Linux学习笔记（五）：shell脚本，awk，sed，服务管理

阅读数: 次 2024-10-03

1. Shell 脚本

Shell 脚本是一种使用 Shell 编写的脚本，它可以在 Linux 系统中执行各种任务。

1.1 变量

声明变量：使用 export 命令声明变量。
1
export 变量名
修改变量：在子 Shell 中修改变量，相当于创建了一个新的变量，不会影响父 Shell 中的变量。
删除变量：使用 unset 命令删除变量。
1
unset 变量名

声明类型：使用 declare 命令声明变量的类型。

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declare -i 变量名  # 声明整型变量
declare -r 变量名  # 声明只读变量
declare -x 变量名  # 声明环境变量

1.2 特殊变量

$： $ 符号用于引用特殊变量。
**$?**： $? 用于获取上一个命令的退出状态码。
**$-**： $- 用于获取当前 Shell 的选项。
**$#**： $# 用于获取传递给脚本的参数个数。
$$： $$ 用于获取当前 Shell 的进程 ID。
**$_**： $_ 用于获取前一条命令的最后一个参数。
**${!变量名}**： ${!变量名} 用于获取变量的值。

1.3 间接引用

**${变量名}**：使用 ${变量名} 进行间接引用，可以访问变量的值。

1.4 逻辑运算符

**${a:-b}**：如果 a 为空，则使用 b。
**${a:=b}**：如果 a 为空，则将 b 赋值给 a。
**${a:?b}**：如果 a 为空，则将 b 写入标准错误并退出。
**${a:+b}**：如果 a 为空，则返回空字符串，否则返回 b。

1.5 文件操作

在这里插入图片描述

文件存在： test -e 文件名
文件不存在： test ! -e 文件名
文件可读： test -r 文件名
文件可写： test -w 文件名
文件可执行： test -x 文件名

1.6 数组

声明数组：使用 declare -a 命令声明数组。

1	declare -a 数组名

访问数组元素：使用 ${数组名[索引]} 访问数组元素。

1.7 运算

算术运算：使用 expr 命令进行算术运算。

1	expr 10 + 20

条件运算：使用 test 命令进行条件运算。

1	test $x -eq $y

2. Shell 脚本深入扩展

Shell 脚本作为一种灵活的工具，可以应用于各种场景。

在这里插入图片描述

2.1 变量与参数

位置参数： $1, $2, $3 等用于获取传递给脚本的参数。
特殊参数： $*, $@, $# 等用于处理特殊参数。
$*：所有参数作为一个单词。
$@：所有参数作为单独的单词。
$#：传递给脚本的参数个数。
获取命令行： "$@" 或 "$*" 可以获取完整的命令行。

2.2 控制流

if 语句：用于条件判断。

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if [ 条件 ]; then
  # 条件为真时执行的命令
fi

case 语句：用于多条件匹配。

case 变量 in
  情况1)
    # 情况1对应的命令
    ;;
  情况2)
    # 情况2对应的命令
    ;;
  *)
    # 默认情况
    ;;
esac

for 循环：用于循环遍历。

1
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3

for 变量 in 列表; do
  # 循环体
done

while 循环：用于循环直到条件为假。

1
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3

while [ 条件 ]; do
  # 循环体
done

2.3 函数

定义函数：使用 function 关键字定义函数。

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2
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function 函数名() {
  # 函数体
}

调用函数：使用函数名调用函数。

函数名 [参数]

2.4 输入输出

读取输入：使用 read 命令读取用户输入。

read 变量名

输出文本：使用 echo 命令输出文本。

1	echo "文本内容"

重定向输出：使用 > 和 >> 运算符将输出重定向到文件。

1 2	命令 > 文件命令 >> 文件

2.5 脚本结构

注释：使用 # 符号添加注释。
空白字符：空白字符（空格、制表符等）用于分隔命令和参数。
管道：使用 | 运算符将一个命令的输出作为另一个命令的输入。

2.6 脚本调试

打印变量值：使用 echo 命令打印变量的值，用于调试。
设置断点：使用 set -x 命令开启调试模式，打印每条命令及其参数。

2.7 Shell 类型

Bash：最常用的 Shell，功能强大，易于学习和使用。
Zsh：功能丰富的 Shell，支持语法高亮、别名等功能。
Ksh：类似于 Bash，但有一些不同的特性。

3. 强大的文本处理工具`awk`

awk 是一种强大的文本处理工具，它可以将文本文件视为由记录和字段组成的数据流，并允许用户对数据进行复杂的操作。

在这里插入图片描述

3.1 基本概念

记录（Record）：每一行文本都是一个记录。记录通常由换行符分隔。
字段（Field）：每个记录由多个字段组成，字段通常由空白字符（空格、制表符等）分隔。
字段分隔符（FS）：默认的字段分隔符是空白字符，可以使用 -F 选项指定其他分隔符，例如 -F, 使用逗号作为分隔符。
模式匹配（Pattern）： awk 可以根据模式匹配特定的记录。
动作（Action）：对匹配的记录执行的动作，通常涉及输出或修改数据。

3.2 语法

1	awk [选项] '模式 {动作}' 文件...

选项：用于指定 awk 的行为，例如 -F 指定字段分隔符。
模式：用于匹配记录，可以是正则表达式或比较操作符。
动作：对匹配的记录执行的操作，可以是输出、打印、修改等。

3.3 基本用法

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打印所有记录：

1	awk '{print}' 文件

打印第 1 列：

1	awk -F '\t' '{print $1}' 文件

打印第二列大于 10 的记录：

1	awk -F '\t' '$2 > 10 {print}' 文件

计算所有记录的总和：

1	awk -F '\t' '{sum += $2} END {print sum}' 文件

打印包含特定单词的记录：

1	awk '/特定单词/ {print}' 文件

3.4 高级用法

嵌套模式：可以使用多个模式进行嵌套匹配。
循环和条件语句： awk 支持循环和条件语句，可以执行更复杂的操作。
内置函数： awk 提供了大量的内置函数，例如 length(), sqrt(), strftime() 等。
用户定义函数：可以编写自己的函数，并将其添加到 awk 脚本中。

4. awk扩展用法与高级特性

4.1 复杂模式匹配

awk 支持正则表达式，这使得模式匹配更加灵活。可以使用 ~ 和 !~ 运算符来分别匹配和排除正则表达式。

# 打印包含特定模式的记录
awk '$1 ~ /模式/ {print}' 文件

# 打印不包含特定模式的记录
awk '$1 !~ /模式/ {print}' 文件

4.2 字段引用

awk 提供了多种字段引用方式，包括直接引用 $1, $2, $3 等，以及使用 NF（字段总数）、$0（整个记录）和 NR（记录数）等特殊变量。

# 打印所有记录的第三列
awk '{print $3}' 文件

# 打印每条记录的行号和所有字段
awk '{print NR, $0}' 文件

4.3 数组和关联数组

awk 支持数组和关联数组，可以用来存储和操作复杂的数据结构。

# 初始化一个关联数组
awk '{
    a[$1]++
} END {
    for (key in a) print key, a[key]
}' 文件

4.4 流控制语句

awk 支持循环和条件语句，如 for, while, if 等。

# 使用 for 循环遍历数组
awk 'BEGIN {
    for (i = 1; i <= 10; i++) print i
}'

# 使用 if 语句进行条件判断
awk '{if ($1 > 5) print $0}' 文件

4.5 内置变量和函数

awk 提供了大量的内置变量和函数，可以用于字符串操作、数学运算、日期处理等。

# 使用内置函数 split
awk -F ',' '{split($0,a," "); print a[1]}' 文件

# 使用内置变量 RS 和 RS
awk -v RS='-' '{print}' 文件

4.6 用户定义变量和函数

可以在 awk 脚本中定义自己的变量和函数。

awk '
    # 定义用户变量
    var = 10

    # 定义用户函数
    add(a, b) { return a + b }

    {
        # 使用用户变量和函数
        print var
        print add($1, $2)
    }
' 文件

4.7 处理二进制数据

awk 可以处理二进制文件，使用 -b 选项。

1	awk -b '{print $0}' 二进制文件

4.8 嵌套 `awk` 脚本

可以使用一个 awk 脚本作为另一个 awk 脚本的输入。

awk '{
    # 处理第一行
    print $0 > "output1"
    # 处理第二行
    print $0 >> "output1"
}' 文件 | awk '{
    # 处理输出文件
    print $0
}'

5. awk在shell脚本中的使用

awk 在 shell 脚本中是非常有用的，因为它可以用于处理和转换文本数据，这在脚本编写中是非常常见的任务。

5.1 简单文本处理

在 shell 脚本中，可以使用 awk 来执行简单的文本处理任务，比如打印文件的每一行。

#!/bin/bash

# 打印文件中的每一行
awk '{print}' filename

# 将输出重定向到另一个文件
awk '{print}' filename > output.txt

5.2 字段提取

awk 可以用来提取文本文件的特定列。

#!/bin/bash

# 提取第一列
awk -F, '{print $1}' filename

# 使用自定义字段分隔符
awk -F; '{print $2, $3}' filename

5.3 数据过滤

使用 awk 可以根据条件过滤数据。

#!/bin/bash

# 打印第二列大于 10 的行
awk -F, '$2 > 10' filename

# 打印包含特定单词的行
awk '/特定单词/ {print}' filename

5.4 数据计算

awk 可以用来对数据进行数学计算。

#!/bin/bash

# 计算所有记录的第二列总和
awk -F, '{sum += $2} END {print sum}' filename

# 计算平均值
awk -F, '{total += $2; count++} END {print total / count}' filename

5.5 数据排序

awk 可以用来对数据进行排序。

#!/bin/bash

# 按第二列排序
awk -F, '{print $2, $0}' filename | sort -n | awk '{print $2, $0}'

# 按第一列逆序排序
awk -F, '{print $1, $0}' filename | sort -nr | awk '{print $1, $0}'

5.6 数据转换

awk 可以用来转换数据格式。

#!/bin/bash

# 将 CSV 转换为 JSON
awk -F, '{printf "{\"%s\": \"%s\"}\n", $1, $2}' filename > output.json

5.7 复杂数据处理

在更复杂的脚本中，awk 可以嵌入在循环或条件语句中，进行更复杂的数据处理。

#!/bin/bash

# 循环遍历文件并处理每一行
while IFS= read -r line; do
    # 使用 awk 处理每一行
    awk '{print $1, $2}' <<< "$line"
done < filename

5.8 作为子shell

在 shell 脚本中，可以将 awk 命令放在子shell中执行，以避免在后台执行。

#!/bin/bash

awk '{print}' filename &
wait

注意事项

当在 shell 脚本中使用 awk 时，确保文件名和变量名没有特殊字符，或者使用引号将其引起来，以避免解析错误。
使用 IFS（内部字段分隔符）可以改变字段分隔符，这在处理包含空格的文件名时非常有用。
在处理大量数据时，awk 可能会消耗大量内存，特别是在进行复杂的数据处理时。

6. 强大的文本处理工具`sed`

sed（Stream Editor）是一个强大的文本处理工具，它允许用户对文本进行编辑、转换、过滤等操作，而不需要直接对原始文件进行修改。sed 处理的是文本流，通常来自文件或标准输入（stdin）。

6.1 基本概念

流编辑：sed 是一个流编辑器，它一次处理一行文本。
命令行编辑：sed 可以在命令行上直接编辑文本，也可以从文件中读取文本。
模式匹配：sed 可以基于模式来选择文本行进行操作。
替换：sed 的主要功能之一是替换文本。

6.2 语法

1	sed [选项] [命令] [输入文件]

选项：用于指定 sed 的行为，例如 -n 用于抑制默认的自动打印。
命令：用于指定对文本进行的操作，如 p（打印）、s（替换）等。
输入文件：指定输入文件名，也可以是 -' 来表示从标准输入读取。

6.3 基本用法

打印匹配模式的行：

1	sed -n '/模式/p' 文件

替换文本：

1	sed 's/旧文本/新文本/g' 文件

这里，s 是替换命令，/旧文本/ 是被查找的模式，/新文本/ 是要替换的文本，g 是全局替换标志。

6.4 高级用法

删除行：

1	sed '/模式/d' 文件

这里，d 是删除命令。

添加行：

1	sed '/模式/i 添加的文本' 文件

这里，i 是插入命令。

替换并打印：

1	sed '/模式/s/旧文本/新文本/g' 文件

这里，p 命令会打印替换后的行。

注意事项

sed 的替换操作默认只替换每行的第一个匹配项。要替换所有匹配项，需要使用全局替换标志 g。
sed 的模式匹配是按行进行的，如果模式包含换行符，需要特别处理。
sed 的命令可以链式组合，形成复杂的文本处理流程。

7. sed的扩展用法与高级特性

7.1 使用地址范围

sed 允许你指定地址范围，这意味着你可以对文本中的特定行或行范围进行操作。

指定单行：

1	sed '3p' 文件 # 打印第三行

指定多行范围：

1	sed '1,3p' 文件 # 打印第一行到第三行

反向指定：

1	sed '3,$p' 文件 # 打印第三行到文件末尾

7.2 使用正则表达式

sed 支持复杂的正则表达式，这使得模式匹配更加灵活。

使用正则表达式进行匹配：

1	sed '/[0-9]\+/p' 文件 # 打印包含一个或多个数字的行

使用括号分组：

1	sed 's/$[0-9]\+$/\1 square/s' 文件 # 将数字替换为其平方

7.3 使用宏和函数

sed 允许你定义宏和函数，这使得你可以重用代码。

定义宏：

1	sed -E '/pattern/{x;N;G;}' 文件 # 使用宏处理多行文本

使用函数：

sed -E '{
    s/\([0-9]+\)/\1*2/;  # 定义一个简单的函数
    p;
}' 文件

7.4 使用管道和重定向

sed 可以与其他命令结合使用，通过管道（|）和重定向（>）进行更复杂的文本处理。

使用管道：

1	cat 文件 \| sed 's/old/new/g' # 将 cat 命令的输出通过 sed 处理

使用重定向：

1	sed 's/old/new/g' 文件 > 新文件 # 将 sed 的输出重定向到新文件

7.5 使用 `sed` 进行文本转换

sed 可以用来进行各种文本转换，如转换行结束符、替换字符等。

转换行结束符：

1	sed 's/\r$//' 文件 # 将 Windows 行结束符 (\r\n) 转换为 Unix 行结束符 (\n)

替换字符：

1	sed 's/字符1/字符2/g' 文件

7.6 使用 `sed` 进行批量操作

sed 可以用于批量操作，比如同时替换多个模式。

sed -E '{
    s/模式1/替换文本1/g;
    s/模式2/替换文本2/g;
    p;
}' 文件

8. sed在shell脚本的使用

在shell脚本中使用sed可以极大地提高脚本处理文本数据的能力。

8.1 替换文本

在脚本中，可以使用sed来替换文件中的文本。

#!/bin/bash

# 替换文件中所有的'old'为'new'
sed -i 's/old/new/g' filename

这里，-i选项表示直接修改文件，s/old/new/g是替换命令，表示替换所有出现的’old’为’new’。

8.2 条件替换

有时候你可能只想替换符合特定条件的文本。

#!/bin/bash

# 只替换第一行中出现的'old'为'new'
sed -i '1s/old/new/g' filename

8.3 复合命令

在脚本中，你可以将多个sed命令组合起来。

#!/bin/bash

# 先替换文本，然后打印结果
sed -n 's/old/new/gp' filename

这里，-n抑制了默认的自动打印，p命令用来打印匹配的行。

8.4 过滤输出

使用sed过滤不需要的输出。

#!/bin/bash

# 仅打印包含特定模式的行
sed -n '/pattern/p' filename

8.5 文本提取

从文本中提取特定信息。

#!/bin/bash

# 提取第一列数据
sed -n 's/[^,]*,\([^\n]*\)/\1/p' filename

8.6 删除行

删除文件中的特定行。

#!/bin/bash

# 删除包含特定模式的行
sed -i '/pattern/d' filename

8.7 增加行

在文件的特定位置增加行。

#!/bin/bash

# 在第一行后增加新行
sed -i '1i\New line' filename

8.8 文件替换

在脚本中替换多个文件中的文本。

#!/bin/bash

# 替换所有文件中的'old'为'new'
for file in *.txt; do
    sed -i 's/old/new/g' "$file"
done

注意事项

使用-i选项时，sed会直接修改文件。如果你不确定替换结果，可以先使用sed的输出功能来查看将要进行的修改。
在使用sed进行替换时，注意转义字符的使用。例如，如果文本中包含斜杠/，你需要用双斜杠//来转义。
如果你的模式或替换文本包含空格，确保它们被引号包围，以避免shell解释错误。

1. Shell 脚本

1.1 变量

1.2 特殊变量

1.3 间接引用

1.4 逻辑运算符

1.5 文件操作

1.6 数组

1.7 运算

2. Shell 脚本深入扩展

2.1 变量与参数

2.2 控制流

2.3 函数

2.4 输入输出

2.5 脚本结构

2.6 脚本调试

2.7 Shell 类型

3. 强大的文本处理工具awk

3.1 基本概念

3.2 语法

3.3 基本用法

3.4 高级用法

4. awk扩展用法与高级特性

4.1 复杂模式匹配

4.2 字段引用

4.3 数组和关联数组

4.4 流控制语句

4.5 内置变量和函数

4.6 用户定义变量和函数

4.7 处理二进制数据

4.8 嵌套 awk 脚本

5. awk在shell脚本中的使用

5.1 简单文本处理

5.2 字段提取

5.3 数据过滤

5.4 数据计算

5.5 数据排序

5.6 数据转换

5.7 复杂数据处理

5.8 作为子shell

注意事项

6. 强大的文本处理工具sed

6.1 基本概念

6.2 语法

6.3 基本用法

6.4 高级用法

注意事项

7. sed的扩展用法与高级特性

7.1 使用地址范围

7.2 使用正则表达式

7.3 使用宏和函数

7.4 使用管道和重定向

7.5 使用 sed 进行文本转换

7.6 使用 sed 进行批量操作

8. sed在shell脚本的使用

8.1 替换文本

8.2 条件替换

8.3 复合命令

8.4 过滤输出

8.5 文本提取

8.6 删除行

8.7 增加行

8.8 文件替换

注意事项

3. 强大的文本处理工具`awk`

4.8 嵌套 `awk` 脚本

6. 强大的文本处理工具`sed`

7.5 使用 `sed` 进行文本转换

7.6 使用 `sed` 进行批量操作