📜 Shell 脚本编程
Shell 脚本是把重复命令自动化的核心技能。不用学很深，掌握基础就能解决 80% 的问题。
选择哪个 Shell？
- Bash（推荐初学者）：最普及，所有 Linux 都装了
- Zsh：macOS 默认，更好用但 Linux 服务器不一定有
- Fish：最友好，但语法不兼容 Bash
本教程用 Bash，因为服务器上 100% 有 Bash。
🏗️ Bash 基础语法
Hello World
#!/bin/bash
# 这是注释
echo "Hello, Linux!"
# 运行脚本的 3 种方式
bash script.sh # 用 bash 解释器运行（最常用）
chmod +x script.sh && ./script.sh # 直接执行（需要 shebang）
source script.sh # 在当前 shell 执行（会改变当前环境变量）
💡
#!/bin/bash叫 shebang，告诉系统用哪个解释器执行脚本。
变量与参数
# 定义变量（注意：= 两边不能有空格！）
name="World"
count=42
# 使用变量（加 $）
echo "Hello, $name!"
echo "Count: ${count}"
# 特殊变量
echo "脚本名: $0" # 脚本名称
echo "第一个参数: $1" # 第一个命令行参数
echo "所有参数: $@" # 所有参数
echo "参数个数: $#" # 参数数量
echo "当前 PID: $$" # 当前进程 ID
echo "上条命令退出码: $?" # 0=成功，非 0=失败
实战：带参数的脚本
#!/bin/bash
# deploy.sh - 部署脚本
ENV=${1:-staging} # 第一个参数，默认 staging
echo "🚀 部署到环境: $ENV"
if [ "$ENV" = "production" ]; then
echo "⚠️ 生产环境，确认继续？(y/n)"
read -r confirm
[ "$confirm" != "y" ] && exit 1
fi
echo "✅ 开始部署..."
字符串操作
name="Alice"
echo "${name^^}" # ALICE（转大写）
echo "${name,,}" # alice（转小写）
echo "${name:0:3}" # Ali（子串，从 0 取 3 个字符）
echo "$" # 5（字符串长度）
# 替换
path="/home/user/file.txt"
echo "${path/.txt/.md}" # /home/user/file.md
🔀 条件判断与循环
条件判断 if
# 基本语法
if [ 条件 ]; then
# 条件为真时执行
elif [ 另一个条件 ]; then
# ...
else
# 条件为假时执行
fi
常用条件测试：
# 文件测试
[ -f "$file" ] # 是普通文件
[ -d "$dir" ] # 是目录
[ -e "$file" ] # 文件存在
[ -r "$file" ] # 可读
[ -w "$file" ] # 可写
[ -x "$file" ] # 可执行
# 字符串比较
[ "$a" = "$b" ] # 字符串相等
[ "$a" != "$b" ] # 字符串不等
[ -z "$a" ] # 字符串为空
[ -n "$a" ] # 字符串非空
# 数值比较
[ "$a" -eq "$b" ] # 相等
[ "$a" -ne "$b" ] # 不等
[ "$a" -gt "$b" ] # 大于
[ "$a" -lt "$b" ] # 小于
[ "$a" -ge "$b" ] # 大于等于
[ "$a" -le "$b" ] # 小于等于
# 逻辑组合
[ "$a" -gt 0 ] && [ "$a" -lt 100 ] # AND
[ "$a" -lt 0 ] || [ "$a" -gt 100 ] # OR
[ ! -f "$file" ] # NOT
:::tip[[[ vs [[[
[是 POSIX 标准，兼容所有 shell[[是 Bash 扩展，支持正则=~、无需引号包裹变量
[[ "$email" =~ ^[a-zA-Z0-9.]+@[a-zA-Z0-9.]+\.[a-zA-Z]+$ ]] && echo "Valid email"
:::
case 多分支
case "$ENV" in
production)
echo "🚨 生产环境"
;;
staging|test)
echo "🧪 测试环境"
;;
*)
echo "❓ 未知环境: $ENV"
exit 1
;;
esac
for 循环
# 方式 1：遍历列表
for file in *.log; do
echo "处理: $file"
gzip "$file"
done
# 方式 2：C 风格
for ((i=0; i<10; i++)); do
echo "Number: $i"
done
# 方式 3：遍历数字范围
for i in {1..5}; do
echo "Step $i"
done
while 循环
# 读取文件每行
while IFS= read -r line; do
echo "行: $line"
done < input.txt
# 无限循环（直到条件满足）
while true; do
if curl -s http://localhost:3000/health > /dev/null; then
echo "✅ 服务已启动"
break
fi
echo "⏳ 等待服务启动..."
sleep 2
done
📦 函数与参数
定义函数
# 方式 1：function 关键字
function greet() {
local name="$1"
echo "Hello, $name!"
}
# 方式 2：直接定义（推荐）
greet() {
local name="$1"
echo "Hello, $name!"
}
# 调用
greet "Alice" # 输出: Hello, Alice!
函数返回值
# Bash 函数只能返回 0-255 的数字（退出码）
# 要返回字符串/数据，用 echo + 命令替换
get_user() {
echo "alice" # 用 echo "返回" 数据
}
# 调用
user=$(get_user) # 命令替换捕获 echo 输出
echo "User: $user"
# 返回退出码（0=成功）
check_file() {
[ -f "$1" ] && return 0 || return 1
}
check_file "/etc/passwd"
echo "退出码: $?" # 0
局部变量 local
outer="I'm global"
my_func() {
local inner="I'm local"
echo "$inner" # 正常访问
}
my_func
echo "$outer" # I'm global
echo "$inner" # 空（local 变量函数外不可见）
不用 local 的陷阱
# 错误示范
counter=0
increment() {
counter=$((counter + 1)) # 修改了全局变量！
}
# 正确示范
increment() {
local counter=$counter # 先拷贝全局值
counter=$((counter + 1))
echo "$counter"
}
🐛 错误处理与调试
set 选项（最重要的技巧！）
#!/bin/bash
set -euo pipefail
# -e: 任何命令失败（退出码非 0）立即退出脚本
# -u: 使用未定义变量时报错（而不是当作空字符串）
# -o pipefail: 管道中任一命令失败，整个管道失败
echo "开始部署..."
rm -rf build/ # 如果 build/ 不存在，rm 会失败，脚本退出
echo "这行不会执行" # -e 确保了这里不会执行
每个生产脚本都应该以 set -euo pipefail 开头！
trap — 清理陷阱
#!/bin/bash
set -euo pipefail
# 脚本退出时清理临时文件
cleanup() {
echo "🧹 清理临时文件..."
rm -rf /tmp/my-app-*
}
trap cleanup EXIT
# 即使脚本出错，cleanup 也会执行
echo "运行中..."
false # 这会触发错误，但 cleanup 仍会执行
调试技巧
# 方式 1：bash -x（最常用）
bash -x script.sh
# 会打印每一行执行的命令和参数
# 方式 2：在脚本里加 set -x
#!/bin/bash
set -x # 开启调试
echo "hello"
set +x # 关闭调试
# 方式 3：PS4 自定义调试输出格式
export PS4='+ ${BASH_SOURCE}:${LINENO}:${FUNCNAME[0]}: '
bash -x script.sh
📋 实战脚本示例
示例 1：数据库备份脚本
#!/bin/bash
set -euo pipefail
# 配置
DB_NAME="${DB_NAME:-mydb}"
BACKUP_DIR="${BACKUP_DIR:-/backups}"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
BACKUP_FILE="$BACKUP_DIR/db_$DATE.sql.gz"
# 创建备份目录
mkdir -p "$BACKUP_DIR"
echo "📦 开始备份数据库: $DB_NAME"
# 执行备份
mysqldump --single-transaction "$DB_NAME" | gzip > "$BACKUP_FILE"
# 验证
if [ -s "$BACKUP_FILE" ]; then
echo "✅ 备份成功: $BACKUP_FILE ($(du -h "$BACKUP_FILE" | cut -f1))"
else
echo "❌ 备份失败！"
exit 1
fi
# 清理 7 天前的备份
find "$BACKUP_DIR" -name "db_*.sql.gz" -mtime +7 -delete
echo "🧹 已清理 7 天前的旧备份"
示例 2：批量重命名文件
#!/bin/bash
# rename-logs.sh - 给日志文件加日期前缀
for file in *.log; do
# 跳过已经重命名的文件
[[ "$file" =~ ^[0-9]{8}_ ]] && continue
date_prefix=$(stat -c %y "$file" | cut -d' ' -f1 | tr -d '-')
new_name="${date_prefix}_${file}"
mv "$file" "$new_name"
echo "✅ $file → $new_name"
done