Bash 脚本教程

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Bash 脚本入门

脚本（script）就是包含一系列命令的一个文本文件。Shell 读取这个文件，依次执行里面的所有命令，就好像这些命令直接输入到命令行一样。所有能够在命令行完成的任务，都能够用脚本完成。

脚本的好处是可以重复使用，也可以指定在特定场合自动调用，比如系统启动或关闭时自动执行脚本。

Shebang 行

脚本的第一行通常是指定解释器，即这个脚本必须通过什么解释器执行。这一行以#!字符开头，这个字符称为 Shebang，所以这一行就叫做 Shebang 行。

#!后面就是脚本解释器的位置，Bash 脚本的解释器一般是/bin/sh或/bin/bash。

#!/bin/sh
# 或者
#!/bin/bash

#!与脚本解释器之间有没有空格，都是可以的。

如果 Bash 解释器不放在目录/bin，脚本就无法执行了。为了保险，可以写成下面这样。

#!/usr/bin/env bash

上面命令使用env命令（这个命令总是在/usr/bin目录），返回 Bash 可执行文件的位置。env命令的详细介绍，请看后文。

Shebang 行不是必需的，但是建议加上这行。如果缺少该行，就需要手动将脚本传给解释器。举例来说，脚本是script.sh，有 Shebang 行的时候，可以直接调用执行。

$ ./script.sh

上面例子中，script.sh是脚本文件名。脚本通常使用.sh后缀名，不过这不是必需的。

如果没有 Shebang 行，就只能手动将脚本传给解释器来执行。

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

执行权限和路径

前面说过，只要指定了 Shebang 行的脚本，可以直接执行。这有一个前提条件，就是脚本需要有执行权限。可以使用下面的命令，赋予脚本执行权限。

# 给所有用户执行权限
$ chmod +x script.sh

# 给所有用户读权限和执行权限
$ chmod +rx script.sh
# 或者
$ chmod 755 script.sh

# 只给脚本拥有者读权限和执行权限
$ chmod u+rx script.sh

脚本的权限通常设为755（拥有者有所有权限，其他人有读和执行权限）或者700（只有拥有者可以执行）。

除了执行权限，脚本调用时，一般需要指定脚本的路径（比如path/script.sh）。如果将脚本放在环境变量$PATH指定的目录中，就不需要指定路径了。因为 Bash 会自动到这些目录中，寻找是否存在同名的可执行文件。

建议在主目录新建一个~/bin子目录，专门存放可执行脚本，然后把~/bin加入$PATH。

export PATH=$PATH:~/bin

上面命令改变环境变量$PATH，将~/bin添加到$PATH的末尾。可以将这一行加到~/.bashrc文件里面，然后重新加载一次.bashrc，这个配置就可以生效了。

$ source ~/.bashrc

以后不管在什么目录，直接输入脚本文件名，脚本就会执行。

$ script.sh

上面命令没有指定脚本路径，因为script.sh在$PATH指定的目录中。

env 命令

env命令总是指向/usr/bin/env文件，或者说，这个二进制文件总是在目录/usr/bin。

#!/usr/bin/env NAME这个语法的意思是，让 Shell 查找$PATH环境变量里面第一个匹配的NAME。如果你不知道某个命令的具体路径，或者希望兼容其他用户的机器，这样的写法就很有用。

/usr/bin/env bash的意思就是，返回bash可执行文件的位置，前提是bash的路径是在$PATH里面。其他脚本文件也可以使用这个命令。比如 Node.js 脚本的 Shebang 行，可以写成下面这样。

#!/usr/bin/env node

env命令的参数如下。

-i, --ignore-environment：不带环境变量启动。
-u, --unset=NAME：从环境变量中删除一个变量。
--help：显示帮助。
--version：输出版本信息。

下面是一个例子，新建一个不带任何环境变量的 Shell。

$ env -i /bin/sh

注释

Bash 脚本中，#表示注释，可以放在行首，也可以放在行尾。

# 本行是注释
echo 'Hello World!'

echo 'Hello World!' # 井号后面的部分也是注释

建议在脚本开头，使用注释说明当前脚本的作用，这样有利于日后的维护。

脚本参数

调用脚本的时候，脚本文件名后面可以带有参数。

$ script.sh word1 word2 word3

上面例子中，script.sh是一个脚本文件，word1、word2和word3是三个参数。

脚本文件内部，可以使用特殊变量，引用这些参数。

$0：脚本文件名，即script.sh。
$1~$9：对应脚本的第一个参数到第九个参数。
$#：参数的总数。
$@：全部的参数，参数之间使用空格分隔。
$*：全部的参数，参数之间使用变量$IFS值的第一个字符分隔，默认为空格，但是可以自定义。

如果脚本的参数多于9个，那么第10个参数可以用${10}的形式引用，以此类推。

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

下面是一个脚本内部读取命令行参数的例子。

#!/bin/bash
# script.sh

echo "全部参数：" $@
echo "命令行参数数量：" $#
echo '$0 = ' $0
echo '$1 = ' $1
echo '$2 = ' $2
echo '$3 = ' $3

执行结果如下。

$ ./script.sh a b c
全部参数：a b c
命令行参数数量：3
$0 =  script.sh
$1 =  a
$2 =  b
$3 =  c

用户可以输入任意数量的参数，利用for循环，可以读取每一个参数。

#!/bin/bash

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

上面例子中，$@返回一个全部参数的列表，然后使用for循环遍历。

如果多个参数放在双引号里面，视为一个参数。

$ ./script.sh "a b"

上面例子中，Bash 会认为"a b"是一个参数，$1会返回a b。注意，返回时不包括双引号。

shift 命令

shift命令可以改变脚本参数，每次执行都会移除脚本当前的第一个参数（$1），使得后面的参数向前一位，即$2变成$1、$3变成$2、$4变成$3，以此类推。

while循环结合shift命令，也可以读取每一个参数。

#!/bin/bash

echo "一共输入了 $# 个参数"

while [ "$1" != "" ]; do
  echo "剩下 $# 个参数"
  echo "参数：$1"
  shift
done

上面例子中，shift命令每次移除当前第一个参数，从而通过while循环遍历所有参数。

shift命令可以接受一个整数作为参数，指定所要移除的参数个数，默认为1。

shift 3

上面的命令移除前三个参数，原来的$4变成$1。

getopts 命令

getopts命令用在脚本内部，可以解析复杂的脚本命令行参数，通常与while循环一起使用，取出脚本所有的带有前置连词线（-）的参数。

getopts optstring name

它带有两个参数。第一个参数optstring是字符串，给出脚本所有的连词线参数。比如，某个脚本可以有三个配置项参数-l、-h、-a，其中只有-a可以带有参数值，而-l和-h是开关参数，那么getopts的第一个参数写成lha:，顺序不重要。注意，a后面有一个冒号，表示该参数带有参数值，getopts规定带有参数值的配置项参数，后面必须带有一个冒号（:）。getopts的第二个参数name是一个变量名，用来保存当前取到的配置项参数，即l、h或a。

下面是一个例子。

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循环不断执行getopts 'lha:' OPTION命令，每次执行就会读取一个连词线参数（以及对应的参数值），然后进入循环体。变量OPTION保存的是，当前处理的那一个连词线参数（即l、h或a）。如果用户输入了没有指定的参数（比如-x），那么OPTION等于?。循环体内使用case判断，处理这四种不同的情况。

如果某个连词线参数带有参数值，比如-a foo，那么处理a参数的时候，环境变量$OPTARG保存的就是参数值。

注意，只要遇到不带连词线的参数，getopts就会执行失败，从而退出while循环。比如，getopts可以解析command -l foo，但不可以解析command foo -l。另外，多个连词线参数写在一起的形式，比如command -lh，getopts也可以正确处理。

变量$OPTIND在getopts开始执行前是1，然后每次执行就会加1。等到退出while循环，就意味着连词线参数全部处理完毕。这时，$OPTIND - 1就是已经处理的连词线参数个数，使用shift命令将这些参数移除，保证后面的代码可以用$1、$2等处理命令的主参数。

配置项参数终止符 `--`

变量当作命令的参数时，有时希望指定变量只能作为实体参数，不能当作配置项参数，这时可以使用配置项参数终止符--。

$ myPath="~/docs"
$ ls -- $myPath

上面例子中，--强制变量$myPath只能当作实体参数（即路径名）解释。

如果变量不是路径名，就会报错。

$ myPath="-l"
$ ls -- $myPath
ls: 无法访问'-l': 没有那个文件或目录

上面例子中，变量myPath的值为-l，不是路径。但是，--强制$myPath只能作为路径解释，导致报错“不存在该路径”。

exit 命令

exit命令用于终止当前脚本的执行，并向 Shell 返回一个退出值。

$ exit

上面命令中止当前脚本，将最后一条命令的退出状态，作为整个脚本的退出状态。

exit命令后面可以跟参数，该参数就是退出状态。

# 退出值为0（成功）
$ exit 0

# 退出值为1（失败）
$ exit 1

退出时，脚本会返回一个退出值。脚本的退出值，0表示正常，1表示发生错误，2表示用法不对，126表示不是可执行脚本，127表示命令没有发现。如果脚本被信号N终止，则退出值为128 + N。简单来说，只要退出值非0，就认为执行出错。

下面是一个例子。

if [ $(id -u) != "0" ]; then
  echo "根用户才能执行当前脚本"
  exit 1
fi

上面的例子中，id -u命令返回用户的 ID，一旦用户的 ID 不等于0（根用户的 ID），脚本就会退出，并且退出码为1，表示运行失败。

exit与return命令的差别是，return命令是函数的退出，并返回一个值给调用者，脚本依然执行。exit是整个脚本的退出，如果在函数之中调用exit，则退出函数，并终止脚本执行。

命令执行结果

命令执行结束后，会有一个返回值。0表示执行成功，非0（通常是1）表示执行失败。环境变量$?可以读取前一个命令的返回值。

利用这一点，可以在脚本中对命令执行结果进行判断。

cd $some_directory
if [ "$?" = "0" ]; then
  rm *
else
  echo "无法切换目录！" 1>&2
  exit 1
fi

上面例子中，cd $some_directory这个命令如果执行成功（返回值等于0），就删除该目录里面的文件，否则退出脚本，整个脚本的返回值变为1，表示执行失败。

由于if可以直接判断命令的执行结果，执行相应的操作，上面的脚本可以改写成下面的样子。

if cd $some_directory; then
  rm *
else
  echo "Could not change directory! Aborting." 1>&2
  exit 1
fi

更简洁的写法是利用两个逻辑运算符&&（且）和||（或）。

# 第一步执行成功，才会执行第二步
cd $some_directory && rm *

# 第一步执行失败，才会执行第二步
cd $some_directory || exit 1

source 命令

source命令用于执行一个脚本，通常用于重新加载一个配置文件。

$ source .bashrc

source命令最大的特点是在当前 Shell 执行脚本，不像直接执行脚本时，会新建一个子 Shell。所以，source命令执行脚本时，不需要export变量。

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

上面脚本输出$foo变量的值。

# 当前 Shell 新建一个变量 foo
$ foo=1

# 打印输出 1
$ source test.sh
1

# 打印输出空字符串
$ bash test.sh

上面例子中，当前 Shell 的变量foo并没有export，所以直接执行无法读取，但是source执行可以读取。

source命令的另一个用途，是在脚本内部加载外部库。

#!/bin/bash

source ./lib.sh

function_from_lib

上面脚本在内部使用source命令加载了一个外部库，然后就可以在脚本里面，使用这个外部库定义的函数。

source有一个简写形式，可以使用一个点（.）来表示。

$ . .bashrc

别名，alias 命令

alias命令用来为一个命令指定别名，这样更便于记忆。下面是alias的格式。

alias NAME=DEFINITION

上面命令中，NAME是别名的名称，DEFINITION是别名对应的原始命令。注意，等号两侧不能有空格，否则会报错。

一个常见的例子是为grep命令起一个search的别名。

alias search=grep

alias也可以用来为长命令指定一个更短的别名。下面是通过别名定义一个today的命令。

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

有时为了防止误删除文件，可以指定rm命令的别名。

$ alias rm='rm -i'

上面命令指定rm命令是rm -i，每次删除文件之前，都会让用户确认。

alias定义的别名也可以接受参数，参数会直接传入原始命令。

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

上面例子中，别名定义了echo命令的前两个参数，等同于修改了echo命令的默认行为。

指定别名以后，就可以像使用其他命令一样使用别名。一般来说，都会把常用的别名写在~/.bashrc的末尾。另外，只能为命令定义别名，为其他部分（比如很长的路径）定义别名是无效的。

直接调用alias命令，可以显示所有别名。

$ alias

unalias命令可以解除别名。

$ unalias lt

参考链接

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