RHCE认证考试学习笔记（十）：Shell脚本编程

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大家好，欢迎回到RHCE9学习笔记系列。经过前九篇文章的积累，我们已经掌握了Linux的基础命令、文件管理、权限控制、进程服务、软件包、网络配置、防火墙安全以及存储管理。今天，我们将迈入自动化运维的大门：Shell脚本编程 。

Shell脚本是Linux命令的集合，它允许我们将一系列操作写入一个文本文件，然后像执行普通命令一样执行它。通过脚本，我们可以将重复性的工作自动化，极大地提升运维效率。无论你是想批量创建用户、定时备份数据，还是编写复杂的部署流程，Shell脚本都是你最得力的助手。

1. Shell脚本简介

Shell是用户与Linux内核交互的接口，而Shell脚本就是按照Shell语法编写的命令序列。脚本的第一行通常指定解释器：

#!/bin/bashecho "Hello, World!"

<span leaf="">#!</span> 称为 shebang，告诉系统用哪个解释器执行这个脚本。常用的解释器有：

  • <span leaf="">/bin/sh</span>：Bourne Shell（传统）
  • <span leaf="">/bin/bash</span>：Bourne Again Shell（功能最全，默认）

1.1 执行脚本的方式

#方法1：作为参数传给解释器bash script.sh
#方法2：赋予执行权限，直接运行chmod +x script.sh./script.sh
#方法3：用 source 或 . 在当前shell执行（变量会保留）source script.sh. script.sh

2. 变量

变量是脚本中存储数据的基本单元。变量名由字母、数字、下划线组成，不能以数字开头。

2.1 定义与使用

#定义变量（等号两边不能有空格）name="zhangsan"age=25
#使用变量（加 $ 符号）echo $nameecho ${name}   #花括号有助于界定变量边界

2.2 只读变量

readonly PI=3.14159PI=3.14   #报错：readonly variable

2.3 删除变量

unset nameecho $name   #无输出

2.4 环境变量

export PATH="/opt/bin:$PATH"

常用环境变量：<span leaf="">PATH</span>、<span leaf="">HOME</span>、<span leaf="">USER</span>、<span leaf="">LANG</span>、<span leaf="">PS1</span> 等。

3. 特殊变量

Shell预定义了一些特殊变量，用于获取脚本参数、进程信息等。

变量含义
<span leaf="">$0</span>脚本本身的名称
<span leaf="">$1、</span><code><span leaf="">$2</span></code><span leaf="">...</span>第1、2...个参数
<span leaf="">$#</span>参数的个数
<span leaf="">$@</span>所有参数（作为独立字符串）
<span leaf="">$*</span>所有参数（作为一个整体字符串）
<span leaf="">$?</span>上一条命令的退出状态（0表示成功）
<span leaf="">$$</span>当前Shell进程的PID
<span leaf="">$!</span>最后一个后台进程的PID

示例：

#!/bin/bashecho "脚本名称: $0"echo "参数个数: $#"echo "第一个参数: $1"echo "所有参数: $@"

执行：

./test.sh hello world# 输出：脚本名称: ./test.sh参数个数: 2第一个参数: hello所有参数: hello world

4. 字符串

字符串是Shell中最常用的数据类型。

4.1 字符串定义

单引号：原样输出，不会解析变量和转义符。

str='Hello, $name'   # 输出：Hello, $name

双引号：解析变量和转义符。

name="world"str="Hello, $name"   # 输出：Hello, world

4.2 字符串操作

# 获取长度str="hello"echo ${#str}         # 输出 5
# 提取子串（从索引1开始，取4个字符）echo ${str:1:4}      # 输出 ello
# 查找子串（返回首次出现的位置）echo `expr index "$str" l`   # 输出 3

5. 数组

Bash支持一维数组，下标从0开始。

# 定义数组fruits=("apple" "banana" "orange")# 或fruits[0]="apple"fruits[1]="banana"
# 访问元素echo ${fruits[0]}    # apple
# 获取所有元素echo ${fruits[@]}    # apple banana orange
# 获取数组长度echo ${#fruits[@]}   # 3

6. 运算符

6.1 算术运算

<span leaf="">expr</span> 是最常用的算术计算工具，注意运算符两边必须有空格。

# 加法val=`expr 2 + 3`echo $val   # 5
# 乘法（需要转义）val=`expr 2 \* 3`
# 更推荐使用 $(( )) 或 letsum=$((2 + 3))let sum=2+3

6.2 关系运算符（用于数值比较）

运算符说明
<span leaf="">-eq</span>等于
<span leaf="">-ne</span>不等于
<span leaf="">-gt</span>大于
<span leaf="">-lt</span>小于
<span leaf="">-ge</span>大于等于
<span leaf="">-le</span>小于等于
 
a=10b=20if [ $a -lt $b ]; then    echo "a < b"fi

6.3 字符串运算符

运算符说明
<span leaf="">=</span>相等
<span leaf="">!=</span>不等
<span leaf="">-z</span>长度为零
<span leaf="">-n</span>长度不为零
 
str1="hello"str2="world"if [ $str1 != $str2 ]; then    echo "不同"fi

6.4 文件测试运算符

运算符说明
<span leaf="">-e</span>文件存在
<span leaf="">-f</span>存在且为普通文件
<span leaf="">-d</span>存在且为目录
<span leaf="">-r</span>存在且可读
<span leaf="">-w</span>存在且可写
<span leaf="">-x</span>存在且可执行
<span leaf="">-s</span>存在且非空
 
if [ -f /etc/passwd ]; then    echo "passwd exists"fi

6.5 逻辑运算符

运算符说明
<span leaf="">-a 或 </span><code><span leaf="">&&</span></code>与
<span leaf="">-o 或 </span><code><span leaf="">||</span></code>或
<span leaf="">!</span>非
 
# 使用 && 和 || 需要双括号if [[ $a -gt 0 && $b -lt 100 ]]; then    echo "条件满足"fi

7. 条件判断 – if

<span leaf="">if</span> 语句用于根据条件执行不同的分支。

if [ condition ]; then    # 条件成立时执行elif [ condition2 ]; then    # 条件2成立时执行else    # 都不成立时执行fi

注意：

  • <span leaf="">if</span> 与 <span leaf="">[</span> 之间必须有空格
  • 条件表达式与方括号之间必须有空格

示例：判断文件是否存在

#!/bin/bashfile="/etc/passwd"if [ -f "$file" ]; then    echo "$file 存在"else    echo "$file 不存在"fi

8. 循环语句

8.1 for 循环

# 遍历列表for fruit in apple banana orange; do    echo "水果: $fruit"done
# 使用 seq 或 {..}for i in {1..5}; do    echo "数字: $i"done
# 遍历文件for file in /etc/*.conf; do    echo "配置文件: $file"done

8.2 while 循环

count=1while [ $count -le 5 ]; do    echo "第 $count 次循环"    count=$((count + 1))done

8.3 until 循环

<span leaf="">until</span> 与 <span leaf="">while</span> 相反，条件为假时执行。

count=1until [ $count -gt 5 ]; do    echo "计数: $count"    count=$((count + 1))done

9. case 语句

<span leaf="">case</span> 用于多分支选择，类似 <span leaf="">switch</span>。

case $变量 in    模式1)        命令        ;;    模式2)        命令        ;;    *)        默认命令        ;;esac

示例：根据用户输入执行操作

echo "请选择: 1-启动 2-停止 3-重启"read choicecase $choice in    1)        systemctl start httpd        ;;    2)        systemctl stop httpd        ;;    3)        systemctl restart httpd        ;;    *)        echo "无效选项"        ;;esac

10. 函数

函数可以将一段代码封装起来，重复调用。

# 定义函数function hello() {    echo "Hello, $1"}
# 调用hello "zhangsan"

函数参数通过 <span leaf="">$1</span>、<span leaf="">$2</span> 获取，返回值通过 <span leaf="">return</span> 或 <span leaf="">echo</span> 传递。<span leaf="">return</span> 只能返回0~255的整数，表示退出状态。若需要返回字符串，通常用 <span leaf="">echo</span> 输出，外部用 <span leaf="">$()</span> 捕获。

# 返回字符串get_name() {    echo "李四"}name=$(get_name)echo "姓名: $name"

11. 输入与输出

11.1 读取用户输入 – <span leaf="">read</span>

read -p "请输入姓名: " nameecho "你好, $name"

11.2 重定向输出

# 覆盖写入echo "日志信息" > /tmp/log.txt
# 追加写入echo "追加信息" >> /tmp/log.txt
# 错误重定向command 2> error.log

11.3 管道

ps aux | grep nginx

12. 脚本调试与错误处理

12.1 调试模式

bash -x script.sh   # 显示每条命令执行过程

在脚本开头添加 <span leaf="">set -x</span> 可以开启调试，<span leaf="">set +x</span> 关闭。

12.2 退出状态

每条命令执行后都会返回退出码（0表示成功，非0表示失败）。可以用 <span leaf="">$?</span> 获取。

ls /nonexistecho "退出码: $?"   # 输出非0

12.3 错误处理

set -e   # 任何命令失败，脚本立即退出set -u   # 使用未定义变量时报错

13. 实战示例

13.1 批量创建用户

#!/bin/bash# 批量创建用户，用户名从 users.txt 读取
if [ ! -f users.txt ]; then    echo "users.txt 不存在"    exit 1fi
while read user; do    if id "$user" &>/dev/null; then        echo "用户 $user 已存在"    else        useradd "$user"        echo "$user:123456" | chpasswd        echo "用户 $user 创建成功"    fidone < users.txt

13.2 日志备份脚本

#!/bin/bash# 备份 /var/log 下7天前的日志
BACKUP_DIR="/backup/logs"DATE=$(date +%Y%m%d)
mkdir -p "$BACKUP_DIR"
find /var/log -type f -mtime +7 -exec tar rvf "$BACKUP_DIR/logs_$DATE.tar" {} \;gzip "$BACKUP_DIR/logs_$DATE.tar"
echo "备份完成: $BACKUP_DIR/logs_$DATE.tar.gz"

13.3 监控磁盘使用率

#!/bin/bash# 当根分区使用率超过80%时发送警告
THRESHOLD=80USE=$(df / | awk 'NR==2 {print $5}' | sed 's/%//')
if [ $USE -gt $THRESHOLD ]; then    echo "警告: 根分区使用率 ${USE}%" | mail -s "磁盘告警" admin@example.comfi

14. 良好的脚本编写习惯

  • 添加 shebang ：第一行指定解释器。
  • 注释 ：说明脚本用途、作者、日期、参数等。
  • 缩进 ：代码清晰易读。
  • 变量加引号 ：防止空格导致问题，如 <span leaf="">"$var"</span>。
  • 使用函数 ：模块化代码。
  • 错误处理 ：检查关键命令是否成功。
  • 退出状态 ：正确返回退出码（0成功，非0失败）。

总结

本篇我们系统学习了Shell脚本编程的核心知识：

  • 变量与特殊变量 ：存储数据、获取脚本参数。
  • 运算符与条件判断 ：数值、字符串、文件测试。
  • 循环与分支 ：<span leaf="">for</span>、<span leaf="">while</span>、<span leaf="">case</span>。
  • 函数 ：封装重复代码。
  • 输入输出 ：<span leaf="">read</span>、重定向、管道。
  • 调试与错误处理 ：<span leaf="">set -x</span>、退出状态。
  • 实战脚本 ：批量创建用户、日志备份、磁盘监控。

Shell脚本是Linux自动化运维的基石。掌握了它，你就可以将繁琐的手工操作转化为高效的自动化流程。随着练习的深入，你会发现，原本需要十几步才能完成的任务，一行脚本就能解决。

下一篇，我们将学习计划任务 与Ansible自动化 ，让脚本可以定时执行，并实现批量服务器的集中管理。敬请期待！

练习建议 ：

  1. 编写一个脚本，统计 <span leaf="">/etc</span> 目录下所有 <span leaf="">.conf</span> 文件的数量，并输出前5个最大的文件名。
  2. 编写一个函数，接收一个目录路径，输出该目录下所有文件的权限和大小。
  3. 用循环计算 1+2+…+100 的和，分别用 <span leaf="">for</span> 和 <span leaf="">while</span> 实现。
  4. 编写一个脚本，每天凌晨2点自动备份 <span leaf="">/home</span> 目录，并保留最近7天的备份。
标题：RHCE认证考试学习笔记（十）：Shell脚本编程
作者：shuaiqijun
地址：https://shuaiqijun.com/articles/2026/03/26/1774504934265.html