Linux Shell编程规范与变量
一、Shell脚本基础认知
1. Shell的核心作用
Shell是Linux内核与用户之间的命令解释器，负责接收用户输入的指令并解析，将操作请求传递给内核执行，最终把执行结果反馈给用户。它是Linux系统运维的核心工具，常见的Shell解释器有/bin/sh、/bin/bash（绝大多数Linux系统默认）、/bin/zsh等，通过cat /etc/shells可查看当前系统支持的Shell类型。
2. Shell脚本的价值
Shell脚本是将一系列Linux命令按逻辑顺序整合的可执行文本文件，能实现任务的自动化、批量处理，有效减少重复操作，降低人为失误，提升Linux系统管理和运维的效率，适用于定时备份、服务启停、批量部署等场景。
3. 脚本的基本编写规范
脚本声明：第一行必须写#!/bin/bash（指定脚本的解释器为bash），若用其他Shell需对应修改，如#!/bin/zsh；
注释规范：以#开头的行为注释，单行注释直接写# 注释内容，多行注释可使用:<<EOF 注释内容 EOF；
命名规范：脚本文件建议以.sh为后缀，名称由字母、数字、下划线组成，见名知意（如backup_data.sh、check_disk.sh）；
缩进规范：脚本内的代码块（如循环、判断）建议用4个空格缩进，提升可读性，避免使用制表符（Tab）。
4. 脚本的执行方式
假设编写好脚本test.sh，需先通过chmod +x test.sh添加可执行权限，主要执行方式有3种：
绝对/相对路径执行：./test.sh（相对路径）、/root/test.sh（绝对路径），要求脚本有执行权限；
指定解释器执行：bash test.sh、sh test.sh，无需脚本的执行权限，直接调用解释器解析；
加载执行：source test.sh或. test.sh，脚本在当前Shell环境执行，而非新建子Shell，适合修改环境变量的脚本。
二、重定向与管道操作
Shell脚本的输入输出默认依赖键盘（标准输入）和显示器（标准输出/错误），重定向和管道可灵活改变数据的传递方式，是脚本处理数据的基础。
1. 标准I/O设备标识
|
标准输入 |
stdin |
0 |
键盘 |
|
标准输出 |
stdout |
1 |
显示器 |
|
标准错误 |
stderr |
2 |
显示器 |
2. 重定向操作
（1）输出重定向
将命令的正常结果/错误信息写入文件，而非显示在屏幕，核心符号：
-
>：覆盖重定向，新建文件（无则建）并写入内容，覆盖原有内容；
-
>>：追加重定向，将内容添加到文件末尾，保留原有内容；
-
2>：错误重定向，仅将命令的错误信息写入文件；
-
&>：混合重定向，将正常结果和错误信息同时写入文件。
示例：
ls -l > file_list.txt # 把ls结果覆盖写入file_list.txt
df -h >> disk_info.txt # 把磁盘信息追加到disk_info.txt
tar zcf /test.tar.gz /etc 2> error.log # 把tar的错误信息写入error.log
ls /nonedir &> /dev/null # 把所有结果写入空设备（忽略输出）
（2）输入重定向
将命令的输入源由键盘改为文件，核心符号<，适用于交互式命令的自动化执行。
示例：
passwd –stdin user < pass.txt # 从pass.txt读取密码，为user设置密码（前提pass.txt中有密码）
3. 管道操作
核心符号为|，将左侧命令的标准输出作为右侧命令的标准输入，支持多个管道串联，用于数据的过滤、提取和处理，是Shell脚本中数据处理的核心技巧。
示例：
# 提取系统中使用bash的用户名 grep "/bin/bash" /etc/passwd | awk -F: '{print $1}'
# 提取根分区的磁盘使用率 df -hT | grep "/$" | awk '{print $6}'
# 统计系统中正在运行的java进程数 ps -ef | grep java | grep -v grep | wc -l
三、Shell变量的核心使用
变量是Shell脚本的核心元素，用于存储和管理动态数据，通过变量可让脚本具备灵活性和通用性。Shell变量无需声明类型，直接赋值使用，核心分为自定义变量和特殊变量两大类。
1. 自定义变量
由用户自行定义、赋值和使用的变量，默认仅在当前Shell环境有效（局部变量），是脚本中最常用的变量类型。
（1）定义与赋值
格式：变量名=变量值，等号两边无空格，变量名规则：以字母/下划线开头，仅包含字母、数字、下划线，区分大小写。
示例：
name=Linux version=centos7 num=100
（2）引用与查看
格式：$变量名或${变量名}，推荐使用${变量名}，避免变量名与后续字符混淆；通过echo命令查看变量值。
示例：
echo $name # 输出Linux
echo ${version}6 # 输出centos76，若写$version6则会识别为新变量（无值）
echo ${name}_${num} # 输出Linux_100
（3）特殊赋值方式
针对不同场景的赋值技巧，解决空格、特殊字符、命令结果、交互输入等问题：
双引号""：界定带空格的字符串，支持变量引用（$生效）；
示例：
info="Linux ${version}" → echo $info输出Linux centos7
2.单引号''：界定带特殊字符的字符串，屏蔽所有特殊符号（$、\\等均为普通字符）；
示例：
info='Linux ${version}' → echo $info输出Linux ${version}
3.反撇号`：当要赋值的内容中包含$,'',\\等具有特殊含义的字符时，应使用单引号括起来。在单引号的范围内，将无法引用其他变量的值，任何字符均作为普通字符看待。但赋值内容中包含单引号（'）时，需要使用\\'符号进行转义，以免冲突。
示例：
`time$$(date +%Y%m%d)→echo $time`输出当前日期（如20250520）
3.read命令：交互赋值，提示用户输入内容并赋值给变量，-p设置提示语，-t设置超时时间；
示例：
read -p "请输入备份目录：" dir → 用户输入的内容赋值给dir
（4）变量的作用范围
-
局部变量：默认定义的变量，仅在当前Shell有效，子Shell无法调用；
-
全局变量：通过export 变量名将局部变量导出，所有子Shell均可调用，支持定义+导出一步完成。
示例：
export PATH=$PATH:/root # 把/root添加到系统命令搜索路径（全局）
export ip=192.168.1.100 # 定义并导出全局变量ip
（5）数值变量运算
Bash默认仅支持整数运算，不支持小数，核心工具为expr和$((运算式))（推荐，语法更简洁），常用运算符：+（加）、-（减）、\\*（乘）、/（除）、%（取余）。
示例：
a=10
b=3
# expr方式：运算符两边必须有空格，乘法需转义\\*
expr $a + $b # 输出13
expr $a \\* $b # 输出30 # $((运算式))方式：无空格要求，无需转义
echo $((a – b)) # 输出7
echo $((a % b)) # 输出1
# 运算结果赋值给变量 sum=$((a + b)) echo $sum # 输出13
（6）变量的删除
通过unset 变量名删除已定义的变量，删除后变量无值，只读变量无法删除。
示例：
unset name # 删除变量name echo $name # 无输出（变量已删除）
2. 特殊变量
由Linux系统和Bash预先定义的变量，用户只能使用，不能修改或新建，分为环境变量、只读变量、位置变量、预定义变量四类，是脚本实现灵活传参、状态判断的关键。
（1）环境变量
系统提前创建的变量，用于设置用户工作环境，值由系统自动维护，随用户状态变化而改变，通过env或printenv可查看所有环境变量，核心常用环境变量：
|
USER |
当前登录的用户名 |
|
HOME |
当前用户的宿主目录 |
|
PWD |
当前用户的工作目录 |
|
PATH |
系统命令的默认搜索路径 |
|
LANG |
系统的语言和字符集 |
|
HISTSIZE |
系统保存的历史命令条数 |
拓展：环境变量的配置文件
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全局配置：/etc/profile（对所有用户生效）、/etc/profile.d/（推荐，新建脚本配置）；
-
个人配置：~/.bash_profile、~/.bashrc（仅对当前用户生效）；
-
配置生效：修改后执行source 配置文件立即生效，否则下次登录生效。
（2）只读变量
一经定义，值不可修改、不可删除的变量，用于固定关键参数（如日志路径、配置文件路径），通过readonly 变量名定义（可直接定义+只读，或对已有变量设置只读）。
示例：
使用readonly命令将变量定义为只读变量，定义之后不能通过再次赋值的方式进行修改
name=cloud
readonly name （设置为只读变量）
echo $name （会显示为cloud）
name=yun （只读变量不可以被重新赋值）
unset name （只读变量也不可以被删除）
unset通常用于删除变量！！！！！！！！！！！！
（3）位置变量
用于脚本命令行传参，脚本执行时，将命令行的参数按顺序赋值给位置变量，核心符号：$1、$2、$3…$9（超过9个用${10}、${11}），$0表示脚本本身的名称。
示例：编写脚本add.sh实现两数相加
vim addr.sh
#!/bin/bash
# 位置变量$1、$2接收命令行传入的两个整数
sum=$(( $1 + $2 )) echo "$1 + $2 = $sum"
chmod +x add.sh （给予权限）
./add.sh 10 20
# $1=10，$2=20，输出10 + 20 = 30
./add.sh 50 60
# $1=50，$2=60，输出50 + 60 = 110
（4）预定义变量
Bash程序预先定义好的一类特殊变量，用户只能使用预定义变量，而不能创建新的预定义变量，也不能直接为预定义变量赋值。用于获取脚本执行的状态、参数信息，核心常用预定义变量：
|
$# |
命令行中位置参数的个数 |
|
$* |
命令行中所有位置参数的内容（视为一个整体） |
|
$@ |
命令行中所有位置参数的内容（视为独立个体，与$*的区别在循环中体现） |
|
$? |
前一条命令的执行返回状态，0表示执行成功，非0表示执行失败 |
|
$0 |
当前执行的脚本/程序的名称 |
|
$$ |
当前Shell进程的PID号 |
示例：编写脚本param.sh查看预定义变量效果
#!/bin/bash echo "脚本名称：$0" echo "参数个数：$#" echo "所有参数：$*" echo "上一条命令执行状态：$?"
执行脚本：
chmod +x param.sh ./param.sh 10 a Linux # 传入3个参数 # 输出结果 脚本名称：./param.sh 参数个数：3 所有参数：10 a Linux 上一条命令执行状态：0
四、Shell变量的拓展知识点
1. 变量的默认值设置
通过特殊语法为变量设置默认值，解决变量未定义/为空时的脚本异常，核心语法：
-
${变量名:-默认值}：变量未定义/为空时，使用默认值，不修改原变量；
-
${变量名:=默认值}：变量未定义/为空时，使用默认值，并将默认值赋值给原变量。
示例：
echo ${dir:-/tmp} # 若dir未定义，输出/tmp，dir仍为未定义 echo ${dir:=/tmp} # 若dir未定义，输出/tmp，dir被赋值为/tmp
2. 变量的字符串处理
快速对变量的字符串进行截取、替换，无需调用其他命令，提升脚本效率（基础版）：
-
截取：${变量名:起始位置:长度}，起始位置从0开始；
示例：str=LinuxCentos → echo ${str:0:5}输出Linux
-
替换：${变量名/旧字符串/新字符串}（替换第一个）、${变量名//旧字符串/新字符串}（替换所有）；
示例：str=aaabbb → echo ${str/a/1}输出1aabbb，echo ${str//a/1}输出111bbb
3. 特殊变量$$*$$@的区别
两者均表示所有位置参数，但在双引号+循环中体现核心区别：
-
"$*"：将所有参数视为一个整体，循环仅执行一次；
-
"$@"：将所有参数视为独立个体，循环执行次数等于参数个数。
示例：
#!/bin/bash echo "循环遍历$*：" for i in "$*"; do echo $i done echo "循环遍历$@：" for i in "$@"; do echo $i done
执行./test.sh 1 2 3，输出：
循环遍历$*： 1 2 3 循环遍历$@： 1 2 3
五、Shell编程的通用规范
脚本开头：必须写解释器声明#!/bin/bash，并添加脚本说明（注释），包括脚本功能、作者、创建时间、使用方法；
变量命名：局部变量用小写字母（如file_path），全局变量用大写字母（如LOG_PATH），见名知意，避免单字符变量（除循环临时变量i/j）；
路径使用：脚本中尽量使用绝对路径，避免相对路径导致的执行路径错误；
错误处理：关键命令后可通过$?判断执行状态，失败时输出提示信息并退出脚本（exit 1）；
日志记录：重要脚本建议将执行过程和结果写入日志文件，便于问题排查；
权限控制：脚本执行后建议恢复默认权限，避免过高权限带来的安全风险；
代码复用：将常用的功能（如变量定义、函数）抽离为单独的配置文件，通过source加载使用。
规范脚本示例：
#!/bin/bash # 脚本功能：批量查看指定目录的文件大小 # 作者：xxx # 创建时间：2025-05-20 # 使用方法：./file_size.sh 目录路径 # 判读参数个数 if [ $# -ne 1 ]; then echo "使用错误！正确方法：./file_size.sh 目录路径" exit 1 fi # 定义变量 DIR=$1 LOG_FILE=/var/log/file_size_$(date +%Y%m%d).log # 判断目录是否存在 if [ ! -d $DIR ]; then echo "错误：目录$DIR不存在！" >> $LOG_FILE exit 1 fi # 执行操作并写入日志 echo "======$(date)======" >> $LOG_FILE du -sh $DIR/* >> $LOG_FILE echo "文件大小统计完成，日志文件：$LOG_FILE"
