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!"
#! 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：
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：PATH、HOME、USER、LANG、PS1 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。
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: $@"
./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
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
expr 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）
a=10b=20if [ $a -lt $b ]; then echo "a < b"fi
6.3 字符串运算符
str1="hello"str2="world"if [ $str1 != $str2 ]; then echo "不同"fi
6.4 文件测试运算符
if [ -f /etc/passwd ]; then echo "passwd exists"fi
6.5 逻辑运算符
# 使用 && 和 || 需要双括号if [[ $a -gt 0 && $b -lt 100 ]]; then echo "条件满足"fi
7. 条件判断 – if
if 语句用于根据条件执行不同的分支。
if [ condition ]; then # 条件成立时执行elif [ condition2 ]; then # 条件2成立时执行else # 都不成立时执行fi
注意：
if 与 [ 之间必须有空格
条件表达式与方括号之间必须有空格
示例：判断文件是否存在
#!/bin/bashfile="/etc/passwd"if [ -f "$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
until 与 while 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
case 用于多分支选择，类似 switch。
case $变量 in 模式1) 命令 ;; 模式2) 命令 ;; *) 默认命令 ;;esac
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functionhello() { echo "Hello, $1"}# 调用hello "zhangsan"
函数参数通过 $1、$2 获取，返回值通过 return 或 echo 传递。return 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 echo 输出，外部用 $() 捕获。# 返回字符串get_name() { echo "李四"}name=$(get_name)echo "姓名: $name"
11. 输入与输出
11.1 读取用户输入 – read
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
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 set -x 可以开启调试，set +x 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 $? 获取。
ls /nonexistecho "退出码: $?" # 输出非0
12.3 错误处理
set -e # 任何命令失败，脚本立即退出set -u # 使用未定义变量时报错
13. 实战示例
13.1 批量创建用户
#!/bin/bash# 批量创建用户，用户名从 users.txt 读取if [ ! -f users.txt ]; then echo "users.txt 不存在" exit 1fiwhile read user; do if id "$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 ${USE}%" | mail -s "磁盘告警" admin@example.comfi
14. 良好的脚本编写习惯
添加 shebang：第一行指定解释器。
注释：说明脚本用途、作者、日期、参数等。
缩进：代码清晰易读。
变量加引号：防止空格导致问题，如 "$var"。
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：for、while、case。
函数：封装重复代码。
输入输出：read、重定向、管道。
调试与错误处理：set -x、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：
编写一个脚本，统计 /etc 目录下所有 .conf 文件的数量，并输出前5个最大的文件名。
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。
用循环计算 1+2+…+100 的和，分别用 for 和 while 实现。
编写一个脚本，每天凌晨2点自动备份 /home 目录，并保留最近7天的备份。
