Shell 入门

面向初步接触 Shell 脚本的同学，按常见开发场景整理核心语法。

---

一、脚本基础知识

1. 指定解释器

脚本首行通常写为：

#!/bin/bash

含义是“使用 Bash 执行当前脚本”。例如：

#!/bin/bash
echo "Hello Shell"

2. 注释写法

单行注释使用 #：

# 这是一行注释
echo "Hello World"  # 行尾注释

Bash 没有官方多行注释语法，常见“模拟写法”如下：

: '
这是第一行注释
这是第二行注释
'
echo "不会执行注释里的内容"

3. 命令执行与拼接

常见拼接方式：

# 无论 command1 成功与否都执行 command2
command1 ; command2

# command1 成功才执行 command2
command1 && command2

# command1 失败才执行 command2
command1 || command2

示例：

cd /tmp && touch test.txt && ls -l test.txt
cp file.txt /dest || echo "复制失败"

4. 输入输出与重定向

echo 用于输出，重定向用于写入或读取文件：

echo "简单输出"
echo -e "第一行\n第二行"

echo "新内容" > test.txt
echo "新增内容" >> test.txt

5. 统计行数

在统计行数时，wc -l 很常用：

• wc：word count，统计信息
• -l：line，按行计数

wc -l < test.txt

---

二、变量与参数

1. 变量定义与使用

变量定义时，等号两边不能有空格：

name="Shell脚本"
age=20

echo "名称：$name，年龄：$age"
echo "文件名：${name}_script.sh"

只读变量与删除变量：

readonly version="1.0"
unset name

2. 环境变量与常见系统变量

环境变量可通过 export 传递给子进程：

export PATH="$PATH:/new/bin"
export PROJECT_DIR="/home/user/project"

常见系统变量：

• $HOME：当前用户家目录
• $PWD：当前工作目录
• $USER：当前用户名
• $?：上一条命令退出状态（0 为成功）
• $$：当前进程 ID

示例：

echo "用户：$USER，目录：$HOME"
ls /nonexist_dir || echo "退出状态：$?"

3. 脚本参数传递

位置参数：

#!/bin/bash
echo "脚本名：$0"
echo "第一个参数：$1"
echo "第二个参数：$2"

特殊参数：

• $#：参数总数
• $*：所有参数（作为一个整体）
• $@：所有参数（保留参数边界，循环中更常用）

#!/bin/bash
echo "参数总数：$#"
echo "所有参数(\$*)：$*"
echo "所有参数(\$@)：$@"

for param in "$@"; do
  echo "参数：$param"
done

---

三、流程控制

1. 条件判断（if / elif / else）

if 条件; then
  echo "条件成立"
elif 其他条件; then
  echo "命中其他分支"
else
  echo "条件不成立"
fi

常见判断速查：

• 文件：-f（普通文件）、-d（目录）、-e（存在）
• 字符串：=、!=、-z（空）、-n（非空）
• 数值：-eq、-ne、-gt、-lt、-ge、-le

示例：

file_path="test.txt"
if [[ -e $file_path ]]; then
  echo "文件存在"
else
  echo "文件不存在"
fi

2. 循环结构（for / while / until）

for 列表遍历：

fruits=("apple" "banana" "orange")
for fruit in "${fruits[@]}"; do
  echo "水果：$fruit"
done

for C 风格循环：

for ((i=1; i<=5; i++)); do
  echo "循环次数：$i"
done

while 读取文件：

file="test.txt"
while read -r line; do
  echo "行内容：$line"
done < "$file"

until（条件为假时继续）：

count=1
until [[ $count -gt 3 ]]; do
  echo "计数：$count"
  ((count++))
done

3. 分支匹配（case）

适合处理多分支命令参数：

case $1 in
  start)
    echo "启动服务..."
    ;;
  stop)
    echo "停止服务..."
    ;;
  restart)
    echo "重启服务..."
    ;;
  *)
    echo "无效参数，支持 start/stop/restart"
    ;;
esac

---

四、函数定义与使用

1. 基本结构

function say_hello {
  echo "Hello from function!"
  echo "第一个参数：$1"
}

say_hello "参数1"

2. 参数与返回值

Shell 函数通常通过标准输出“返回结果”：

function add {
  local result=$(( $1 + $2 ))
  echo "$result"
}

sum=$(add 5 3)
echo "总和：$sum"

return 返回的是状态码（0~255）：

function check_file {
  if [[ -f $1 ]]; then
    return 0
  else
    return 1
  fi
}

check_file "test.txt"
if [[ $? -eq 0 ]]; then
  echo "文件存在"
else
  echo "文件不存在"
fi

3. 作用域

Bash 变量默认是全局变量，函数内推荐使用 local 限制作用域：

global_var="全局变量"

function test_scope {
  local local_var="局部变量"
  echo "函数内访问全局变量：$global_var"
  echo "函数内访问局部变量：$local_var"
  global_var="函数内修改全局变量"
}

test_scope
echo "外部访问全局变量：$global_var"

---

五、常用高级能力

1. 进程管理（& / nohup / wait）

后台执行 &：

./script.sh &
echo "后台任务 PID: $!"

nohup 防止进程因终端关闭而终止：

nohup ./long_running_script.sh > output.log 2>&1 &
# nohup: 不受挂起信号影响
# 2>&1: 标准输出和错误输出都重定向到 output.log
# &: 放到后台运行

wait 等待后台任务完成：

./task1.sh &
./task2.sh &
wait  # 等待所有后台任务完成
echo "所有任务结束"

等待指定后台进程：

./script.sh &
PID=$!
./other_script.sh
wait $PID
echo "指定进程执行完毕"

2. 数组操作

arr=("a" "b" "c")
arr[3]="d"

echo "第一个元素：${arr[0]}"
echo "所有元素：${arr[@]}"
echo "元素个数：${#arr[@]}"

for element in "${arr[@]}"; do
  echo "数组元素：$element"
done

3. 正则匹配（=~）

email="[email protected]"
if [[ $email =~ ^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$ ]]; then
  echo "邮箱格式合法"
else
  echo "邮箱格式不合法"
fi

4. 文本搜索（grep）

基础用法：

grep "keyword" file.txt          # 在文件中搜索关键词
grep -i "keyword" file.txt       # 忽略大小写
grep -n "keyword" file.txt       # 显示行号
grep -v "keyword" file.txt       # 反向匹配，显示不包含关键词的行

常用选项：

grep -r "keyword" ./dir/         # 递归搜索目录下所有文件
grep -c "keyword" file.txt      # 统计匹配行数
grep -e "pattern1" -e "pattern2" file.txt  # 多个模式匹配
grep -E "error|warning" log.txt # 扩展正则匹配多个模式
grep -o "pattern" file.txt       # 只输出匹配部分

配合管道使用：

ps aux | grep "nginx"           # 查找 nginx 进程
dmesg | grep -i "error"         # 查找系统错误
cat log.txt | grep "2024-01-01"  # 查找特定日期日志

5. 调试技巧

打印执行过程：

bash -x script.sh

错误捕获：

trap 'echo "执行到第 $LINENO 行出错，错误状态：$?"' ERR
echo "正常执行"
undefined_command
echo "不会执行到这里"

[!WARNING] rm -rf、批量覆盖写入（>）等高风险操作，建议先在测试目录验证，再用于生产环境。

---

六、一些建议

• 开头统一写 #!/bin/bash，并保持脚本可执行权限。
• 涉及变量时尽量加双引号，减少空格和通配符引发的问题。
• 参数转发优先使用 "$@"，避免参数边界被破坏。
• 对关键命令检查退出状态，必要时及时 exit 1。
• 使用 bash -x、trap ... ERR 组合快速定位问题。