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Shell脚本实践练习

article 2024/11/28 7:57:52

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Shell篇技能实践练习
- - 用Shell写一个计算器
  - - 方法一：if-elif-else
    - 方法二：使用case语句
  - 用Shell定义一个求n的阶乘的函数
  - - 方法一：递归
    - 方法二：循环
  - 写一个Shell脚本去筛选eth0网卡的ipv4地址
  - - grep命令（拓展）
    - awk命令（拓展）
  - 计划任务添加与重定向输出到指定文件
  - - 计划任务crontab
  - 像Windows中一样无限重启脚本（LINUX中的自启动）
  - - 自启动：rc.local文件（传统Linux方式）
    - 自启动：systemd （现代Linux方式）

Shell篇技能实践练习

用Shell写一个计算器

方法一：if-elif-else

#!/bin/bash
echo 这是一个计算器
read -p "请输入第一个数字：" x1
read -p "请输入需要的运算符：" nm
read -p "请输入第二个数字：" x2
echo 运算式为 $x1 "$nm" $x2
if [ "$nm" = "+" ];then
result=$(expr $x1 + $x2)
elif [ "$nm" = "-" ];then
result=$(expr $x1 - $x2)
elif [ "$nm" = "*" ];then
result=$(expr $x1 \* $x2)
elif [ "$nm" = "/" ];then
result=$(expr $x1 / $x2)
else 
echo 输入错误
fi
echo 运算结果为： $result

#! /bin/bash 脚本解析器声明
if-elif-else型多条件判断，注意 fi 闭合if 语句
对变量用""进行包裹，防止 Shell 对其进行通配符扩展，否则此处的*被扩展为，将*进行文件名匹配（通配符扩展），而不是将其当作普通的字符*

方法二：使用case语句

#!/bin/bash
echo 这是一个计算器
read -p "请输入第一个数字：" x1
read -p "请输入需要的运算符：" nm
read -p "请输入第二个数字：" x2
echo 运算式为 $x1 "$nm" $x2
case "$nm" in
 "+")result=$(expr $x1 + $x2)
 ;;
 "-")result=$(expr $x1 - $x2)
 ;;
 "*")result=$(expr $x1 \* $x2)
 ;;
 "/")result=$(expr $x1 / $x2)
 ;;
esac
echo 运算结果为：$result

注意使用 esac 闭合 case语句

用Shell定义一个求n的阶乘的函数

方法一：递归

#!/bin/bash
qiun() {
    n=$1
    if [ $n -eq 0 ]; then
        echo 1
    else
        temp=$((n - 1))
        result=$(quin $temp)
        echo $((n * result))
    fi
}

将函数qiun传入参数n-1，当n-1为0时结果为1，函数递归停止

原理：quin(n) = n * quin(n-1)

方法二：循环

for循环

#!/bin/bash
quin() {
    n=$1
    result=1
    for i in $(seq 1 $n); do
        result=$((result * i))
    done
    echo $result
}

这里通过seq命令生成从1到n的数字序列,然后通过for循环依次赋值
while循环

#!/bin/bash
quin() {
    n=$1
    result=1
    while [ $n -ge 1 ]; do
        result=$((result * n))
        n=$((n - 1))
    done
    echo $result
}
quin 4

计算方式用到 $(()) 最简便的，不同去管什么$ 符号
还可用

let “result *= n”

result=$(expr $result \* $n)

result= $(ec h o "$ result * $n" | bc) – bc用于支持更灵活的浮点数运算

写一个Shell脚本去筛选eth0网卡的ipv4地址

#!/bin/bash
ipv4=$(ifconfig eth0 | grep "inet " | awk '{print $2}')
echo "eth0网卡的IPv4地址是: $ipv4"

ifconfig eth0 查看网卡eth0的信息 , 管道符 |将上一个命令的结果传给下一个命令，grep "inet "正则匹配输出包含inet 的行内容，awk '{print $2}'按照默认空格进行分割并输出第二个字段。

grep命令（拓展）

语法格式：
基本语法一般是 grep [选项] 模式 [文件或文本流]
常用选项举例：
- -i：进行忽略大小写的匹配。例如 grep -i "hello" file.txt，不管 file.txt 里的 hello 是大写还是小写形式，只要包含相应字母组合的行都会被匹配出来。
- -v：反向匹配，也就是输出不包含指定模式的行。比如 grep -v "error" log.txt，会把 log.txt 中所有不包含 error 这个词的行都输出。
- -r（或 -R）：递归搜索，用于在目录及其子目录下的所有文件中查找匹配的内容。例如要在一个代码项目目录下查找所有包含 TODO 字样的文件内容，可以使用 grep -r "TODO" project_directory/，它会遍历 project_directory 及其子目录里的所有文件进行搜索。

awk命令（拓展）

语法格式：
基本语法是 awk '条件{动作}' [文件或文本流]，其中 条件 部分可以是一些用来判断行、字段等是否满足的表达式，比如判断某字段是否等于某个值等；动作 部分通常是要执行的操作，最常见的就是输出某些字段内容（像上面脚本中的 print 操作）等。
常用操作举例：
- 字段操作：
  除了像上面那样简单提取字段，还可以进行更复杂的字段处理。例如有一个文本文件 data.txt，内容如下：

apple 3
banana 5
cherry 2

要把每种水果的数量都乘以 2 并输出，可以使用 awk '{print $1, $2 * 2}' data.txt，这里 $1 输出的是水果名称（第一个字段），$2 * 2 就是对第二个字段（水果的数量）进行乘法运算，运行后输出结果为：

apple 6
banana 10
cherry 4

条件判断操作：
比如只想输出数量大于 3 的水果信息，可以使用 awk '$2 > 3 {print $1, $2}' data.txt，这里 $2 > 3 就是条件判断，只有当第二个字段（数量）大于 3 时，才会执行 print $1, $2 这个输出动作，输出结果为：

apple 3
banana 5

在实际的 Shell 脚本编写中，grep 和 awk 经常配合使用，先用 grep 筛选出感兴趣的行，再用 awk 对筛选出来的行进一步提取、处理需要的信息.

计划任务添加与重定向输出到指定文件

编辑计划任务

crontab -e

添加条目

0 12 30 12 * /home/kali/oft/eth0ip.sh >/home/kali/oft/eth0.txt

计划任务的格式为：分时日月周命令 这条命令是指在 12月30日任意星期12点整执行命令，并将标准输出重定向到目标指定文件进行保存

注意需要给指定脚本文件添加执行权限，chmod +x eth0ip.sh

计划任务crontab

crontab基本概念
- 在 Linux 中，crontab是用于设置周期性被执行的指令的工具。cron是一个守护进程，它会按照设定的时间规则来自动执行任务。
  
  crontab文件中的每一行代表一个任务，每个任务的格式为：分时日月周命令
  - 分钟（0 - 59）：取值范围是 0 到 59，表示每个小时的哪一分钟执行任务。例如，0表示整点，15表示每小时的第 15 分钟。
  - 小时（0 - 23）：取值范围是 0 到 23，表示一天中的哪个小时执行任务。例如，9表示上午 9 点，20表示晚上 8 点。
  - 日期（1 - 31）：取值范围是 1 到 31，表示一个月中的哪一天执行任务。不过要注意日期的取值要结合月份来考虑实际有效的日期，例如在 2 月，日期最大取值可能是 28 或者 29（闰年）。
  - 月份（1 - 12）：取值范围是 1 到 12，表示一年中的哪个月份执行任务。
  - 星期（0 - 6）：取值范围是 0 到 6，其中 0 表示星期日，1 表示星期一，以此类推。
  - 命令：这是要执行的具体脚本、程序或者命令。例如/bin/bash /home/user/myscript.sh，就是执行用户家目录下的myscript.sh脚本文件。
crontab的使用方法
- 编辑计划任务
  - 要编辑当前用户的计划任务，可以使用
```
crontab -e
```
    命令。这个命令会根据系统配置打开一个文本编辑器（通常是vi或者nano）。例如，如果你想每天晚上 10 点 30 分备份一个文件，你可以在打开的编辑器中添加以下行：
    - 30 22 * * * /bin/cp /home/user/important_file.txt /backup/
  - 如果你希望每两个小时执行一次任务，比如每两个小时检查一次系统负载，可以使用以下条目：
    - 0 */2 * * * /usr/bin/uptime
    - 这里*/2表示每隔 2 个小时。
- 查看计划任务
  - 使用crontab -l命令可以列出当前用户的所有计划任务。例如，如果你已经设置了几个计划任务，执行crontab -l会显示这些任务的详细信息，包括执行时间和命令。
- 删除计划任务
  - 要删除当前用户的所有计划任务，可以使用crontab -r命令。不过要小心使用这个命令，因为它会直接清除所有计划任务，没有确认提示。如果只想删除某一个任务，可以先使用crontab -l查看任务列表，然后使用crontab -e编辑，删除相应的任务行。
系统范围的计划任务（/etc/crontab和/etc/cron.d/）
- /etc/crontab文件
  - 这个文件是系统范围的计划任务配置文件，与用户的crontab略有不同。它的格式为：分时日月周用户命令。多了一个 “用户” 字段，用于指定执行任务的用户。例如：
    - 0 3 * * * root /bin/bash /root/system_backup.sh
    - 这表示每天凌晨 3 点，以root用户身份执行/root/system_backup.sh脚本。
- /etc/cron.d/目录
  - 这个目录下可以放置多个计划任务文件，用于组织系统范围的计划任务。每个文件的格式与/etc/crontab类似，也包含执行时间、用户和命令等信息。这些文件通常是由软件包安装时添加的，用于实现软件的定期维护任务，如日志清理、数据库备份等。

像Windows中一样无限重启脚本（LINUX中的自启动）

重启脚本

#!/bin/base
echo "1秒后系统重启"
sleep 1
reboot

添加可执行权限

sudo chmod +x reboot.sh

自启动：rc.local文件（传统Linux方式）

sudo touch /etc/rc.local

加权限

sudo chmod +x /etc/rc.local

编辑文件

vi /etc/rc.local

在rc.local文件中，通常会看到一些注释和一个exit 0语句。在exit 0之前添加自启动脚本或命令。

#!/bin/bash
/home/kali/oft/reboot.sh
exit 0

这里的&符号很重要，它表示将脚本在后台运行。这是因为rc.local文件的执行是在系统启动的过程中，如果脚本不放在后台运行，可能会阻塞系统启动的其他进程，导致启动过程变慢甚至出现问题。

自启动：systemd （现代Linux方式）

创建.servicee文件，通常放在/jetc/systemd/system目录下，这个目录用于存放系统管理员创建的服务配置文件，以补充或覆盖系统默认的服务配置。

vim myreboot.service

输入

[Unit]
Description=My Reboot Task

[Service]
# 服务类型设为oneshot，适用于执行一次就结束的脚本启动场景
Type=oneshot
# 指定启动脚本的绝对路径，这里假设脚本在/home/user/目录下，需根据实际修改
ExecStart=/usr/bin/bash /home/kali/oft/reboot.sh
# 当脚本执行出错（以非零退出码结束）时尝试重启，最多重启5次，每次间隔10秒
Restart=on-failure
RestartSec=10
StartLimitBurst=5
# 指定运行脚本的用户身份，这里是user，要替换为实际有权限执行脚本的用户名
User=kali

[Install]
# 设定该服务应被安装到多用户模式启动目标下，系统进入多用户模式时自动启动
WantedBy=multi-user.target

[Unit] 部分
- 功能概述：
  - [Unit]部分主要用于定义服务单元的基本元数据和依赖关系。它提供了系统在管理和启动服务时所需的一些基本信息，如服务的描述、与其他单元的启动顺序关系等。这些信息帮助 systemd 理解服务的性质和它在整个系统启动流程中的位置。
- 常用配置项：
  - Description：
    - 这是一个简短的文本描述，用于清晰地说明服务的用途。例如，Description = My Custom Backup Service，这样在使用systemctl status命令查看服务状态或者在日志文件中，都能很容易地识别服务的功能。
  - After：
    - 用于指定此服务应该在哪些其他单元（可以是其他服务、目标等）启动之后再启动。例如，After = network.target表示这个服务依赖网络初始化完成，只有在网络相关的目标启动后，本服务才会启动。这对于那些需要网络连接才能正常工作的服务（如网络监控工具、云存储客户端等）非常重要。除了network.target，还可以是其他服务单元，如syslog.target（表示在系统日志服务启动之后）等。
  - Before：
    - 与After相反，它指定此服务应该在哪些其他单元启动之前启动。不过在实际使用中，相对After来说较少用到，因为大多数情况下我们更关心服务启动的后置依赖条件。
  - Requires：
    - 这个配置项表示当前服务严格依赖于指定的其他单元。如果指定的单元无法启动，那么当前服务也不会启动。例如，Requires = another_service.service意味着如果another_service.service不能正常启动，当前服务会失败。这和After的区别在于，After只是定义了启动顺序，即使依赖的单元启动失败，当前服务仍可能尝试启动；而Requires则是强依赖关系，依赖单元失败会导致当前服务无法启动。
  - Wants：
    - 它类似于Requires，但表示一种弱依赖关系。如果指定的单元无法启动，当前服务仍然会启动。例如，Wants = optional_service.service表示希望optional_service.service启动，但不是必须的，即使它没有启动，本服务也会继续启动。这种配置在一些非关键依赖的场景下很有用，比如某个服务希望有一个辅助服务（如日志收集服务）来增强功能，但即使这个辅助服务不可用，主服务也能运行。
[Service] 部分
- 功能概述：
  - [Service]部分聚焦于服务本身的执行细节，包括如何启动、停止服务，服务的类型，以及在遇到错误或其他特殊情况时如何处理等。它是.service文件的核心部分，直接决定了服务的实际运行方式。
- 常用配置项：
  - Type：
    - 定义服务的类型，常见的类型有以下几种：
      - simple：这是最基本的类型。对于这种类型的服务，ExecStart指定的命令就是服务的主进程，systemd 会认为这个进程代表了整个服务。一旦这个进程启动，systemd 就认为服务已经启动。例如，Type = simple且ExecStart = /usr/bin/myapp，当/usr/bin/myapp进程启动后，服务即视为启动状态。这种类型适用于大多数简单的、持续运行的应用程序启动场景。
      - oneshot：这种类型用于执行一次就结束的任务。systemd 会等待ExecStart指定的命令执行完毕后，才认为服务完成启动。例如，一个用于系统初始化阶段执行一次数据库迁移任务的脚本可以使用这种类型。当脚本执行完成（无论成功与否），服务的启动过程就结束了。
      - forking：服务启动后会产生一个父进程，这个父进程会 fork 出子进程，然后父进程退出。systemd 会跟踪子进程作为服务的主进程。这种类型适用于一些传统的、启动方式为 fork 子进程的服务，如一些旧版本的服务器软件。
      - notify：和simple类型类似，但服务需要在启动完成后通过发送一个特殊的通知消息（如使用sd_notify函数）给 systemd，systemd 才会认为服务已经启动。这种类型可以用于更精确地控制服务启动过程的通知。
      - dbus：服务通过 D - Bus（一种进程间通信机制）来与 systemd 通信，用于启动和管理服务。这种类型主要用于那些基于 D - Bus 接口的服务。
  - ExecStart：
    - 这是最重要的配置项之一，用于指定启动服务的命令。它可以是一个可执行文件的绝对路径，也可以是一个包含命令和参数的完整命令行。例如，ExecStart = /usr/bin/python3 /home/user/my_script.py，就是使用 Python 3 解释器来运行位于/home/user/目录下的my_script.py脚本。确保这个命令的路径和参数正确无误，否则服务将无法正常启动。
  - ExecStop：
    - 用于指定停止服务时要执行的命令。与ExecStart类似，它也是一个命令或命令行。例如，对于一个运行在后台的服务器程序，ExecStop可能是发送一个特定的信号（如kill -TERM）给服务进程来停止它。如果不指定ExecStop，systemd 可能会使用默认的停止方式（如发送SIGTERM信号），但这可能并不适用于所有服务。
  - Restart：
    - 定义服务在什么情况下会自动重启。常见的值有：
      - no：服务不会自动重启，这是默认值。
      - on - success：只有当服务正常退出（退出码为 0）时才会重启。
      - on - failure：当服务以非零退出码退出（即发生错误）时会自动重启。这是比较常用的设置，用于确保服务在遇到可恢复的故障时能够自动重新启动。
      - always：无论服务以何种方式退出，都会自动重启。这种设置在一些需要服务始终保持运行状态的场景下很有用，但要注意如果服务存在严重的错误导致反复重启，可能会消耗大量资源。
  - RestartSec：
    - 当服务需要重启时，这个配置项指定了重启之间的间隔时间（以秒为单位）。例如，RestartSec = 5表示每次重启之间间隔 5 秒。合理设置这个时间可以避免在短时间内频繁重启服务，给服务足够的时间来恢复或者避免对系统资源造成过大的压力。
  - StartLimitBurst和StartLimitInterval：
    - 这两个配置项一起使用，用于限制服务在一定时间内的启动次数。StartLimitBurst指定在StartLimitInterval时间范围内允许启动的最大次数。例如，StartLimitBurst = 5和StartLimitInterval = 60表示在 60 秒内，服务最多允许启动 5 次。如果超过这个限制，systemd 可能会停止尝试启动服务，并将其标记为启动失败状态。这对于防止服务在出现故障时无限次重启导致系统资源耗尽很有用。
  - User：
    - 指定运行服务的用户身份。这对于确保服务以正确的权限运行非常重要。例如，User = user表示服务将以user这个用户的身份运行。要确保这个用户拥有执行ExecStart命令以及访问服务运行过程中所需资源（如配置文件、数据文件等）的权限。
[Install] 部分
- 功能概述：
  - [Install]部分主要用于定义服务的安装信息，也就是告诉 systemd 在系统启动过程中如何处理这个服务。它决定了服务是否会在系统启动时自动启动，以及如果自动启动，应该在哪个启动目标下启动。
- 常用配置项：
  - WantedBy：
    - 这是最常用的配置项，它指定了服务应该被安装到哪个系统启动目标下。例如，WantedBy = multi - user.target表示服务应该在系统进入多用户模式时自动启动。常见的启动目标还有graphical.target（用于图形化界面启动时）、rescue.target（用于系统救援模式）等。通过将服务与适当的启动目标关联，可以确保服务在合适的系统运行阶段自动开启。
  - RequiredBy：
    - 与WantedBy类似，但表示一种更强的依赖关系。如果指定的启动目标没有被激活，那么这个服务也不会被启动。在实际使用中，相对WantedBy来说较少用到，因为WantedBy的弱依赖关系更符合大多数服务的启动需求。
  - Alias：
    - 可以为服务定义一个或多个别名。这些别名可以在使用 systemd 命令（如systemctl）时用于引用服务，方便记忆和操作。例如，Alias = my - service - alias.service，之后可以使用systemctl start my - service - alias.service来启动这个服务，就像使用它的原始服务名一样。