怎么編寫一個Bash腳本

怎么編寫一個Bash腳本？很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

為什么要寫Bash腳本

其實關于Bash腳本最好的解釋如下：

The opposite of "it's like riding a bike" is "it's like programming in bash".

A phrase which means that no matter how many times you do something, you will have to re-learn it every single time.

— Jake Wharton (@JakeWharton)

December 2, 2020

意思就是，跟騎自行車相反，無論做了多少次，每次都感覺像重新學一樣。

但是Bash腳本語言和其他一些廣受歡迎的語言，例如JavaScript一樣，他們不會輕易突然消失，雖然Bash腳本語言不太可能成為業界的主流語言，但實際他就在我們周圍，無處不在。

Bash就像繼承了shell的衣缽一樣，在每臺linux上都可以看到他的身影，這可是大多數后端程序運行的環境，因此當你需要編寫服務器的應用程序啟動、CI/CD步驟或集成測試用的腳本，Bash就在那里等著你。

將幾個命令粘在一起，將輸出從一個傳遞到另一個，然后只啟動一些可執行文件，Bash是眾多方案中最簡單的一個。雖然用其他語言編寫更大、更復雜的腳本更有效果，但你不能指望Python、Ruby、fish或其他任何你認為最好的程序，可以在任何地方編譯使用。所以在將其添加到某個prod server、Docker image或CI環境之前，往往會讓人三思而后行。

當然啦，Bash還遠遠不夠完美兩個字。他的語法對初學者就像一個噩夢。錯誤處理也很困難。到處都是我們必須處理掉的陷阱。

Bash script template（Bash腳本模板）

廢話不多說，獻上我的模板

#!/usr/bin/env bash

set -Eeuo pipefail
trap cleanup SIGINT SIGTERM ERR EXIT

script_dir=$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" &>/dev/null && pwd -P)

usage() {
 cat <<EOF
Usage: $(basename "${BASH_SOURCE[0]}") [-h] [-v] [-f] -p param_value arg1 [arg2...]

Script description here.

Available options:

-h, --help   Print this help and exit
-v, --verbose  Print script debug info
-f, --flag   Some flag description
-p, --param   Some param description
EOF
 exit
}

cleanup() {
 trap - SIGINT SIGTERM ERR EXIT
 # script cleanup here
}

setup_colors() {
 if [[ -t 2 ]] && [[ -z "${NO_COLOR-}" ]] && [[ "${TERM-}" != "dumb" ]]; then
  NOFORMAT='\033[0m' RED='\033[0;31m' GREEN='\033[0;32m' ORANGE='\033[0;33m' BLUE='\033[0;34m' PURPLE='\033[0;35m' CYAN='\033[0;36m' YELLOW='\033[1;33m'
 else
  NOFORMAT='' RED='' GREEN='' ORANGE='' BLUE='' PURPLE='' CYAN='' YELLOW=''
 fi
}

msg() {
 echo >&2 -e "${1-}"
}

die() {
 local msg=$1
 local code=${2-1} # default exit status 1
 msg "$msg"
 exit "$code"
}

parse_params() {
 # default values of variables set from params
 flag=0
 param=''

 while :; do
  case "${1-}" in
  -h | --help) usage ;;
  -v | --verbose) set -x ;;
  --no-color) NO_COLOR=1 ;;
  -f | --flag) flag=1 ;; # example flag
  -p | --param) # example named parameter
   param="${2-}"
   shift
   ;;
  -?*) die "Unknown option: $1" ;;
  *) break ;;
  esac
  shift
 done

 args=("$@")

 # check required params and arguments
 [[ -z "${param-}" ]] && die "Missing required parameter: param"
 [[ ${#args[@]} -eq 0 ]] && die "Missing script arguments"

 return 0
}

parse_params "$@"
setup_colors

# script logic here

msg "${RED}Read parameters:${NOFORMAT}"
msg "- flag: ${flag}"
msg "- param: ${param}"
msg "- arguments: ${args[*]-}"

Choose Bash

#!/usr/bin/env bash

腳本為了獲得最佳兼容性，它引用/usr/bin/env，而不是直接引用/bin/bash。

Fail fast

set -Eeuo pipefail

set命令可以更改腳本執行選項。例如，通常Bash不關心某個命令是否失敗，返回非零退出狀態代碼。它只是快速地跳到下一個。現在考慮一下這個小腳本：

#!/usr/bin/env bash
cp important_file ./backups/
rm important_file

如果備份目錄不存在，會發生什么情況？確切地說，你將在控制臺中收到一條錯誤消息，但是在你能夠做出反應之前，該文件已經被第二個命令刪除。

Get the location

script_dir=$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" &>/dev/null && pwd -P)

這行代碼盡其所能定義腳本的位置目錄，然后我們對其進行cd配置。為什么？

通常，我們的腳本在相對于腳本位置的路徑上運行，復制文件并執行命令，假設腳本目錄也是一個工作目錄。是的，只要我們從它的目錄執行腳本。

但是，假設我們的CI配置執行腳本如下所示呢：

/opt/ci/project/script.sh

那么我們的腳本不是在項目目錄中操作的，而是在CI工具的一些完全不同的工作目錄中操作的。我們可以通過在執行腳本之前轉到目錄來修復它：

cd /opt/ci/project && ./script.sh

但從腳本的角度解決這個問題要好得多。因此，如果腳本從同一目錄中讀取某個文件或執行另一個程序，請按如下方式調用：

cat "$script_dir/my_file"

同時，腳本不會更改工作目錄的位置。如果腳本是從其他目錄執行的，并且用戶提供了指向某個文件的相對路徑，我們仍然可以讀取它。

Try to clean up

trap cleanup SIGINT SIGTERM ERR EXIT

cleanup() {
 trap - SIGINT SIGTERM ERR EXIT
 # script cleanup here
}

在腳本結束時，將執行cleanup（）函數。你可以在這里嘗試刪除腳本創建的所有臨時文件。

請記住，cleanup（）不僅可以在最后調用，在任何時候都可以。

Display helpful help

usage() {
 cat <<EOF
Usage: $(basename "${BASH_SOURCE[0]}") [-h] [-v] [-f] -p param_value arg1 [arg2...]

Script description here.

...
EOF
 exit
}

盡量讓usage（）函數相對靠近腳本的頂部，有兩種作用：

• 要為不知道所有選項并且不想查看整個腳本來發現這些選項的人顯示幫助。

• 當有人修改腳本時，保存一個最小的文檔（因為兩周后，你甚至不記得當初是怎么寫的）。

我不主張在這里記錄每個函數。但是一個簡短、漂亮的腳本使用這些消息是必需的。

Print nice messages

setup_colors() {
 if [[ -t 2 ]] && [[ -z "${NO_COLOR-}" ]] && [[ "${TERM-}" != "dumb" ]]; then
  NOFORMAT='\033[0m' RED='\033[0;31m' GREEN='\033[0;32m' ORANGE='\033[0;33m' BLUE='\033[0;34m' PURPLE='\033[0;35m' CYAN='\033[0;36m' YELLOW='\033[1;33m'
 else
  NOFORMAT='' RED='' GREEN='' ORANGE='' BLUE='' PURPLE='' CYAN='' YELLOW=''
 fi
}

msg() {
 echo >&2 -e "${1-}"
}

首先，如果你還不想在文本中使用顏色，那么先刪除setup_colors（）函數。我保留它是因為我知道如果我不必每次都用谷歌編碼的話，我會更頻繁地使用顏色。

其次，這些顏色只用于msg（）函數，而不是echo命令。

msg（）函數用于打印不是腳本輸出的所有內容。這包括所有日志和消息，而不僅僅是錯誤。引用
12 Factor CLI Apps的文章說法：

In short: stdout is for output, stderr is for messaging.

— Jeff Dickey, who knows a little about building CLI apps

stdout用于輸出，stderr用于消息傳遞。

這就是為什么在大多數情況下你不應該為stdout使用顏色。

用msg（）打印的消息被發送到stderr流并支持特殊的序列，比如顏色。如果stderr輸出不是交互式終端，或者傳遞了一個標準參數，那么顏色將被禁用。
用法如下：

msg "This is a ${RED}very important${NOFORMAT} message, but not a script output value!"

要檢查stderr是不是交互式終端時的行為，請在腳本中添加類似于上面的一行。然后執行它，將stderr重定向到stdout并通過管道將其發送到cat。管道操作使輸出不再直接發送到終端，而是發送到下一個命令，因此顏色會被禁用。

$ ./test.sh 2>&1 | cat
This is a very important message, but not a script output value!

Parse any parameters

parse_params() {
 # default values of variables set from params
 flag=0
 param=''

 while :; do
  case "${1-}" in
  -h | --help) usage ;;
  -v | --verbose) set -x ;;
  --no-color) NO_COLOR=1 ;;
  -f | --flag) flag=1 ;; # example flag
  -p | --param) # example named parameter
   param="${2-}"
   shift
   ;;
  -?*) die "Unknown option: $1" ;;
  *) break ;;
  esac
  shift
 done

 args=("$@")

 # check required params and arguments
 [[ -z "${param-}" ]] && die "Missing required parameter: param"
 [[ ${#args[@]} -eq 0 ]] && die "Missing script arguments"

 return 0
}

如果在腳本中參數化有意義的話，我就通常就會去做，即使整個腳本只在一個地方使用。它使復制和重用它變得更容易，而這通常是早晚發生的。而且，即使某些東西需要硬編碼，通常在比Bash腳本更高的級別上有更好的位置。

CLI參數有三種主要類型：標志、命名參數和位置參數。parse_params（）函數支持所有這些參數。

這里沒有處理的唯一一個公共參數模式是連接多個單字母標志。為了能夠傳遞兩個標志作為-ab，而不是-a-b，需要一些額外的代碼。

while循環是一種手動解析參數的方法。在其他語言中，您應該使用一個內置的解析器或可用的庫，但是，好吧，這是Bash。

模板中有一個示例標志（-f）和命名參數（-p）。只需更改或復制它們以添加其他參數。之后不要忘記更新usage（）。

這里最重要的一點是，當您使用第一個google結果進行Bash參數解析時，通常會丟失一個未知選項的錯誤。腳本收到未知選項的事實意味著用戶希望它執行腳本無法完成的操作。所以用戶的期望和腳本行為可能會有很大的不同。最好是在壞事發生之前完全阻止處決。

在Bash中解析參數有兩種選擇。是一個接一個的。有人贊成和反對使用它們。我發現這些工具不是最好的，因為默認情況下，macOS上的getopt行為完全不同，getopts不支持長參數（比如--help）。

Using the template

復制粘貼它，就像你在網上找到的大多數代碼一樣。

復制后，只需更改4件事：

• 包含腳本說明的usage（）文本

• cleanup（）內容

• parse_params（）中的參數–保留--help和--no color，但替換示例：-f和-p

• 實際的腳本邏輯
  

Portability

我在MacOS上測試了這個模板（使用默認的bash4.2）和幾個Docker映像：Debian、Ubuntu、CentOS、amazonlinux、Fedora。它的確起作用了。

顯然，它不能在缺少Bash的環境中工作，比如alpinellinux。

Further reading

在用Bash或其他更好的語言創建CLI腳本時，有一些通用規則。這些資源將指導您如何使小型腳本和大型CLI應用程序可靠，參考如下：

Command Line Interface Guidelines（https://clig.dev/）
12 Factor CLI Apps（https://medium.com/@jdxcode/12-factor-cli-apps-dd3c227a0e46）
Command line arguments anatomy explained with examples（https://betterdev.blog/command-line-arguments-anatomy-explained/）

Closing notes

我不會是第一個也不是最后一個創建Bash腳本模板的人。這個項目是一個很好的選擇，雖然對我的日常需求來說有點太大了。畢竟，我盡量使Bash腳本盡可能小（而且很少使用）。

編寫Bash腳本時，請使用支持ShellCheck linter的IDE，如JetBrains IDEs。它會阻止你做一堆適得其反的事情。

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