: $a"

# 小数计算（使用bc）
result=$(echo "scale=2; 10 / 3" | bc)
echo "小数计算: $result"

3.2 字符串操作

#!/bin/bash

str="Hello, World!"

# 字符串长度
echo "长度: ${#str}"

# 子字符串
echo "子串: ${str:0:5}"       # Hello
echo "后5个字符: ${str: -5}"  # orld!

# 字符串替换
echo "替换: ${str/World/China}"  # 只替换第一个
echo "全部替换: ${str//o/O}"      # 替换所有o为O

# 字符串删除
filename="document.txt.bak"
echo "删除扩展名: ${filename%.*}"      # document.txt
echo "删除全部扩展名: ${filename%%.*}" # document
echo "删除路径: ${filename#*/}"
echo "删除前缀: ${filename##*.}"       # bak

# 大小写转换（Bash 4+）
text="Hello World"
echo "大写: ${text^^}"
echo "小写: ${text,,}"

4. 条件语句

4.1 if语句

#!/bin/bash

age=20

# 基本if语句
if [ $age -ge 18 ]; then
    echo "成年人"
fi

# if-else
if [ $age -ge 18 ]; then
    echo "成年人"
else
    echo "未成年人"
fi

# if-elif-else
if [ $age -lt 13 ]; then
    echo "儿童"
elif [ $age -lt 20 ]; then
    echo "青少年"
else
    echo "成年人"
fi

# 使用[[ ]]（更多功能，Bash专用）
name="张三"
if [[ $name == "张三" && $age -ge 18 ]]; then
    echo "成年人张三"
fi

4.2 比较运算符

#!/bin/bash

# 数字比较
a=10
b=20

[ $a -eq $b ]  # 等于（equal）
[ $a -ne $b ]  # 不等于（not equal）
[ $a -lt $b ]  # 小于（less than）
[ $a -le $b ]  # 小于等于（less or equal）
[ $a -gt $b ]  # 大于（greater than）
[ $a -ge $b ]  # 大于等于（greater or equal）

# 字符串比较
str1="hello"
str2="world"

[ "$str1" = "$str2" ]   # 相等
[ "$str1" != "$str2" ]  # 不相等
[ -z "$str1" ]          # 空字符串
[ -n "$str1" ]          # 非空

# [[ ]]中的字符串比较
[[ $str1 == $str2 ]]    # 相等
[[ $str1 < $str2 ]]     # 字典序比较
[[ $str1 =~ ^h ]]       # 正则匹配

4.3 文件测试

#!/bin/bash

file="/etc/passwd"
dir="/home"

# 文件存在和类型
[ -e $file ]  # 存在
[ -f $file ]  # 普通文件
[ -d $dir ]   # 目录
[ -L $file ]  # 符号链接
[ -b $file ]  # 块设备
[ -c $file ]  # 字符设备
[ -S $file ]  # 套接字

# 文件权限
[ -r $file ]  # 可读
[ -w $file ]  # 可写
[ -x $file ]  # 可执行

# 文件属性
[ -s $file ]  # 大小不为零
[ -O $file ]  # 所有者是当前用户
[ -G $file ]  # 所属组是当前组

# 文件比较
[ $file1 -nt $file2 ]  # 更新（newer than）
[ $file1 -ot $file2 ]  # 更旧（older than）
[ $file1 -ef $file2 ]  # 同一文件（同一inode）

# 示例
if [ -f "/etc/passwd" ] && [ -r "/etc/passwd" ]; then
    echo "passwd文件存在且可读"
fi

4.4 case语句

#!/bin/bash

echo "请选择水果（1-4）:"
echo "1) 苹果"
echo "2) 香蕉"
echo "3) 橙子"
echo "4) 退出"
read choice

case $choice in
    1)
        echo "您选择了苹果"
        ;;
    2)
        echo "您选择了香蕉"
        ;;
    3)
        echo "您选择了橙子"
        ;;
    4)
        echo "退出"
        exit 0
        ;;
    *)
        echo "无效的选择"
        ;;
esac

# 模式匹配示例
read -p "输入文件名: " filename
case $filename in
    *.txt)
        echo "文本文件"
        ;;
    *.jpg|*.png|*.gif)
        echo "图像文件"
        ;;
    *.sh)
        echo "Shell脚本"
        ;;
    *)
        echo "未知文件类型"
        ;;
esac

5. 循环

5.1 for循环

#!/bin/bash

# 列表遍历
for fruit in 苹果 香蕉 橙子 葡萄; do
    echo "水果: $fruit"
done

# 范围遍历
for i in {1..5}; do
    echo "数字: $i"
done

# 指定步长
for i in {0..10..2}; do
    echo "偶数: $i"
done

# C风格for循环
for ((i=0; i<5; i++)); do
    echo "索引: $i"
done

# 文件遍历
for file in /var/log/*.log; do
    echo "日志文件: $file"
done

# 命令结果遍历
for user in $(cat /etc/passwd | cut -d: -f1); do
    echo "用户: $user"
done

5.2 while循环

#!/bin/bash

# 基本while
count=1
while [ $count -le 5 ]; do
    echo "计数: $count"
    ((count++))
done

# 无限循环
while true; do
    read -p "输入'q'退出: " input
    if [ "$input" = "q" ]; then
        break
    fi
done

# 读取文件
while IFS= read -r line; do
    echo "行: $line"
done < /etc/passwd

# 与管道配合
cat /etc/passwd | while read line; do
    echo "$line"
done

# 读取多个字段
while IFS=: read user pass uid gid desc home shell; do
    echo "用户: $user, UID: $uid, 主目录: $home"
done < /etc/passwd

5.3 until循环

#!/bin/bash

# until：条件为真时停止
count=1
until [ $count -gt 5 ]; do
    echo "计数: $count"
    ((count++))
done

# 服务等待示例
until nc -z localhost 80 2>/dev/null; do
    echo "等待Web服务器启动..."
    sleep 1
done
echo "Web服务器已启动！"

5.4 break和continue

#!/bin/bash

# break：退出循环
for i in {1..10}; do
    if [ $i -eq 5 ]; then
        echo "在5处退出"
        break
    fi
    echo "数字: $i"
done

# continue：跳过当前迭代
for i in {1..10}; do
    if [ $((i % 2)) -eq 0 ]; then
        continue  # 跳过偶数
    fi
    echo "奇数: $i"
done

# 嵌套循环中的break
for i in {1..3}; do
    for j in {1..3}; do
        if [ $j -eq 2 ]; then
            break 2  # 退出外层循环
        fi
        echo "i=$i, j=$j"
    done
done

6. 函数

6.1 函数定义和调用

#!/bin/bash

# 函数定义方法1
function greet {
    echo "你好！"
}

# 函数定义方法2（推荐）
greet2() {
    echo "欢迎！"
}

# 函数调用
greet
greet2

6.2 函数参数

#!/bin/bash

# 接收参数的函数
print_info() {
    echo "姓名: $1"
    echo "年龄: $2"
    echo "所有参数: $@"
    echo "参数个数: $#"
}

print_info "张三" 25

# 默认值设置
greet() {
    local name=${1:-"访客"}
    echo "你好，${name}！"
}

greet "张三"
greet

6.3 返回值

#!/bin/bash

# return返回退出码（0-255）
is_even() {
    if [ $(($1 % 2)) -eq 0 ]; then
        return 0  # 成功/真
    else
        return 1  # 失败/假
    fi
}

if is_even 4; then
    echo "4是偶数"
fi

# 返回值（使用echo）
get_double() {
    echo $(($1 * 2))
}

result=$(get_double 5)
echo "5的两倍: $result"

# 返回多个值
get_stats() {
    local sum=$(($1 + $2))
    local diff=$(($1 - $2))
    echo "$sum $diff"
}

read sum diff <<< $(get_stats 10 3)
echo "和: $sum, 差: $diff"

6.4 局部变量

#!/bin/bash

global_var="全局"

test_scope() {
    local local_var="局部"
    global_var="在函数中修改"

    echo "函数内局部变量: $local_var"
    echo "函数内全局变量: $global_var"
}

test_scope

echo "函数外全局变量: $global_var"
echo "函数外局部变量: $local_var"  # 空

7. 输入输出

7.1 用户输入

#!/bin/bash

# 基本输入
echo "请输入您的姓名:"
read name
echo "你好，$name！"

# 带提示符
read -p "请输入年龄: " age

# 密码输入（不显示）
read -sp "密码: " password
echo ""

# 超时设置
read -t 5 -p "5秒内输入: " input

# 字符数限制
read -n 1 -p "继续吗？ (y/n): " answer
echo ""

# 读入数组
read -a colors -p "喜欢的颜色（空格分隔）: "
echo "第一个颜色: ${colors[0]}"

7.2 输出

#!/bin/bash

# echo
echo "普通输出"
echo -n "不换行"
echo -e "制表符\t换行符\n特殊字符"

# printf（格式化）
printf "姓名: %s, 年龄: %d\n" "张三" 25
printf "小数: %.2f\n" 3.14159
printf "%-10s | %5d\n" "苹果" 100
printf "%-10s | %5d\n" "香蕉" 50

# 彩色输出
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
NC='\033[0m'  # No Color

echo -e "${RED}错误消息${NC}"
echo -e "${GREEN}成功消息${NC}"

7.3 重定向

#!/bin/bash

# 标准输出重定向
echo "日志内容" > logfile.txt     # 覆盖
echo "追加内容" >> logfile.txt    # 追加

# 标准错误重定向
command 2> error.log              # 仅错误
command > output.log 2>&1         # 输出和错误都
command &> all.log                # 输出和错误都（Bash）

# 标准输入重定向
while read line; do
    echo "$line"
done < input.txt

# Here Document
cat << EOF
多行
文本
一次输出。
变量替换: $USER
EOF

# Here String
grep "pattern" <<< "要搜索的字符串"

# 管道
cat /etc/passwd | grep "root" | cut -d: -f1

8. 命令执行与替换

8.1 命令替换

#!/bin/bash

# 使用$()（推荐）
current_date=$(date)
file_count=$(ls -1 | wc -l)

# 使用反引号（旧式）
current_date=`date`

# 可嵌套
inner=$(echo "Hello $(whoami)")

echo "当前日期: $current_date"
echo "文件数: $file_count"

8.2 检查命令执行结果

#!/bin/bash

# 检查退出码
ls /nonexistent 2>/dev/null
if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "成功"
else
    echo "失败"
fi

# 在条件语句中直接使用
if grep -q "root" /etc/passwd; then
    echo "root用户存在"
fi

# && 和 ||
mkdir test_dir && echo "目录创建成功"
rm nonexistent 2>/dev/null || echo "文件不存在"

# 命令组
{ echo "第一行"; echo "第二行"; } > output.txt

9. 实用脚本示例

9.1 系统信息脚本

#!/bin/bash
# system_info.sh - 显示系统信息

echo "========================================"
echo "        系统信息报告"
echo "========================================"
echo ""

echo "主机名: $(hostname)"
echo "操作系统: $(uname -o)"
echo "内核版本: $(uname -r)"
echo "架构: $(uname -m)"
echo ""

echo "--- CPU信息 ---"
echo "CPU: $(grep "model name" /proc/cpuinfo | head -1 | cut -d: -f2)"
echo "核心数: $(nproc)"
echo ""

echo "--- 内存信息 ---"
free -h | grep -E "Mem|Swap"
echo ""

echo "--- 磁盘使用 ---"
df -h | grep -E "^/dev"
echo ""

echo "--- 网络信息 ---"
ip -4 addr show | grep inet | awk '{print $2}'
echo ""

echo "--- 系统运行时间 ---"
uptime
echo ""

echo "========================================"

9.2 备份脚本

#!/bin/bash
# backup.sh - 简单备份脚本

# 配置
SOURCE_DIR="/home/$USER/documents"
BACKUP_DIR="/home/$USER/backups"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
BACKUP_FILE="backup_${DATE}.tar.gz"

# 创建备份目录
mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# 执行备份
echo "开始备份: $SOURCE_DIR"
if tar -czf "${BACKUP_DIR}/${BACKUP_FILE}" -C "$(dirname $SOURCE_DIR)" "$(basename $SOURCE_DIR)" 2>/dev/null; then
    echo "备份完成: ${BACKUP_DIR}/${BACKUP_FILE}"
    echo "文件大小: $(du -h ${BACKUP_DIR}/${BACKUP_FILE} | cut -f1)"
else
    echo "备份失败！"
    exit 1
fi

# 删除旧备份（7天以上）
echo ""
echo "清理旧备份..."
find "$BACKUP_DIR" -name "backup_*.tar.gz" -mtime +7 -delete
echo "完成！"

9.3 日志监控脚本

#!/bin/bash
# log_monitor.sh - 监控日志文件

LOG_FILE="${1:-/var/log/syslog}"
KEYWORD="${2:-error}"

if [ ! -f "$LOG_FILE" ]; then
    echo "文件不存在: $LOG_FILE"
    exit 1
fi

echo "开始监控日志: $LOG_FILE"
echo "关键词: $KEYWORD"
echo "退出: Ctrl+C"
echo "----------------------------"

tail -f "$LOG_FILE" | while read line; do
    if echo "$line" | grep -qi "$KEYWORD"; then
        echo "[$(date '+%H:%M:%S')] $line"
    fi
done

10. 调试

10.1 调试模式

#!/bin/bash

# 调试整个脚本
bash -x script.sh

# 在脚本内启用调试
set -x  # 开始调试
# 命令...
set +x  # 结束调试

# 只调试特定部分
debug() {
    if [ "$DEBUG" = "1" ]; then
        echo "[DEBUG] $*" >&2
    fi
}

DEBUG=1
debug "这是调试消息"

10.2 错误处理

#!/bin/bash

# 出错时立即退出
set -e

# 使用未定义变量时报错
set -u

# 检测管道错误
set -o pipefail

# 全部设置
set -euo pipefail

# 错误处理器
trap 'echo "错误发生: 行 $LINENO"; exit 1' ERR

# 退出时清理
cleanup() {
    echo "执行清理..."
    rm -f /tmp/tempfile
}
trap cleanup EXIT

总结

我们学习了Shell脚本的基础知识。通过组合变量、条件语句、循环和函数，可以创建各种自动化脚本。下一篇将讲解正则表达式、文本处理、高级模式等Shell脚本高级技巧。

返回列表

Linux服务器管理完全攻略 第6篇：Shell脚本基础

Linux Server Administration Complete Guide Part 6

Linux服务器管理完全攻略系列

前言：用Shell脚本进入自动化世界

1. Shell脚本入门

1.1 第一个脚本

1.2 执行脚本

1.3 理解Shebang

2. 变量

2.1 变量声明和使用

2.2 特殊变量

2.3 环境变量

2.4 数组

3. 运算符

3.1 算术运算

3.2 字符串操作

4. 条件语句

4.1 if语句

4.2 比较运算符

4.3 文件测试

4.4 case语句

5. 循环

5.1 for循环

5.2 while循环

5.3 until循环

5.4 break和continue

6. 函数

6.1 函数定义和调用

6.2 函数参数

6.3 返回值

6.4 局部变量

7. 输入输出

7.1 用户输入

7.2 输出

7.3 重定向

8. 命令执行与替换

8.1 命令替换

8.2 检查命令执行结果

9. 实用脚本示例

9.1 系统信息脚本

9.2 备份脚本

9.3 日志监控脚本

10. 调试

10.1 调试模式

10.2 错误处理

总结

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