终极Bash脚本指南

在开发的过程中，经常需要处理一些重复的工作，或者逻辑相当简单但耗时的功能，这时我们可能会考虑到用脚本来自动化完成这些工作。而 Bash 脚本是我们最容易接触到和上手的脚本语言。

这篇博客汇总一些常用的 Bash 语法，方便日后查阅学习。

hello world

不管写啥，上来先输出个hello world。

#!/bin/bash

echo "hello world"

创建一个文件hello.sh 包含以上内容，同时赋予执行权限，然后执行，一个hello world 就好了。

# 添加执行权限
$ chmod +x hello.sh

$ ./hello.sh
hello world

解释器

我们看到这个hello.sh 脚本，第一行有个 #!/bin/bash 。 这个是用来指定该脚本在 UNIX/Linux 下执行时用到的解释器。

执行cat /etc/shells 我们可以看到自己的系统中都有哪些解释器。如我的：

$ cat /etc/shells
# /etc/shells: valid login shells
/bin/sh
/bin/bash
/usr/bin/bash
/bin/rbash
/usr/bin/rbash
/bin/dash
/usr/bin/dash
/bin/zsh
/usr/bin/zsh
/usr/bin/tmux

注释

用 # 来注释。

#!/bin/bash
# 这是注释
echo "hello world"

变量声明

Bash 中变量命名是大小写敏感的，很多喜欢全大写。当然你也可以使用 小写英文字母，数字和下划线，但不能以数字开头。 给变量赋值的时候 = 号前后不能有空格。

# 有效的
FIRSTLETTERS="ABC"
FIRST_THREE_LETTERS="ABC"
firstThreeLetters="ABC"
MY_SHELL="bash"
my_another_shell="my another shell"
My_Shell="My shell"
_myshell="My shell"

# 无效的
3LETTERS="ABC"
first-three-letters="ABC"
[email protected]@Letters="ABC"
ABC = "ABC "
MY_SHELL = "bash"
My-SHELL="bash"
1MY_SHELL="My shell"

变量引用

当你要使用变量的时候，用 $ 来引用， 如果后面要接一些其他字符，可以用{} 括起来。

#!/bin/bash
WORLD="world world"
echo "hello $WORLD"  # hello world world
echo "hello ${WORLD}2" # hello world world2

在 Bash 中要注意 单引号 ' , 双引号 " ,反引号 ` 的区别。

单引号，双引号都能用来保留引号内的为文字值，其差别在于，双引号在遇到 $(参数替换) , 反引号 `(命令替换) 的时候有例外，单引号则剥夺其中所有字符的特殊含义。

而反引号的作用 和 $() 是差不多的。 在执行一条命令的时候，会先执行其中的命令，再把结果放到原命令中。

#!/bin/bash
var="music"
sports='sports'
echo "I like $var"   # I like music
echo "I like ${var}" # I like music
echo I like $var     # I like music
echo 'I like $var'   # I like $var
echo "I like \$var"  # I like $var
echo 'I like \$var'  # I like \$var
echo `bash -version` # GNU bash, version 5.0.17(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)...
echo 'bash -version' # bash -version

环境变量

Linux 的环境变量包含了存储在系统中的信息。我们可以在终端中找到一些环境变量。

$ env 
# 或
$ printenv

你可以在脚本中引用这些环境变量。

#!/bin/bash
echo $SHELL, $USER, $HOME 

# /usr/bin/zsh, razeen, /home/razeen

这里 还有更多。

内部变量

Bash 的内部变量也不少，有时我们可能会用到，如 $BASHPID $IFS $PWD 等，更多看这里 。

将命令输出分配给变量

可以使用 $(command) 将命令输出存储在变量中。例如这是一个info.sh脚本内容:

#!/bin/bash

LIST=$(ls -l)
echo "File information: $LIST"

执行（别忘了给执行权限）

$ ./info.sh
File information: total 8
-rwxrwxr-x 1 razeen razeen 85 2月   5 07:35 hello.sh
-rwxrwxr-x 1 razeen razeen 58 2月   5 07:36 info.sh

下面的脚本会将时间和日期，用户名以及系统正常运行时间保存到日志文件中。

其中 > 是重定向之一，它将覆盖文件。使用 >> 可以将输出追加到文件。

#!/bin/bash
DATE=$(date -u) # UTC 时间#!/bin/bash
DATE=$(date -u) # UTC 时间
WHO=$(whoami) # 用户名
UPTIME=$(uptime) # 系统运行时间
echo "Today is $DATE. You are $WHO. Uptime info: $UPTIME" > logfile
WHO=$(whoami) # 用户名
UPTIME=$(uptime) # 系统运行时间
echo "Today is $DATE. You are $WHO. Uptime info: $UPTIME" > logfile

内建命令

Shell 内建命令是可以直接在Shell中运行的命令。可以这么查看内建命令：

$ compgen -b | sort
-
.
:
[
alias
autoload
bg
bindkey
break
builtin
bye
cd

也可以用 type 查看命令的类型。

$ type cd
cd is a shell builtin

可以用 which 命令查看可执行文件的文件路径：

# which sort
/usr/bin/sort

可通过 man builtins 查看内建命令的详细描述。

测试

IF条件表达式

if 后面需要接者then：

if [ condition-for-test ]
then
  command
  ...
fi

或者，

if [ condition-for-test ]; then
  command
  ...
fi

如：

#!/bin/bash
 
VAR=myvar
if [ $VAR = myvar ]; then
    echo "1: \$VAR is $VAR"   # 1: $VAR is myvar
fi
if [ "$VAR" = myvar ]; then
    echo "2: \$VAR is $VAR"   # 2: $VAR is myvar
fi
if [ $VAR = "myvar" ]; then
    echo "3: \$VAR is $VAR"   # 3: $VAR is myvar
fi
if [ "$VAR" = "myvar" ]; then
    echo "4: \$VAR is $VAR"   # 4: $VAR is myvar
fi

上面，我们在比较时，可以用双引号把变量引用起来。

但要注意单引号的使用。

#!/bin/bash
VAR=myvar
if [ '$VAR' = 'myvar' ]; then
    echo '5a: $VAR is $VAR'
else
    echo "5b: Not equal."
fibas
# Output:
# 5b: Not equal.

上面这个就把 ‘$VAR’ 当一个字符串了。

但如果变量是多个单词，我们就必须用到双引号了，如

#!/bin/bash

# 这样写就有问题
VAR1="my var"
if [ $VAR1 = "my var" ]; then
    echo "\$VAR1 is $VAR1"
fi
# Output
# error [: too many arguments

# 用双引号
if [ "$VAR1" = "my var" ]; then
    echo "\$VAR1 is $VAR1"
fi

总的来说，双引号可以一直加上。

空格问题

比较表达式中，如果=前后没有空格，那么整个表法式会被认为是一个单词，其判断结果为True.

#!/bin/bash
 
VAR2=2
#  由于被识别成一个单词， [] 里面为 true
if [ "$VAR2"=1 ]; then
    echo "$VAR2 is 1."
else
    echo "$VAR2 is not 1."
fi
# Output
# 2 is 1.


# 前后加上空格就好了
if [ "$VAR2" = 1 ]; then
    echo "$VAR2 is 1."
else
    echo "$VAR2 is not 1."
fi
# Output
# 2 is not 1.

另外需要注意的是， 在判断中，中括号 [ 和变量之间一定要有一个空格，= 或者 ==。 如果缺少了空格，你可能会到这类似这样的错误：unary operator expected’ or missing]` 。

# 正确， 符号前后有空格
if [ $VAR2 = 1 ]; then
    echo "\$VAR2 is 1."
else
    echo "It's not 1."
fi
# Output
# 2 is 1.


# 错误， 符号前后无空格
if [$VAR2=1]; then
    echo "$VAR2 is 1."
else
    echo "It's not 1."
fi
# Output
# line 3: =1: command not found
# line 5: [=1]: command not found
# It's not 1.

文件测试表达式

对文件进行相关测试，判断的表达式如下：

表达式	True
file1 -nt file2	file1 比 file2 新。
file1 -ot file2	file1 比 file2 老。
-d file	文件file存在，且是一个文件夹。
-e file	文件 file 存在。
-f file	文件file存在，且为普通文件。
-L file	文件file存在，且为符号连接。
-O file	文件 flle 存在, 且由有效用户ID拥有。
-r file	文件 flle 存在, 且是一个可读文件。
-s file	文件 flle 存在, 且长度大于0。
-w file	文件 flle 可写入。
-x file	文件 flle 可写执行。

可以使用man test查看那详细的说明。

当表达式为True时，测试命令返回退出状态 0，而表达式为False时返回退出状态1。

#!/bin/bash
FILE="/etc/resolv.conf"
if [ -e "$FILE" ]; then
  if [ -f "$FILE" ]; then
      echo "$FILE is a file."
  fi
  if [ -d "$FILE" ]; then
      echo "$FILE is a directory."
  fi
  if [ -r "$FILE" ]; then
      echo "$FILE is readable."
  fi
fi

字符串比较表达式

表达式	True
string1 = string2 或 string1 == string2	两字符相等
string1 != string2	两个字符串不相等
string1 > string2	string1 大于 string2.
string1 < string2	string1 小于string2.
-n string	字符串长度大于0
-z string	字符串长度等于0

#!/bin/bash
STRING=""
if [ -z "$STRING" ]; then
  echo "There is no string." >&2 
  exit 1
fi

# Output
# There is no string.

其中>&2将错误信息定位到标准错误输出。

数字比较表达式

下面这些是用来比较数字的一些表达式。

[…]	((…))	True
[ “int1” -eq “int2” ]	(( “int1” == “int2” ))	相等.
[ “int1” -nq “int2” ]	(( “int1” != “int2” ))	不等.
[ “int1” -lt “int2” ]	(( “int1” < “int2” ))	int2 大于 int1.
[ “int1” -le “int2” ]	(( “int1” <= “int2” ))	int2 大于等于 int1.
[ “int1” -gt “int2” ]	(( “int1 > “int2” ))	int1 大于 int2
[ “int1” -ge “int2” ]	(( “int1 >= “int2” ))	int1 大于等于 int2

双括号 (())

数值的比较或者计算可以用((... ))。

#!/bin/bash
a=3
b=4
c=3
if (("$a" < "$b")); then
    echo "$a is less than $b."
else
    echo "$a is not less than $b."
fi
if (("$a" != "$c")); then
    echo "$a is not equal to $c."
else
    echo "$a is equal to $c."
fi


# 计算
echo "$a + $b = $(($a + $b))"


# Output
# 3 is less than 4.
# 3 is equal to 3.
# 3 + 4 = 7

怎么使用 if/else 和 if/elif/else

其实上面已经展示了不少了，这里总结下if...else 和 if...elif...else 语句。

if/else 语句格式如下：

if [ condition-is-true ]
then
  command A
else
  command B
fi

# 或
if [ condition-is-true ]; then
  command A
else
  command B
fi

例如:

#!/bin/bash
MY_SHELL="csh"
if [ "$MY_SHELL" = "bash" ]
then
  echo "You are using the bash shell."
else
  echo "You are not using the bash shell."
fi

if/elif/else 语句格式如下：

if [ condition-is-true ]
then
  command A
elif [ condition-is-true ]
then
  command B
else
  command C
fi
# or
if [ condition-is-true ]; then
  command A
elif [ condition-is-true ]; then
  command B
else
  command C
fi

如:

#!/bin/bash
MY_SHELL="csh"
if [ "$MY_SHELL" = "bash" ]; then
  echo "You are using the bash shell."
elif [ "$MY_SHELL" = "csh" ]; then
  echo "You are using csh."
else
  echo "You are not using the bash shell."
fi

双中括号的使用[[]]

如用用于比较的变量不是单个单词，就需要[[]] , 或者用单中括号(这时需要加双引号)。 在平常的使用中，最好都使用[[]]。

与单中括号相比，双中括号具有其他功能。 如，可以对其中正则使用逻辑&&和||和=〜。

#!/bin/bash

VAR1="variable"
VAR2="variable 2"
if [[ (VAR1 == "variable")  ]]; then
    echo "They are the same."
else
    echo "Not the same."
fi

# 使用 &&
[[ ($VAR1 == variable) && (
$VAR2 == "variable 2") ]] && echo "They are the same again."

#!/bin/bash

digit=4
if [[ $digit =~ [0-9] ]]; then
    echo "$digit is a digit"
else
    echo "$digit isn't a digit"
fi
letter="abc"
if [[ $letter =~ [0-9] ]]; then
    echo "$letter is a digit"
else
    echo "$letter isn't a digit"
fi

# Output
# 4 is a digit
# abc isn't a digit

怎么使用 For 循环

for循环的使用如下：

for VARIABLE_NAME in ITEM_1 ITEM_N
do
  command A
done

例如:

#!/bin/bash
for COLOR in red green blue
do
  echo "COLOR: $COLOR"
done

# Output
# COLOR: red
# COLOR: green
# COLOR: blue

可以在其中使用变量，如下：

#!/bin/bash
COLORS="red green blue"
for COLOR in $COLORS
do
  echo "COLOR: $COLOR"
done

用 for 循环重命名文件

我们举个简单的例子，用for循环重命名当前目录下的jpg图片。

#!/bin/bash
IMGS=$(ls *jpg)
DATE=$(date +%F)
for IMG in $IMGS
do
  echo "Renaming ${IMG} to ${DATE}-${IMG}"
  mv ${IMG} ${DATE}-${IMG}
done

怎么传参

执行脚本的时候，后面可以跟着很多参数，如：

$ scriptname param1 param2 param3

param1 到 param3 称为可选参数， 可以在脚本中用 $0, $1, $2等，来引用这些参赛。例如:

#!/bin/bash
echo "'\$0' is $0"
echo "'\$1' is $1"
echo "'\$2' is $2"
echo "'\$3' is $3"

输出:

$ ./param.sh
'$0' is ./param.sh
'$1' is
'$2' is
'$3' is

$0 参数0返回的是当前执行文件的名字，包括路径。

可以用 [email protected] 接受所以的参数。

#!/bin/bash
for PARAM in [email protected]
do
  echo "Param is: $PARAM"
done

Using this script:

$ ./params.sh a b c d e f
Param is: a
Param is: b
Param is: c
Param is: d
Param is: e
Param is: f

怎么接收用户输入

用户输入称为STDIN。可以将read命令与-p（提示）选项一起使用来读取用户输入，它将输出提示字符串。 -r 选项不允许反斜杠转义任何字符。

read -rp "PROMPT" VARIABLE

例如:

#!/bin/bash
read -rp "Enter your programming languages: " PROGRAMMES
echo "Your programming languages are: "
for PROGRAMME in $PROGRAMMES; do
    echo "$PROGRAMME "
done

运行:

$ ./read.sh
Enter your programming languages: go py
Your programming languages are:
go
py

用大括号来表示范围 {}

如下所示，我们可以用大括号来表所一个数字或字母的范围。

$ echo {0..3}
$ echo {a..d}

# output: 
# 0 1 2 3
# a b c d

你也可以在 for 循环中这么使用:

#!/bin/bash
for i in {0..9}; 
do 
  touch file_"$i".txt; 
done

This will create different file names with different modification times.

$ ls -al file_*
-rw-rw-r-- 1 razeen razeen 0 2月  14 09:54 file_0.txt
-rw-rw-r-- 1 razeen razeen 0 2月  14 09:54 file_1.txt
-rw-rw-r-- 1 razeen razeen 0 2月  14 09:54 file_2.txt
...

怎么使用While

当 While 后的表达式结果为 true时，执行循环内语句。

#!/bin/bash
i=1
while [ $i -le 5 ]; do
  echo $i
  ((i++))
done

Output:

1
2
3
4
5

退出码/返回码 是什么？

每个命令都返回退出状态，范围为0-255。 0代表成功，非0代表错误。 可以用来进行错误检查。

数值	含义
0	成功
2	返回内置命令，从而提示错误
126	命令找到了，但不是可执行的
127	没有找到命令
128+N	由于接收到信号N，命令退出

怎么检查退出码

$? 包含了上一条命令执行的返回码。

$ ls ./no/exist
ls: cannot access './no/exist': No such file or directory
$ echo "$?"
2

如，在if表达式中检查返回码:

#!/bin/bash

HOST="razeen.cn"
ping -c 1 $HOST
RETURN_CODE=$?
if [ "$RETURN_CODE" -eq "0" ]; then
    echo "$HOST reachable."
else
    echo "$HOST unreachable."
fi

-c 1 参数表示发送一个可达包就停止发送。 然后我们检查一下ping执行的返回码。

输出:

$ ./ex.sh
PING razeen.cn (47.108.161.7) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 47.108.161.7 (47.108.161.7): icmp_seq=1 ttl=50 time=38.5 ms

--- razeen.cn ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 38.541/38.541/38.541/0.000 ms
razeen.cn reachable.

怎么连接多个命令

逻辑运算符和命令退出状态

执行命令后都有退出状态，我们可以使用 && 和 ||去决定下一步。

退出命令

你可以使用 exit 来决定退出码：

exit 0
exit 1
exit 2
etc.

例如:

#!/bin/bash
HOST="razeen.cn"
ping -c 1 $HOST  
if [ "$?" -ne "0" ]
then
  echo "$HOST unreachable."
  exit 1
fi
exit 0

我们可以将该脚本通过&&与其他脚本/命令连接。

$ ./ex2.sh && ls
....
2021-02-13-132m93.jpg   ex2.sh      file_1.txt  file_4.txt

如果./ex2.sh返回状态码非0，后面的就不会执行。

逻辑与 (&&)

当&&前面的语句返回的状态码为0时，执行后面的语句。

mkdir /tmp/bak && cp test.txt /tmp/bak

逻辑或 (||)

当||前面的语句返回的状态码非0时（也就是执行失败），执行后面的语句。

cp test.txt /tmp/bak/ || cp test.test.txt /tmp

例如：

如果ping通了，就执行后面的输出。

#!/bin/bash
host="razeen.cn"
ping -c 1 $host && echo "You can reach ${host}."

如果ping失败了，就执行后面的输出。

#!/bin/bash
host="google.com"
ping -c 1 $host || echo "You can't reach ${host}."

分号 (;)

分号不是一个逻辑运算符，但你可以用它来分割语句。

cp text.txt /tmp/bak/ ; cp test.txt /tmp
# 等同于
cp text.txt /tmp/bak/  
cp test.txt /tmp

管道 |

管道|两侧的命令在各自的子shell中运行，并且两者同时启动。

如下：

第一个命令将目录更改为主目录，并列出文件和目录。

第二个命令仅显示执行该命令的文件和目录。

$ echo "$(cd ~ && ls)"
$ echo "$(cd ~ | ls)"

函数

在Bash中，你可以使用function或者直接定义一个函数。

function function-name(){}
# 或
function-name(){}

当你调用函数的时候，只需要函数名，不用带()。

#!/bin/bash
function hello(){
  echo "Hello!"
}
# 正确
hello

# 错误
# hello()

在函数中，可以调用其他函数。

#!/bin/bash
function hello(){
  echo "Hello!"
  now
  bye
}
function now(){
  echo "It's $(date +%r)"
}
function bye(){
  echo "Bye bye."
}
hello

# Output
# Hello!
# It's 09:29:44 PM
# Bye bye.

但，需要注意函数的定义顺序。如果你在函数声明的前就去调用函数，函数就不会执行。如下， 在hello中执行now函数，但now是定义hello执行下面的，结果就会出错。

#!/bin/bash
# this won't work
function hello(){
  echo "Hello!"
  now
}
hello
function now(){
  echo "It's $(date +%r)"
}

输出：

$ ./hello2.sh
Hello!
./hello2.sh: line 5: now: command not found

函数传参

和脚本执行的时候传参一样，函数的参数也用$1…,[email protected] 来输出。

注意$0这里并不是函数的名字，而是当前脚本的名字。

$N是第N个参数，[email protected]表示所有的参数。

#!/bin/bash
function fullname(){
  echo "$0"
  echo "My name is $1 $2"
}

fullname Razeen Cheng


# Output
# ./func.sh
# My name is Razeen Cheng

#!/bin/bash
function greeting(){
  for NAME in [email protected]
  do
    echo "Hi $NAME."
  done
}

greeting Tom Jerry

变量的作用域

默认变量的作用域是全局的，必须先声明，后使用。 当然，最好在最上面就把需要的变量声明好。

#!/bin/bash
my_func() {
  GLOBAL_VAR=1
}
# 这时，变量还是空的
echo "Calling GLONAL_VAR before calling function my_func"
# echo $GLOBAL_VAR

# 声明后，就可以输出了
my_func
echo "Calling GLONAL_VAR after calling function my_func"
echo $GLOBAL_VAR

局部变量

可以用local来定义局部变量，且只能在函数中使用。

#!/bin/bash 
MY_VAR=1
my_func () {
  local MY_VAR=2
  echo "my_func: MY_VAR=$MY_VAR" 
}
echo "global: MY_VAR=$MY_VAR"
my_func

函数返回码

你可以在函数中，指定返回码:

return 0

函数中最后执行的命令的退出状态将隐式返回。 有效代码范围为0-255。0代表成功，$?可以显示退出码。

$ my_function
$ echo $?
0

可以在if 判断中用$? ：

#!/bin/bash

# 该函数用来创建一个备份文件
function backup_file () {
    local BACK # 声明局部变量
    if [[ -f $1 ]];then # 检查参数（是否是文件）
        BACK="/tmp/$(basename "$1").$(date +%F).$$"
        echo "Backing up $1 to $BACK"
        cp "$1" "$BACK"
    else
        # 文件不存在.
        return 1
    fi
}

# 调用函数
if [[ "$1" ]]; then
    backup_file "$1"
    # if [[ $? -eq 0 ]]; then
    if [[ $(backup_file "$1") -eq 0 ]]; then
        echo "Backup succeeded."
        exit 0
    else
        echo "Backup failed."
        # 备份失败，中断，并返回非0状态.
        exit 1
    fi
else
    backup_file /etc/hosts
    echo "/etc/hosts Backup succeeded."
    exit 0
fi

上面这个脚本默认备份/etc/hosts文件，除非你制定一个文件外。如果你指定一个文件参数，他会先检查文件，然后备份到/tmp目录。

$$ 返回 当前脚本执行的PID. 每次运行PID都会发生变化。当你需要多次运行脚本时，或许对你有帮助。

basename ${1} 可以从你输入的路径中提取文件的名字. 如 basename /etc/hosts 是 hosts.

$ ls /tmp
$ ex1           
Backing up /etc/hosts to /tmp/hosts.2020-10-04.77124
Backup succeeded.
$ ls /tmp
hosts.2020-10-04.77124

关键字 exit 和 return

return 会跳出当前函数, exit会结束当前脚本。

总结

这篇博客总结了常用的，我们需要了解的一些脚本语法与知识。如果向更好的使用bash, 我们还需要进一步学习更多的命令等。希望这篇博客能对你有所帮助。

参考

1. Variables, Internal variables
2. shellcheck
3. shellcheck wiki
4. shell-format
5. The Bash Hackers Wiki
6. Advanced Bash-Scripting Guide