2026年03月27日-Linux Shell脚本编程

Linux Shell脚本编程实战

Shell脚本是Linux系统管理和自动化运维的利器。掌握Shell编程，能够显著提升工作效率，实现复杂任务的自动化处理。

基础语法规范

Shebang声明：脚本第一行指定解释器

#!/bin/bash
# 或者
#!/usr/bin/env bash
​

变量定义与使用：

# 变量赋值（等号两边无空格）
name="张三"
age=25

# 使用变量（推荐用花括号）
echo "姓名：${name}, 年龄：${age}"

# 只读变量
readonly PI=3.14159

# 删除变量
unset name
​

命令替换：将命令输出赋值给变量

# 反引号方式（旧式）
files_count=`ls -l | wc -l`

# $()方式（推荐，支持嵌套）
files_count=$(ls -l | wc -l)
current_date=$(date +%Y-%m-%d)
​

条件判断与流程控制

if条件语句：

#!/bin/bash
score=85

if [ $score -ge 90 ]; then
    echo "优秀"
elif [ $score -ge 60 ]; then
    echo "及格"
else
    echo "不及格"
fi

# 文件测试
if [ -f "/etc/passwd" ]; then
    echo "文件存在"
fi

# 逻辑运算
if [ -f "$file" ] && [ -r "$file" ]; then
    echo "文件存在且可读"
fi
​

case语句：

#!/bin/bash
action=$1

case "$action" in
    start)
        echo "启动服务"
        ;;
    stop)
        echo "停止服务"
        ;;
    restart|reload)
        echo "重启服务"
        ;;
    *)
        echo "用法: $0 {start|stop|restart}"
        exit 1
        ;;
esac
​

for循环：

# 遍历列表
for fruit in apple banana orange; do
    echo "水果：$fruit"
done

# 遍历文件
for file in *.txt; do
    echo "处理文件：$file"
done

# C风格循环
for ((i=1; i<=10; i++)); do
    echo "数字：$i"
done
​

while循环：

# 读取文件行
while IFS= read -r line; do
    echo "$line"
done < file.txt

# 条件循环
count=0
while [ $count -lt 5 ]; do
    echo "计数：$count"
    count=$((count + 1))
done
​

函数与模块化

函数定义：

#!/bin/bash

# 函数定义
log_info() {
    local timestamp=$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    echo "[INFO] [$timestamp] $1"
}

log_error() {
    local timestamp=$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    echo "[ERROR] [$timestamp] $1" >&2
}

# 调用函数
log_info "脚本开始执行"

# 返回值
check_file() {
    if [ -f "$1" ]; then
        return 0  # 成功
    else
        return 1  # 失败
    fi
}

if check_file "/etc/passwd"; then
    echo "文件检查通过"
fi
​

参数处理

位置参数：

#!/bin/bash
# $0 脚本名称
# $1 第一个参数
# $2 第二个参数
# $@ 所有参数（作为独立字符串）
# $* 所有参数（作为单个字符串）
# $# 参数个数

echo "脚本名称：$0"
echo "参数个数：$#"
echo "所有参数：$@"

# 遍历参数
for arg in "$@"; do
    echo "参数：$arg"
done
​

getopts处理选项：

#!/bin/bash
while getopts "a:b:h" opt; do
    case $opt in
        a)
            echo "选项a，参数：$OPTARG"
            ;;
        b)
            echo "选项b，参数：$OPTARG"
            ;;
        h)
            echo "用法: $0 [-a value] [-b value] [-h]"
            exit 0
            ;;
        \?)
            echo "无效选项: -$OPTARG"
            exit 1
            ;;
    esac
done
​

文本处理三剑客

grep：文本搜索

# 搜索关键词
grep "error" /var/log/syslog

# 递归搜索
grep -r "TODO" ./src

# 正则表达式
grep -E "^[0-9]+$" numbers.txt

# 统计匹配行数
grep -c "root" /etc/passwd
​

sed：流编辑器

# 替换文本
sed 's/old/new/g' file.txt

# 删除行
sed '/pattern/d' file.txt

# 打印指定行
sed -n '10,20p' file.txt

# 直接修改文件
sed -i 's/foo/bar/g' file.txt
​

awk：文本分析工具

# 打印指定列
awk '{print $1, $3}' file.txt

# 按条件过滤
awk '$3 > 100 {print $0}' file.txt

# 统计
awk '{sum+=$1} END {print sum}' numbers.txt

# 格式化输出
awk '{printf "%-10s %8d\n", $1, $2}' file.txt
​

实用脚本案例

日志分析脚本：

#!/bin/bash
LOG_FILE="/var/log/nginx/access.log"

echo "=== 访问统计 ==="
echo "总访问量：$(wc -l < $LOG_FILE)"
echo "独立IP数：$(awk '{print $1}' $LOG_FILE | sort -u | wc -l)"
echo ""
echo "=== 访问量前10的IP ==="
awk '{print $1}' $LOG_FILE | sort | uniq -c | sort -rn | head -10
​

批量文件重命名：

#!/bin/bash
counter=1
for file in *.jpg; do
    printf -v new_name "image_%04d.jpg" "$counter"
    mv "$file" "$new_name"
    ((counter++))
done
​

系统监控脚本：

#!/bin/bash
while true; do
    cpu_usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}')
    mem_usage=$(free | grep Mem | awk '{printf("%.2f"), $3/$2 * 100.0}')
    echo "$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S') CPU: ${cpu_usage}% MEM: ${mem_usage}%"
    sleep 5
done
​

最佳实践

1. 使用set -euo pipefail：在脚本开头设置严格模式，遇到错误立即退出
2. 变量引用加引号：避免空格导致的问题
3. 函数式编程：复杂脚本拆分为函数，提高可读性和可维护性
4. 注释与文档：添加清晰注释，说明脚本用途和关键逻辑
5. 错误处理：检查命令返回值，给出友好的错误提示
6. 日志记录：记录脚本执行过程，便于问题排查

Shell脚本是运维自动化的基础技能，结合其他工具（如Ansible、Jenkins）可以构建强大的自动化运维体系。不断积累常用脚本片段，形成个人工具库，能极大提升工作效率。