## 12.1 什么是 Shell scripts 什么是 shell script （程序化腳本） 呢？就字面上的意義，我們將他分為兩部份。 在“ shell ”部分，我們在 [十章的 BASH](../Text/index.html) 當中已經提過了，那是一個命令行下面讓我們與系統溝通的一個工具接口。那么“ script ”是啥？ 字面上的意義， script 是“腳本、劇本”的意思。整句話是說， shell script 是針對 shell 所寫的“劇本！” 什么東西啊？其實， shell script 是利用 shell 的功能所寫的一個“程序 （program）”，這個程序是使用純文本文件，將一些 shell 的語法與指令（含外部指令）寫在里面， 搭配正則表達式、管線命令與數據流重導向等功能，以達到我們所想要的處理目的。 所以，簡單的說， shell script 就像是早期 DOS 年代的批處理文件 （.bat） ，最簡單的功能就是將許多指令匯整寫在一起， 讓使用者很輕易的就能夠 one touch 的方法去處理復雜的動作 （執行一個文件 "shell script" ，就能夠一次執行多個指令）。 而且 shell script 更提供陣列、循環、條件與邏輯判斷等重要功能，讓使用者也可以直接以 shell 來撰寫程序，而不必使用類似 C 程序語言等傳統程序撰寫的語法呢！ 這么說你可以了解了嗎？是的！ shell script 可以簡單的被看成是批處理文件， 也可以被說成是一個程序語言，且這個程序語言由于都是利用 shell 與相關工具指令， 所以不需要編譯即可執行，且擁有不錯的除錯 （debug） 工具，所以，他可以幫助系統管理員快速的管理好主機。 ### 12.1.1 干嘛學習 shell scripts 這是個好問題：“我又干嘛一定要學 shell script ？我又不是信息人，沒有寫程序的概念， 那我干嘛還要學 shell script 呢？不要學可不可以啊？”呵呵～如果 Linux 對你而言， 你只是想要“會用”而已，那么，不需要學 shell script 也還無所謂，這部分先給他跳過去， 等到有空的時候，再來好好的瞧一瞧。但是，如果你是真的想要玩清楚 Linux 的來龍去脈， 那么 shell script 就不可不知，為什么呢？因為： * 自動化管理的重要依據 不用鳥哥說你也知道，管理一部主機真不是件簡單的事情，每天要進行的任務就有：查詢登錄文件、追蹤流量、監控使用者使用主機狀態、主機各項硬件設備狀態、 主機軟件更新查詢、更不要說得應付其他使用者的突然要求了。而這些工作的進行可以分為： （1）自行手動處理，或是 （2）寫個簡單的程序來幫你每日“自動處理分析”這兩種方式，你覺得哪種方式比較好？ 當然是讓系統自動工作比較好，對吧！呵呵～這就得要良好的 shell script 來幫忙的啦！ * 追蹤與管理系統的重要工作 雖然我們還沒有提到服務啟動的方法，不過，這里可以先提一下，我們 CentOS 6.x 以前的版本中，系統的服務 （services） 啟動的接口是在 /etc/init.d/ 這個目錄下，目錄下的所有文件都是 scripts ； 另外，包括開機 （booting） 過程也都是利用 shell script 來幫忙搜尋系統的相關設置數據， 然后再代入各個服務的設置參數啊！舉例來說，如果我們想要重新啟動系統登錄文件， 可以使用：“/etc/init.d/rsyslogd restart”，那個 rsyslogd 文件就是 script 啦！ 另外，鳥哥曾經在某一代的 Fedora 上面發現，啟動 MySQL 這個數據庫服務時，確實是可以啟動的， 但是屏幕上卻老是出現“failure”！后來才發現，原來是啟動 MySQL 那個 script 會主動的以“空的密碼”去嘗試登陸 MySQL ，但為了安全性鳥哥修改過 MySQL 的密碼啰～當然就登陸失敗～ 后來改了改 script ，就略去這個問題啦！如此說來， script 確實是需要學習的啊！ 時至今日，雖然 /etc/init.d/* 這個腳本啟動的方式 （systemV） 已經被新一代的 systemd 所取代 （從 CentOS 7 開始）， 但是很多的個別服務在管理他們的服務啟動方面，還是使用 shell script 的機制喔！所以，最好還是能夠熟悉啦！ * 簡單入侵偵測功能 當我們的系統有異狀時，大多會將這些異狀記錄在系統記錄器，也就是我們常提到的“系統登錄文件”， 那么我們可以在固定的幾分鐘內主動的去分析系統登錄文件，若察覺有問題，就立刻通報管理員， 或者是立刻加強防火墻的設置規則，如此一來，你的主機可就能夠達到“自我保護”的聰明學習功能啦～ 舉例來說，我們可以通過 shell script 去分析“當該封包嘗試幾次還是連線失敗之后，就予以抵擋住該 IP”之類的舉動，例如鳥哥寫過一個關于[抵擋砍站軟件的 shell script](http://linux.vbird.org/linux_server/0360apache.php#security_teleport) ， 就是用這個想法去達成的呢！ * 連續指令單一化 其實，對于新手而言， script 最簡單的功能就是：“匯整一些在 command line 下達的連續指令，將他寫入 scripts 當中，而由直接執行 scripts 來啟動一連串的 command line 指令輸入！”例如： 防火墻連續規則 （iptables），開機載入程序的項目 （就是在 /etc/rc.d/rc.local 里頭的數據） ，等等都是相似的功能啦！ 其實，說穿了，如果不考慮 program 的部分，那么 scripts 也可以想成“僅是幫我們把一大串的指令匯整在一個文件里面， 而直接執行該文件就可以執行那一串又臭又長的指令段！”就是這么簡單啦！ * 簡易的數據處理 由前一章[正則表達式](../Text/index.html)的 awk 程序說明中， 你可以發現， awk 可以用來處理簡單的數據數據呢！例如薪資單的處理啊等等的。 shell script 的功能更強大，例如鳥哥曾經用 shell script 直接處理數據數據的比對啊， 文字數據的處理啊等等的，撰寫方便，速度又快（因為在 Linux 性能較佳），真的是很不錯用的啦！ 舉例來說，鳥哥每學期都得要以學生的學號來創建他們能夠操作 Linux 的系統帳號，然后每個帳號還得要能夠有磁盤容量的限制 （quota） 以及相關的設置等等， 那因為學校的校務系統提供的數據都是一整串學生信息，并沒有單純的學號字段，所以鳥哥就得要通過前幾章的方法搭配 shell script 來自動處理相關設置流程， 這樣才不會每學期都頭疼一次啊！ * 跨平臺支持與學習歷程較短 幾乎所有的 Unix Like 上面都可以跑 shell script ，連 MS Windows 系列也有相關的 script 仿真器可以用， 此外， shell script 的語法是相當友好的，看都看的懂得文字 （雖然是英文），而不是機器碼， 很容易學習～這些都是你可以加以考慮的學習點啊！ 上面這些都是你考慮學習 shell script 的特點～此外， shell script 還可以簡單的以 vim 來直接編寫，實在是很方便的好東西！所以，還是建議你學習一下啦。 不過，雖然 shell script 號稱是程序 （program） ，但實際上， shell script 處理數據的速度上是不太夠的。因為 shell script 用的是外部的指令與 bash shell 的一些默認工具，所以，他常常會去調用外部的函數庫，因此，運算速度上面當然比不上傳統的程序語言。 所以啰， shell script 用在系統管理上面是很好的一項工具，但是用在處理大量數值運算上， 就不夠好了，因為 Shell scripts 的速度較慢，且使用的 CPU 資源較多，造成主機資源的分配不良。還好， 我們通常利用 shell script 來處理服務器的偵測，倒是沒有進行大量運算的需求啊！所以不必擔心的啦！ ### 12.1.2 第一支 script 的撰寫與執行 如同前面講到的，shell script 其實就是純文本文件，我們可以編輯這個文件，然后讓這個文件來幫我們一次執行多個指令， 或者是利用一些運算與邏輯判斷來幫我們達成某些功能。所以啦，要編輯這個文件的內容時，當然就需要具備有 bash 指令下達的相關認識。下達指令需要注意的事項在[第四章的開始下達指令](../Text/index.html#cmd_cmd)小節內已經提過，有疑問請自行回去翻閱。 在 shell script 的撰寫中還需要用到下面的注意事項： 1. 指令的執行是從上而下、從左而右的分析與執行； 2. 指令的下達就如同[第四章](../Text/index.html#cmd_cmd)內提到的： 指令、選項與參數間的多個空白都會被忽略掉； 3. 空白行也將被忽略掉，并且 [tab] 按鍵所推開的空白同樣視為空白鍵； 4. 如果讀取到一個 Enter 符號 （CR） ，就嘗試開始執行該行 （或該串） 命令； 5. 至于如果一行的內容太多，則可以使用“ \[Enter] ”來延伸至下一行； 6. “ # ”可做為注解！任何加在 # 后面的數據將全部被視為注解文字而被忽略！ 如此一來，我們在 script 內所撰寫的程序，就會被一行一行的執行。現在我們假設你寫的這個程序文件名是 /home/dmtsai/shell.sh 好了，那如何執行這個文件？很簡單，可以有下面幾個方法： * 直接指令下達： shell.sh 文件必須要具備可讀與可執行 （rx） 的權限，然后： * 絕對路徑：使用 /home/dmtsai/shell.sh 來下達指令； * 相對路徑：假設工作目錄在 /home/dmtsai/ ，則使用 ./shell.sh 來執行 * 變量“PATH”功能：將 shell.sh 放在 PATH 指定的目錄內，例如： ~/bin/ * 以 bash 程序來執行：通過“ bash shell.sh ”或“ sh shell.sh ”來執行 反正重點就是要讓那個 shell.sh 內的指令可以被執行的意思啦！ 咦！那我為何需要使用 “./shell.sh ”來下達指令？忘記了嗎？回去[第十章內的指令搜尋順序](../Text/index.html#settings_path)察看一下， 你就會知道原因了！同時，由于 CentOS 默認使用者主文件夾下的 ~/bin 目錄會被設置到 ${PATH} 內，所以你也可以將 shell.sh 創建在 /home/dmtsai/bin/ 下面 （ ~/bin 目錄需要自行設置） 。此時，若 shell.sh 在 ~/bin 內且具有 rx 的權限，那就直接輸入 shell.sh 即可執行該腳本程序！ 那為何“ sh shell.sh ”也可以執行呢？這是因為 /bin/sh 其實就是 /bin/bash （鏈接文件），使用 sh shell.sh 亦即告訴系統，我想要直接以 bash 的功能來執行 shell.sh 這個文件內的相關指令的意思，所以此時你的 shell.sh 只要有 r 的權限即可被執行喔！而我們也可以利用 sh 的參數，如 -n 及 -x 來檢查與追蹤 shell.sh 的語法是否正確呢！ ^_^ * 撰寫第一支 script 在武俠世界中，不論是那個門派，要學武功要從掃地與蹲馬步做起，那么要學程序呢？呵呵，肯定是由“秀出 Hello World！” 這個字眼開始的！OK！那么鳥哥就先寫一支 script 給大家瞧一瞧： ``` [dmtsai@study ~]$ mkdir bin; cd bin [dmtsai@study bin]$ vim hello.sh #!/bin/bash # Program: # This program shows "Hello World!" in your screen. # History: # 2015/07/16 VBird First release PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin:~/bin export PATH echo -e "Hello World! \a \n" exit 0 ``` 在本章當中，請將所有撰寫的 script 放置到你主文件夾的 ~/bin 這個目錄內，未來比較好管理啦！上面的寫法當中，鳥哥主要將整個程序的撰寫分成數段，大致是這樣： 1. 第一行 #!/bin/bash 在宣告這個 script 使用的 shell 名稱： 因為我們使用的是 bash ，所以，必須要以“ **#!/bin/bash** ”來宣告這個文件內的語法使用 bash 的語法！那么當這個程序被執行時，他就能夠載入 bash 的相關環境配置文件 （一般來說就是 [non-login shell 的 ~/.bashrc](../Text/index.html#settings_bashrc_shell)）， 并且執行 bash 來使我們下面的指令能夠執行！這很重要的！（在很多狀況中，如果沒有設置好這一行， 那么該程序很可能會無法執行，因為系統可能無法判斷該程序需要使用什么 shell 來執行啊！） 2. 程序內容的說明： 整個 script 當中，除了第一行的“ #! ”是用來宣告 shell 的之外，其他的 # 都是“注解”用途！ 所以上面的程序當中，第二行以下就是用來說明整個程序的基本數據。一般來說， 建議你一定要養成說明該 script 的：1\. 內容與功能； 2\. 版本信息； 3\. 作者與聯絡方式； 4\. 創建日期；5\. 歷史紀錄 等等。這將有助于未來程序的改寫與 debug 呢！ 3. 主要環境變量的宣告： 建議務必要將一些重要的環境變量設置好，鳥哥個人認為， PATH 與 LANG （如果有使用到輸出相關的信息時） 是當中最重要的！ 如此一來，則可讓我們這支程序在進行時，可以直接下達一些外部指令，而不必寫絕對路徑呢！比較方便啦！ 4. 主要程序部分 就將主要的程序寫好即可！在這個例子當中，就是 echo 那一行啦！ 5. 執行成果告知 （定義回傳值） 是否記得我們在[第十章](../Text/index.html)里面要討論一個指令的執行成功與否，可以使用 [$?](../Text/index.html#redirect_com) 這個變量來觀察～ 那么我們也可以利用 exit 這個指令來讓程序中斷，并且回傳一個數值給系統。 在我們這個例子當中，鳥哥使用 exit 0 ，這代表離開 script 并且回傳一個 0 給系統， 所以我執行完這個 script 后，若接著下達 echo $? 則可得到 0 的值喔！ 更聰明的讀者應該也知道了，呵呵！利用這個 exit n （n 是數字） 的功能，我們還可以自訂錯誤訊息， 讓這支程序變得更加的 smart 呢！ 接下來通過剛剛上頭介紹的執行方法來執行看看結果吧！ ``` [dmtsai@study bin]$ sh hello.sh Hello World ! ``` 你會看到屏幕是這樣，而且應該還會聽到“咚”的一聲，為什么呢？還記得前一章提到的 [printf](../Text/index.html#printf) 吧？用 echo 接著那些特殊的按鍵也可以發生同樣的事情～ 不過， echo 必須要加上 -e 的選項才行！呵呵！在你寫完這個小 script 之后，你就可以大聲的說：“我也會寫程序了”！哈哈！ 很簡單有趣吧～ ^_^ 另外，你也可以利用：“chmod a+x hello.sh; ./hello.sh”來執行這個 script 的呢！ ### 12.1.3 撰寫 shell script 的良好習慣創建 一個良好習慣的養成是很重要的～大家在剛開始撰寫程序的時候，最容易忽略這部分， 認為程序寫出來就好了，其他的不重要。其實，如果程序的說明能夠更清楚，那么對你自己是有很大的幫助的。 舉例來說，鳥哥自己為了自己的需求，曾經撰寫了不少的 script 來幫我進行主機 IP 的偵測啊、 登錄文件分析與管理啊、自動上傳下載重要配置文件啊等等的，不過，早期就是因為太懶了， 管理的主機又太多了，常常同一個程序在不同的主機上面進行更改，到最后，到底哪一支才是最新的都記不起來， 而且，重點是，我到底是改了哪里？為什么做那樣的修改？都忘的一干二凈～真要命～ 所以，后來鳥哥在寫程序的時候，通常會比較仔細的將程序的設計過程給他記錄下來，而且還會記錄一些歷史紀錄， 如此一來，好多了～至少很容易知道我修改了哪些數據，以及程序修改的理念與邏輯概念等等， 在維護上面是輕松很多很多的喔！ 另外，在一些環境的設置上面，畢竟每個人的環境都不相同，為了取得較佳的執行環境， 我都會自行先定義好一些一定會被用到的環境變量，例如 PATH 這個玩意兒！ 這樣比較好啦～所以說，建議你一定要養成良好的 script 撰寫習慣，在每個 script 的文件開始處記錄好： * script 的功能； * script 的版本信息； * script 的作者與聯絡方式； * script 的版權宣告方式； * script 的 History （歷史紀錄）； * script 內較特殊的指令，使用“絕對路徑”的方式來下達； * script 運行時需要的環境變量預先宣告與設置。 除了記錄這些信息之外，在較為特殊的程序碼部分，個人建議務必要加上注解說明，可以幫助你非常非常多！ 此外，程序碼的撰寫最好使用巢狀方式，在包覆的內部程序碼最好能以 [tab] 按鍵的空格向后推， 這樣你的程序碼會顯的非常的漂亮與有條理！在查閱與 debug 上較為輕松愉快喔！ 另外，使用撰寫 script 的工具最好使用 vim 而不是 vi ，因為 vim 會有額外的語法檢驗機制，能夠在第一階段撰寫時就發現語法方面的問題喔！