第五课:《Linux就该这么学》课堂笔记

半腔热情 提交于 2020-02-27 09:04:18

“工作马马虎虎,只想在兴趣和游戏中寻觅快活,充其量只能获得一时的快感,绝不能尝到从心底涌出的惊喜和快乐,但来自工作的喜悦并不像糖果那样—放进嘴里就甜味十足,而是需要从苦劳与艰辛中渗出,因此当我们聚精会神,孜孜不倦,克服艰辛后的成就感,世上没有哪种喜悦可以类比”。——稻盛和夫

“更何况人类生活中工作占据了较大的比重,如果不能从劳动中、工作中获得充实感,那么即使从别的地方找到快乐,最终我们仍然会感到空虚和缺憾”。——稻盛和夫

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蓝色字体:需要输入的命令

红色字体:重点关注的解释和说明 

学习重点: 

4.2  编写Shell脚本

Shell脚本命令的工作方式有两种:交互式批处理

Ø   交互式(Interactive):用户每输入一条命令就立即执行。

Ø   批处理(Batch):由用户事先编写好一个完整的Shell脚本,Shell会一次性执行脚本中诸多的命令。

查看SHELL变量可以发现当前系统已经默认使用Bash作为命令行终端解释器了:

[root@linuxprobe ~]# echo $SHELL

/bin/bash

4.2.1  编写简单的脚本

例如,如果想查看当前所在工作路径并列出当前目录下所有的文件及属性信息,实现这个功能的脚本应该类似于下面这样:

[root@linuxprobe ~]# vim example.sh

#!/bin/bash 

#For Example BY linuxprobe.com 

pwd 

ls -al

Shell脚本文件的名称可以任意,但为了避免被误以为是普通文件,建议将.sh后缀加上,以表示是一个脚本文件。在上面的这个example.sh脚本中实际上出现了三种不同的元素:第一行的脚本声明(#!)用来告诉系统使用哪种Shell解释器来执行该脚本;第二行的注释信息(#)是对脚本功能和某些命令的介绍信息,使得自己或他人在日后看到这个脚本内容时,可以快速知道该脚本的作用或一些警告信息;第三、四行的可执行语句也就是我们平时执行的Linux命令了。什么?!你们不相信这么简单就编写出来了一个脚本程序,那我们来执行一下看看结果:

[root@linuxprobe ~]# bash example.sh

/root/Desktop

total 8

drwxr-xr-x. 2 root root 23 Jul 23 17:31 .

dr-xr-x---. 14 root root 4096 Jul 23 17:31 ..

-rwxr--r--. 1 root root 55 Jul 23 17:31 example.sh

除了上面用bash解释器命令直接运行Shell脚本文件外,第二种运行脚本程序的方法是通过输入完整路径的方式来执行。但默认会因为权限不足而提示报错信息,此时只需要为脚本文件增加执行权限即可(详见第5章)。初次学习Linux系统的读者不用心急,等下一章学完用户身份和权限后再来做这个实验也不迟:

 

[root@linuxprobe ~]# ./example.sh

bash: ./Example.sh: Permission denied

[root@linuxprobe ~]# chmod u+x example.sh

[root@linuxprobe ~]# ./example.sh

/root/Desktop

total 8

drwxr-xr-x. 2 root root 23 Jul 23 17:31 .

dr-xr-x---. 14 root root 4096 Jul 23 17:31 ..

-rwxr--r--. 1 root root 55 Jul 23 17:31 example.sh

4.2.2  接收用户的参数

但是,像上面这样的脚本程序只能执行一些预先定义好的功能,未免太过死板了。为了让Shell脚本程序更好地满足用户的一些实时需求,以便灵活完成工作,必须要让脚本程序能够像之前执行命令时那样,接收用户输入的参数。

$0  对应的是当前Shell脚本程序的名称,

$#  对应的是总共有几个参数,

$*  对应的是所有位置的参数值,

$?  对应的是显示上一次命令的执行返回值,

$1、$2、$3……  则分别对应着第N个位置的参数值,如图4-15所示。

4-15  Shell脚本程序中的参数位置变量

尝试编写一个脚本程序示例,通过引用上面的变量参数来看下真实效果:

[root@linuxprobe ~]# vim example.sh

#!/bin/bash

echo "当前脚本名称为$0"

echo "总共有$#个参数,分别是$*。"

echo "第1个参数为$1,第5个为$5。"

[root@linuxprobe ~]# sh example.sh one two three four five six

当前脚本名称为example.sh

总共有6个参数,分别是one two three four five six

1个参数为one,第5个为five

 

4.2.3  判断用户的参数

系统在执行mkdir命令时会判断用户输入的信息,即判断用户指定的文件夹名称是否已经存在,如果存在则提示报错;反之则自动创建。Shell脚本中的条件测试语法可以判断表达式是否成立,条件成立返回数字0否则便返回其他随机数值条件测试语法的执行格式如图4-16所示。切记,条件表达式两边均应有一个空格。

4-16  条件测试语句的执行格式

按照测试对象来划分,条件测试语句可以分为4种:

Ø   文件测试语句;

Ø   逻辑测试语句;

Ø   整数值比较语句;

Ø   字符串比较语句。

文件测试即使用指定条件来判断文件是否存在或权限是否满足等情况的运算符,具体的参数如表4-3所示。

表4-3       文件测试所用的参数

运算符

作用

-d

测试文件是否为目录类型

-e

测试文件是否存在

-f

判断是否为一般文件

-r

测试当前用户是否有权限读取

-w

测试当前用户是否有权限写入

-x

测试当前用户是否有权限执行

下面使用文件测试语句来判断/etc/fstab是否为一个目录类型的文件,然后通过Shell解释器的内设$?变量显示上一条命令执行后的返回值。如果返回值为0,则目录存在;如果返回值为非零的值,则意味着目录不存在:

[root@linuxprobe ~]# [ -d /etc/fstab ] 测试/etc/fstab是否为目录

[root@linuxprobe ~]# echo $? 输出结果,是返回1,不是返回其他或随机数值

1 是一个目录

再使用文件测试语句来判断/etc/fstab是否为一般文件,如果返回值为0,则代表文件存在,且为一般文件:

[root@linuxprobe ~]# [ -f /etc/fstab ] 测试/etc/fstab是否为一般文件

[root@linuxprobe ~]# echo $?  输出结果,是返回1,不是返回其他或随机数值

0 不是一个文件

逻辑语句用于对测试结果进行逻辑分析,根据测试结果可实现不同的效果。

逻辑“”的运算符号是 && 前面的命令执行成功后,则执行后面的命令因此可以用来判断/dev/cdrom文件是否存在,若存在则输出Exist字样。

[root@linuxprobe ~]# [ -e /dev/cdrom ] && echo "Exist" 判断/dev/cdrom文件是否存在,若存在则输出Exist字样

Exist

逻辑“”的运算符号是 || 前面命令执行失败,则执行后面的命令因此可以用来结合系统环境变量USER来判断当前登录的用户是否为非管理员身份:

[root@linuxprobe ~]# echo $USER 输出当前用户名

root  当前用户是root

[root@linuxprobe ~]# [ $USER = root ] || echo "user" 判断当前用户是否为root,若正确,则不输出

[root@linuxprobe ~]# su - linuxprobe 切换linuxprobe用户

[linuxprobe@linuxprobe ~]$ [ $USER = root ] || echo "user" 判断当前用户是否为root,若失败,则输出user

user 当前是linuxprobe用户,所以返回user

逻辑“”的运算符号是 !它表示把条件测试中的判断结果取相反值。如果原本测试的结果是正确的,则将其变成错误的;原本测试错误的结果则将其变成正确的。

我们现在切换回到root管理员身份,再判断当前用户是否为一个非管理员的用户。由于判断结果因为两次否定而变成正确,因此会正常地输出预设信息:

[linuxprobe@linuxprobe ~]$ exit 退出linuxprobe用户

logout

[root@linuxprobe root]# [ ! $USER = root ] || echo "administrator" 判断当前用户是否为root,若是,结果则不是,输出administrator

administrator 

当前我们正在登录的即为管理员用户—root。下面这个示例的执行顺序是,先判断当前登录用户的USER变量名称是否等于root,然后用逻辑运算符“非”进行取反操作,效果就变成了判断当前登录的用户是否为非管理员用户了。最后若条件成立则会根据逻辑“与”运算符输出user字样;或条件不满足则会通过逻辑“或”运算符输出root字样,而如果前面的&&不成立才会执行后面的||符号。

[root@linuxprobe ~]# [ ! $USER = root ] && echo "user" || echo "root"  判断当前用户是否为root,进行逻辑非运算,结果则不是,然后再逻辑与和实际输出用户判断,结果为失败,再进行逻辑或运算,结果为失败,最后输出root

root

整数比较运算符仅是对数字的操作,不能将数字与字符串、文件等内容一起操作,而且不能想当然地使用日常生活中的等号、大于号、小于号等来判断。因为等号与赋值命令符冲突,大于号和小于号分别与输出重定向命令符和输入重定向命令符冲突。

4-4                                                     可用的整数比较运算符

运算符

作用

-eq

是否等于

-ne

是否不等于

-gt

是否大于

-lt

是否小于

-le

是否等于或小于

-ge

是否大于或等于

 

接下来小试牛刀。我们先测试一下10是否大于10以及10是否等于10(通过输出的返回值内容来判断):

[root@linuxprobe ~]# [ 10 -gt 10 ] 判断10是否大于10

[root@linuxprobe ~]# echo $? 输出结果

1 (0为正确,其他和随机数为错误)

[root@linuxprobe ~]# [ 10 -eq 10 ] 判断10是否等于10

[root@linuxprobe ~]# echo $? 输出结果

(0为正确,其他和随机数为错误)

2.4节曾经讲过free命令,它可以用来获取当前系统正在使用及可用的内存量信息。接下来先使用free -m命令查看内存使用量情况(单位为MB),然后通过grep Mem:命令过滤出剩余内存量的行,再用awk '{print $4}'命令只保留第四列,最后用FreeMem=`语句`的方式把语句内执行的结果赋值给变量。

这个演示确实有些难度,但看懂后会觉得很有意思,没准在运维工作中也会用得上。

[root@linuxprobe ~]# free -m  以M为单位显示内存使用情况

            total     used     free     shared     buffers     cached

Mem:        1826      1244     582      9          1           413

-/+ buffers/cache:    830 996

Swap:       2047      0        2047

[root@linuxprobe ~]# free -m | grep Mem: 显示内存使用情况的Mem行的数值

Mem:        1826      1244     582      9 

[root@linuxprobe ~]# free -m | grep Mem: | awk '{print $4}' 显示内存使用情况的Mem行的第4列原数值

582

[root@linuxprobe ~]# FreeMem=`free -m | grep Mem: | awk '{print $4}'` 定义一个FreeMem等于显示内存使用情况的Mem行的第4列原数值

[root@linuxprobe ~]# echo $FreeMem 输出FreeMem的值

582

我们使用整数运算符来判断内存可用量的值是否小于1024,若小于则会提示“内存不足“,否则提示”内存充足“的字样:

[root@linuxprobe ~]# [ $FreeMem -lt 1024 ] && echo "内存不足" || echo“内存充足”

Insufficient Memory

字符串比较语句用于判断测试字符串是否为空值,或两个字符串是否相同。它经常用来判断某个变量是否未被定义(即内容为空值),理解起来也比较简单。字符串比较中常见的运算符如表4-5所示。

4-5                                                   常见的字符串比较运算符

运算符

作用

=

比较字符串内容是否相同

!=

比较字符串内容是否不同

-z

判断字符串内容是否为空

 

接下来通过判断String变量是否为空值,进而判断是否定义了这个变量:

[root@linuxprobe ~]# [ -z $String]

[root@linuxprobe ~]# echo $?

0

再尝试引入逻辑运算符来试一下。当用于保存当前语系的环境变量值LANG不是英语(en.US)时,则会满足逻辑测试条件并输出“Not en.US”(非英语)的字样:

[root@linuxprobe ~]# echo $LANG

en_US.UTF-8

[root@linuxprobe ~]# [ $LANG != "en.US" ] && echo "Not en.US"

Not en.US

4.3  流程控制语句

4.3.1  if条件测试语句

1.if条件语句的单分支结构if、then、fi关键词组成,而且只在条件成立后才执行预设的命令,相当于口语的“如果……那么……”。单分支的if语句属于最简单的一种条件判断结构,语法格式如图4-17所示。

4-17  单分支的if语句

下面使用单分支的if条件语句来判断/media/cdrom文件是否存在,若存在就结束条件判断和整个Shell脚本,反之则去创建这个目录:

[root@linuxprobe ~]# vim mkcdrom.sh 创建名为mkcdrom.sh的一个Shee脚本

#!/bin/bash  编辑脚本的声明

DIR="/media/cdrom" 定义一个DIR等于/media/cdrom目录

if [ ! -e $DIR ]  判断/media/cdrom是否存在

then 如果目录不存在

mkdir -p $DIR  哪么就创建/media/cdrom目录

fi  单分支if条件语句结束

由于第5章才讲解用户身份与权限,因此这里继续用“bash 脚本名称”的方式来执行脚本。在正常情况下,顺利执行完脚本文件后没有任何输出信息,但是可以使用ls命令验证/media/cdrom目录是否已经成功创建:

[root@linuxprobe ~]# bash mkcdrom.sh 运行名为mkcdrom.sh的一个Shee脚本

[root@linuxprobe ~]# ls -d /media/cdrom 查看一下刚才运行的脚本,是否创建/media/cdrom目录

/media/cdrom

2.if条件语句的双分支结构if、then、else、fi关键词组成,它进行一次条件匹配判断,如果与条件匹配,则去执行相应的预设命令;反之则去执行不匹配时的预设命令,相当于口语的“如果……那么……或者……那么……”。if条件语句的双分支结构也是一种很简单的判断结构,语法格式如图4-18所示。

4-18  双分支的if语句

下面使用双分支的if条件语句来验证某台主机是否在线,然后根据返回值的结果,要么显示主机在线信息,要么显示主机不在线信息。这里的脚本主要使用ping命令来测试与对方主机的网络联通性,而Linux系统中的ping命令不像Windows一样尝试4次就结束,因此为了避免用户等待时间过长,需要通过-c参数来规定尝试的次数,并使用-i参数定义每个数据包的发送间隔,以及使用-W参数定义等待超时时间。

[root@linuxprobe ~]# vim chkhost.sh 创建名为chkhost.sh的一个Shee脚本

#!/bin/bash  编辑脚本的声明

ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $1 &> /dev/null 我们使用Ping命令-c 3代表ping 三次,-i 0.2代表每次间隔2秒,-W 3最长响应时间为3秒。$1用户第一个输入的数字,&>输出到/dev/null 一个黑洞文件,没有功能的回收站。(如果不用&> /dev/null 屏幕会显示PING信息,利于查看。)

if [ $? -eq 0 ] 判断$?表示上一次命令的返回值 ,-eq表示是否等于,0表示是正确的

then 如果是正确

echo "Host $1 is On-line." 那么输出“Host $1代表用户第一次输入的参数 is On-line信息

else 或者不正确

echo "Host $1 is Off-line." 那么输出“Host $1代表用户第一次输入的参数 is Off-line信息

fi 双分支if条件语句结束

我们在4.2.3小节中用过$?变量,作用是显示上一次命令的执行返回值。若前面的那条语句成功执行,则$?变量会显示数字0,反之则显示一个非零的数字(可能为1,也可能为2,取决于系统版本)。因此可以使用整数比较运算符来判断$?变量是否为0,从而获知那条语句的最终判断情况。这里的服务器IP地址为192.168.10.10,我们来验证一下脚本的效果:

[root@linuxprobe ~]# bash chkhost.sh 192.168.10.10  用Shell脚本验证192.168.10.10是否在线

Host 192.168.10.10 is On-line.

[root@linuxprobe ~]# bash chkhost.sh 192.168.10.20  用Shell脚本验证192.168.10.20是否在线

Host 192.168.10.20 is Off-line.

 

3.if条件语句的多分支结构if、then、else、elif、fi关键词组成,它进行多次条件匹配判断,这多次判断中的任何一项在匹配成功后都会执行相应的预设命令,相当于口语的“如果……那么……如果……那么……”。if条件语句的多分支结构是工作中最常使用的一种条件判断结构,尽管相对复杂但是更加灵活,语法格式如图4-19所示。

4-19  多分支的if语句

下面使用多分支的if条件语句来判断用户输入的分数在哪个成绩区间内,然后输出如ExcellentPassFail等提示信息。在Linux系统中,read是用来读取用户输入信息的命令,能够把接收到的用户输入信息赋值给后面的指定变量,-p参数用于向用户显示一定的提示信息。在下面的脚本示例中,只有当用户输入的分数大于等于85分且小于等于100分,才输出Excellent字样;若分数不满足该条件(即匹配不成功),则继续判断分数是否大于等于70分且小于等于84分,如果是,则输出Pass字样;若两次都落空(即两次的匹配操作都失败了),则输出Fail字样:

[root@linuxprobe ~]# vim chkscore.sh  创建名为chkscore.sh的一个Shee脚本

#!/bin/bash  编辑脚本的声明

read -p "Enter your score(0-100):" GRADE  read读取用户输入信息赋值给GRADE变量,-p向用户提示输入0-100的数值

if [ $GRADE -ge 85 ] && [ $GRADE -le 100 ] ; then  判断输入的值GRADE是否-ge大于85,&&如果满足条件,再判断GRADE是否 -le小于 100,如果满足

echo "$GRADE is Excellent"  那么输出“$GRADE is Excellent”信息

elif [ $GRADE -ge 70 ] && [ $GRADE -le 84 ] ; then 如果不满足,继续判断$GRADE是否 -ge大于70,&&如果满足条件,再判断$GRADE是否-le 小于84,如果满足

echo "$GRADE is Pass" 那么输出“$GRADE is Pass”信息

else 多分支if条件语句结束

echo "$GRADE is Fail" 输出“$GRADE is Fail”信息

fi  单分支if条件语句结束

[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh  用Shell脚本验证chkscore.sh

Enter your score0-100):88

88 is Excellent

[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh 用Shell脚本验证chkscore.sh

Enter your score0-100):80

80 is Pass

下面执行该脚本。当用户输入的分数分别为30200时,其结果如下:

[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh  用Shell脚本验证chkscore.sh

Enter your score0-100):30

30 is Fail

[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh  用Shell脚本验证chkscore.sh

Enter your score0-100):200 

200 is Fail

为什么输入的分数为200时,依然显示Fail呢?原因很简单—没有成功匹配脚本中的两个条件判断语句,因此自动执行了最终的兜底策略。可见,这个脚本还不是很完美,建议读者自行完善这个脚本,使得用户在输入大于100或小于0的分数时,给予Error报错字样的提示。

4.3.2  for条件循环语句

for循环语句允许脚本一次性读取多个信息,然后逐一对信息进行操作处理,当要处理的数据有范围时,使用for循环语句再适合不过了。for循环语句的语法格式如图4-20所示。

4-20  for循环语句的语法格式

下面使用for循环语句从列表文件中读取多个用户名,然后为其逐一创建用户账户并设置密码。首先创建用户名称的列表文件users.txt,每个用户名称单独一行。读者可以自行决定具体的用户名称和个数:

[root@linuxprobe ~]# vim users.txt 创建users.txt文件,并用VIM编辑,输入以下内容:

andy

barry

carl

duke

eric

george

接下来编写Shell脚本Example.sh。在脚本中使用read命令读取用户输入的密码值,然后赋值给PASSWD变量,并通过-p参数向用户显示一段提示信息,告诉用户正在输入的内容即将作为账户密码。在执行该脚本后,会自动使用从列表文件users.txt中获取到所有的用户名称,然后逐一使用“id 用户名”命令查看用户的信息,并使用$?判断这条命令是否执行成功,也就是判断该用户是否已经存在。

需要多说一句,/dev/null是一个被称作Linux黑洞的文件,把输出信息重定向到这个文件等同于删除数据(类似于没有回收功能的垃圾箱),可以让用户的屏幕窗口保持简洁。

[root@linuxprobe ~]# vim Example.sh  创建名为Example.sh的一个Shee脚本

#!/bin/bash  编辑脚本的声明

read -p "Enter The Users Password : " PASSWD  read读取用户输入信息赋值给PASSWD变量,-p向用户提示输入PASSWD的值

for UNAME in `cat users.txt`  进行for循环,定义变量UNAME。从中users.txt(上述创建的文件)文件中cat读取用户并赋值给UNAME

do   

id $UNAME &> /dev/null  判断这个用户是否存在,将判断的信息重定向到黑洞文件中。

if [ $? -eq 0 ]  判断$?上一个用户是否 -eq 等于 0 ,如果存在就等于0

then  fou语句结束

echo "Already exists"  输出Already sxists信息

else  如果用户不存在,继续执行下面脚本

useradd $UNAME &> /dev/null  创建$UNAME 并重定向&> 到/dev/null黑洞文件中

echo "$PASSWD" | passwd --stdin $UNAME &> /dev/null  将刚才输入的PASSWD使用管道符(任意门)| 传递给$UNAME用户,&>重定向到/dev/null黑洞文件

if [ $? -eq 0 ]  判断$?上一个用户是否 -eq 等于 0 ,如果存在就等于0。

then fou语句结束

echo "$UNAME , Create success"   输出Create success信息,用户创建成功

else 如果不等0

echo "$UNAME , Create failure"  输出Create Failure信息,用户创建失败

fi  结束单分支语句

fi  结束双分支语句

done   结束for语句循环

执行批量创建用户的Shell脚本Example.sh,在输入为账户设定的密码后将由脚本自动检查并创建这些账户。由于已经将多余的信息通过输出重定向符转移到了/dev/null黑洞文件中,因此在正常情况下屏幕窗口除了“用户账户创建成功”(Create success)的提示后不会有其他内容。

Linux系统中,/etc/passwd是用来保存用户账户信息的文件。如果想确认这个脚本是否成功创建了用户账户,可以打开这个文件,看其中是否有这些新创建的用户信息。

[root@linuxprobe ~]# bash Example.sh

Enter The Users Password : linuxprobe

andy , Create success

barry , Create success

carl , Create success

duke , Create success

eric , Create success

george , Create success

[root@linuxprobe ~]# tail -6 /etc/passwd

andy:x:1001:1001::/home/andy:/bin/bash

barry:x:1002:1002::/home/barry:/bin/bash

carl:x:1003:1003::/home/carl:/bin/bash

duke:x:1004:1004::/home/duke:/bin/bash

eric:x:1005:1005::/home/eric:/bin/bash

george:x:1006:1006::/home/george:/bin/bash

您还记得在学习双分支if条件语句时,用到的那个测试主机是否在线的脚本么?既然我们现在已经掌握了for循环语句,不妨做些更酷的事情,比如尝试让脚本从文本中自动读取主机列表,然后自动逐个测试这些主机是否在线。

首先创建一个主机列表文件ipadds.txt

[root@linuxprobe ~]# vim ipadds.txt

192.168.10.10

192.168.10.11

192.168.10.12

然后前面的双分支if条件语句与for循环语句相结合,让脚本从主机列表文件ipadds.txt中自动读取IP地址(用来表示主机)并将其赋值给HLIST变量,从而通过判断ping命令执行后的返回值来逐个测试主机是否在线。脚本中出现的$(命令)是一种完全类似于第3章的转义字符中反引号`命令`Shell操作符,效果同样是执行括号或双引号括起来的字符串中的命令。大家在编写脚本时,多学习几种类似的新方法,可在工作中大显身手:

[root@linuxprobe ~]# vim CheckHosts.sh

#!/bin/bash

HLIST=$(cat ~/ipadds.txt)

for IP in $HLIST

do

ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $IP &> /dev/null

if [ $? -eq 0 ] ; then

echo "Host $IP is On-line."

else

echo "Host $IP is Off-line."

fi

done

[root@linuxprobe ~]# ./CheckHosts.sh

Host 192.168.10.10 is On-line.

Host 192.168.10.11 is Off-line.

Host 192.168.10.12 is Off-line.

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