shell脚本高级技巧

shell 语句出错自动退出

许多人用shell脚本完成一些简单任务，而且变成了他们生命的一部分。不幸的是，shell脚本在运行异常时会受到非常大的影响。在写脚本时将这类问题最小化是十分必要的。本文中我将介绍一些让bash脚本变得健壮的技术。

使用set -u

你因为没有对变量初始化而使脚本崩溃过多少次？对于我来说，很多次。

chroot=$1
...
rm -rf $chroot/usr/share/doc

如果上面的代码你没有给参数就运行，你不会仅仅删除掉chroot中的文档，而是将系统的所有文档都删除。那你应该做些什么呢？好在bash提供了set -u，当你使用未初始化的变量时，让bash自动退出。你也可以使用可读性更强一点的set -o nounset。

david% bash /tmp/shrink-chroot.sh
$chroot=
david% bash -u /tmp/shrink-chroot.sh
/tmp/shrink-chroot.sh: line 3: $1: unbound variable
david%

使用set -e

你写的每一个脚本的开始都应该包含set -e。这告诉bash一但有任何一个语句返回非真的值，则退出bash。使用-e的好处是避免错误滚雪球般的变成严重错误，能尽早的捕获错误。更加可读的版本：set -o errexit
使用-e把你从检查错误中解放出来。如果你忘记了检查，bash会替你做这件事。不过你也没有办法使用$?来获取命令执行状态了，因为bash无法获得任何非0的返回值。你可以使用另一种结构：
command
if [ "$?"-ne 0]; then echo "command failed"; exit 1; fi
可以替换成：
command || { echo "command failed"; exit 1; }
或者使用：
if ! command; then echo "command failed"; exit 1; fi
如果你必须使用返回非0值的命令，或者你对返回值并不感兴趣呢？你可以使用 command || true ，或者你有一段很长的代码，你可以暂时关闭错误检查功能，不过我建议你谨慎使用。
set +e
command1
command2
set -e
相关文档指出，bash默认返回管道中最后一个命令的值，也许是你不想要的那个。比如执行 false | true 将会被认为命令成功执行。如果你想让这样的命令被认为是执行失败，可以使用 set -o pipefail

程序防御 - 考虑意料之外的事

你的脚本也许会被放到“意外”的账户下运行，像缺少文件或者目录没有被创建等情况。你可以做一些预防这些错误事情。比如，当你创建一个目录后，如果父目录不存在，mkdir 命令会返回一个错误。如果你创建目录时给mkdir命令加上-p选项，它会在创建需要的目录前，把需要的父目录创建出来。另一个例子是 rm命令。如果你要删除一个不存在的文件，它会“吐槽”并且你的脚本会停止工作。（因为你使用了-e选项，对吧？）你可以使用-f选项来解决这个问题，在文件不存在的时候让脚本继续工作。

准备好处理文件名中的空格

有些人从在文件名或者命令行参数中使用空格，你需要在编写脚本时时刻记得这件事。你需要时刻记得用引号包围变量。
if [ $filename = "foo" ];
当$filename变量包含空格时就会挂掉。可以这样解决：
if [ "$filename" = "foo" ];
使用$@变量时，你也需要使用引号，因为空格隔开的两个参数会被解释成两个独立的部分。

david% foo() { for i in $@; do echo $i; done }; foo bar "baz quux"
bar
baz
quux
david% foo() { for i in "$@"; do echo $i; done }; foo bar "baz quux"
bar
baz quux

我没有想到任何不能使用"$@"的时候，所以当你有疑问的时候，使用引号就没有错误。
如果你同时使用find和xargs，你应该使用 -print0 来让字符分割文件名，而不是换行符分割。

 david% touch "foo bar"
david% find | xargs ls
ls: ./foo: No such file or directory
ls: bar: No such file or directory
david% find -print0 | xargs -0 ls
./foo bar

设置的陷阱

当你编写的脚本挂掉后，文件系统处于未知状态。比如锁文件状态、临时文件状态或者更新了一个文件后在更新下一个文件前挂掉。如果你能解决这些问题，无论是删除锁文件，又或者在脚本遇到问题时回滚到已知状态，你都是非常棒的。幸运的是，bash提供了一种方法，当bash接收到一个UNIX信号时，运行一个命令或者一个函数。可以使用trap命令。
trap command signal [signal ...]
你可以链接多个信号（列表可以使用kill -l获得），但是为了清理残局，我们只使用其中的三个：INT，TERM和EXIT。你可以使用-as来让traps恢复到初始状态。
信号描述
INT Interrupt - 当有人使用Ctrl-C终止脚本时被触发
TERM Terminate - 当有人使用kill杀死脚本进程时被触发
EXIT Exit - 这是一个伪信号，当脚本正常退出或者set -e后因为出错而退出时被触发

当你使用锁文件时，可以这样写：

if [ ! -e $lockfile ]; then
touch $lockfile
critical-section
rm $lockfile
else
echo "critical-section is already running"
fi

当最重要的部分(critical-section)正在运行时，如果杀死了脚本进程，会发生什么呢？锁文件会被扔在那，而且你的脚本在它被删除以前再也不会运行了。解决方法：

if [ ! -e $lockfile ]; then
trap " rm -f $lockfile; exit" INT TERM EXIT
touch $lockfile
critical-section
rm $lockfile
trap - INT TERM EXIT
else
echo "critical-section is already running"
fi

现在当你杀死进程时，锁文件一同被删除。注意在trap命令中明确地退出了脚本，否则脚本会继续执行trap后面的命令。

竟态条件 (wikipedia)

在上面锁文件的例子中，有一个竟态条件是不得不指出的，它存在于判断锁文件和创建锁文件之间。一个可行的解决方法是使用IO重定向和bash的noclobber(wikipedia)模式，重定向到不存在的文件。我们可以这么做：

if ( set -o noclobber; echo "$$" > "$lockfile") 2> /dev/null;
then
trap 'rm -f "$lockfile"; exit $?' INT TERM EXIT
critical-section
rm -f "$lockfile"
trap - INT TERM EXIT
else
echo "Failed to acquire lockfile: $lockfile"
echo "held by $(cat $lockfile)"
fi

更复杂一点儿的问题是你要更新一大堆文件，当它们更新过程中出现问题时，你是否能让脚本挂得更加优雅一些。你想确认那些正确更新了，哪些根本没有变化。比如你需要一个添加用户的脚本。

add_to_passwd $user
cp -a /etc/skel /home/$user
chown $user /home/$user -R

当磁盘空间不足或者进程中途被杀死，这个脚本就会出现问题。在这种情况下，你也许希望用户账户不存在，而且他的文件也应该被删除。

rollback() {
del_from_passwd $user
if [ -e /home/$user ]; then
rm -rf /home/$user
fi
exit
}trap rollback INT TERM EXIT
add_to_passwd $usercp -a /etc/skel /home/$user
chown $user /home/$user -R
trap - INT TERM EXIT

在脚本最后需要使用trap关闭rollback调用，否则当脚本正常退出的时候rollback将会被调用，那么脚本等于什么都没做。

保持原子化

又是你需要一次更新目录中的一大堆文件，比如你需要将URL重写到另一个网站的域名。你也许会写：

for file in $(find /var/www -type f -name "*.html"); do
perl -pi -e 's/www.example.net/www.example.com/' $file
done

如果修改到一半是脚本出现问题，一部分使用www.example.com，而另一部分使用www.example.net。你可以使用备份和trap解决，但在升级过程中你的网站URL是不一致的。
解决方法是将这个改变做成一个原子操作。先对数据做一个副本，在副本中更新URL，再用副本替换掉现在工作的版本。你需要确认副本和工作版本目录在同一个磁盘分区上，这样你就可以利用Linux系统的优势，它移动目录仅仅是更新目录指向的inode节点。

cp -a /var/www /var/www-tmp
for file in $(find /var/www-tmp -type -f -name "*.html"); do
perl -pi -e 's/www.example.net/www.example.com/' $file
done
mv /var/www /var/www-old
mv /var/www-tmp /var/www