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8.Shell 流程控制

1. 流程控制概述

1.1 流程控制简介

Shell 脚本默认从上到下顺序执行，在程序运行中，会遇到很多种情况，对应不同情况执行对应的操作，例如对于一批数据需要进行执行重复工作，这些都需要我们使用特定的流程控制语句来实现，我们想要程序完成预定的操作，就需要熟练掌握流程控制语句，不同的流程控制语句有不同的适应场景。

1.2 为什么要用流程控制

流程控制是每种编程语言控制逻辑走向和执行次序的重要组成部分，流程控制可以说是一门语言的 “经脉”，其控制着程序的运行走向，所以熟练掌握流程控制语句才能更好的控制整个脚本的运行结果，来完成我们的需求。

2. Shell 流程控制操作

2.1 条件语句

顾名思义，就是满足特定条件执行对应操作，按照顺序从上到下，条件语句 if 通常需要与 test 命令配合使用，当满足条件则执行 then 后的 command，否则继续往下运行执行对应的 command，条件语句 if 是 Shell 编程中最基础的条件判断流程语句。

2.1.1 单分支 if 语句

顾名思义就是只有一个 if 语句块包含的语句，condition 为正确则执行 then 内的命令，语法：

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN 
fi

对于 sshd 进程是否存在，可以使用单分支 if 语句来判断，例如：

if [ $(ps -ef |grep /usr/sbin/sshd|grep -v grep|wc -l) -eq 1 ];then 
    echo "sshd server exist"
fi

2.1.2 双分支 if 语句

多分支 if 语句存在 else 情况，语法：

if condition
then
    command1 
    command2
    ...
    commandN
else
    command
fi

统一判断 sshd 服务，可以在 else 中进行一些列操作，例如：

if [ $(ps -ef |grep /usr/sbin/sshd|grep -v grep|wc -l) -eq 1 ];then 
    echo "sshd server exist"
else
    service sshd start && echo "启动sshd服务"
fi

2.1.3 多分钟 if 语句

顾名思义有多个 if 条件，在此利用 elif 来表示，注意最后有一个 else 结尾。

if condition1;then
    command1
elif condition2;then 
    command2
    ...
...
elif conditionN,then
        commandN
else
    command
fi

我们的 linux 系统有多个版本，可以利用多分支 if 语句来进行判断，例如：

#! /bin/bash

sys_version=$(rpm -q centos-release|cut -d- -f3)

if [ $sys_version -eq 6 ];then
    echo "sysversion is $sys_version"
elif [ $sys_version -eq 7 ];then
    echo "sysversion is $sys_version"
else
    echo "sysversion is ${sys_version}"
fi

2.2 循环语句

对于一批数据，我们需要对其重复进行操作的时候，就需要利用循环语句来操作。

2.2.1 for 循环

for 循环语句通常应用在可预估数量的一批对象操作中，默认 for 循环的取值列表是以 $IFS 分割，默认 $IFS 为空白符，如果我们有其他需求可以更改，语法为：

for var in item1 item2 ... itemN
do
    command1
    command2
    ...
    commandN
done

通过 for 循环每次遍历一个后面跟的对象，在 do…done 操作块中对对象进行一些列操作。

例如我们来求和 1-10 的和：

SUM=0
for num in $(seq 1 10)
do
        let SUM=${SUM}+${num}
done
echo "1-10的和为：${SUM}"

当然在 for 循环语句里面也可以配合 if 条件判断或其他流程控制语句进行操作。

在此我们举例修改 $IFS 的应用场景，首选备份默认当前的 $IFS，之后为其赋值新的 $IFS 为:，在对 /etc/passwd 进行操作完成后，恢复之前的 $IFS, 在此我们就利用改变 $IFS 对 /etc/passwd 的单个字段进行了变量操作。

#!/bin/bash
OLD_IFS=$IFS
IFS=":"
for i in $(head -1 /etc/passwd); do
echo $i
done
IFS=${OLD_IFS}
[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# bash 1.sh
root
x
0
0
root
/root
/bin/bash
[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# cat /etc/passwd |head -1
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

for 循环如果条件永远满足则，一直执行内部的命令。

for (( ; ; ))

2.2.2 while 循环

while 循环同样为循环，与 for 循环功能一样，利用 for 循环的语句同样也可以使用 while 循环完成，但是 while 循环通常用于处理未知数量对象的操作，语法：

while 条件表达式:do
    command
done

while 通常与 test 语句配合使用，如果条件表达式成立，则一直执行。

例如求和打印 1-5 个数：

#!/bin/bash
N=0
while [ $N -lt 5 ]; do
  let N++
  echo $N
done

也可以利用 read 读入文件，例如我们来读入一个写有 ip 或域名列表的文件，来判断该文件内的域名或 IP 网络是否可达。

#!/bin/bash
#function:check url
filename=urllist.txt
for url in $(cat $filename)
do
  status=`curl -I --connect-timeout 5 $url -s|awk '/HTTP/{print $2}'`
  if [[ $status == "200" ]];then
          echo "Url:$url is ok!   status is $status"
  else
          echo "Url:$url is error! status is $status"
  fi
done

编写 urllist.txt。

[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# cat urllist.txt
baidu.com
114.114.114.114
[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# bash urlcheck.sh
Url:baidu.com is ok!   status is 200
Url:114.114.114.114 is error! status is

如果 while 的判断条件为永远为 true，则称为无限循环，会一直执行内部的操作，例如：

while :
do
    command
done

或者
while true
do
    command
done

2.2.3 until 循环

until 循环与 while 循环刚好相反，其也有一定的应用场景，其为条件表达式为 true 时停止，否则一直运行，语法：

until 条件表达式
do
    command
done

例如我们使用 until 来打印 1-5 数字：

NUM=0
until [ ${NUM} -ge 5 ]
do 
    let NUM++
    echo $NUM
done

2.2.4 break 与 continue

与上面三个循环语句不同的是，break 为跳出循环，continue 则为不执行下一次操作，直接跳到下一次循环。

我们可以来利用 break 来跳出终止循环。

  • break
#!/bin/bash

N=0
while true; do
    let N++
    if [ $N -eq 5 ]; then
    break
    fi
    echo $N
done
  • continue
#!/bin/bash
N=0
while [ $N -lt 5 ]; do
    let N++
    if [ $N -eq 3 ]; then
        continue
    fi
    echo $N
done

利用 continue 来跳过特定的条件操作。

2.3 选择语句

2.3.1 case 语句

选择语句 case 可以在特定的几个条件中选择某一个进行执行，其他 case 可以利用 if 多分支来替代。

case 模式名    in
    模式 1)
        命令
        ;;
    模式 2)
        命令
        ;;
    *)
        不符合以上模式执行的命令
esac

例如我们服务的启动操作脚本就是利用 case 语句来，当用户的输入与模式名相匹配则执行对应的命令。

#!/bin/bash
case $1 in
    start)
        echo "start."   
        ;;
    stop)
        echo "stop."
        ;;
    restart)
        echo "restart."
        ;;
    *)
        echo "Usage: $0 {start|stop|restart}"
esac

3. 实例

3.1 需求

编写一个脚本，来对当前系统 PATH 目录下的二进制执行文件进行，或者对指定全盘进行 md5 扫描，后期可以配合定时任务来监控文件是否变化，用于文件权限及内容的管控。

3.2 思路

文件扫描可以使用 md5sum 工具执行，对目录遍历需要使用 for 循环，现在执行方式可以使用 case 来操作，其中一些操作会涉及到 sed 的命令，后期我们会针对这些命令进行单独章节详细讲解，在本需求案例中着重思考 Shell 中流程控制的作用。

3.3 实现

  • 具体实现 shell 脚本
#!/bin/bash
# Description: count file scripts
# Auth: kaliarch
# Email: kaliarch@163.com
# function: count file
# Date: 2020-03-28 14:00
# Version: 1.0

# 定义文件扫描目录

SCAN_DIR=`echo $PATH |sed 's/:/ /g'`
SCAN_CMD=`which md5sum`
SCAN_FILE_FAIL="/tmp/scan_$(date +%F%H%m)_fall.txt"
SCAN_FILE_BIN="/tmp/scan_$(date +%F%H%m)_bin.txt"

scan_fall_disk() {
    echo "正在全盘扫描，请稍等！文件路径:$SCAN_FILE_FALL"
    find / -type f ! -path "/proc/*" -exec $SCAN_CMD \{\} \;>> $SCAN_FILE_FAIL 2>/dev/null
    echo "扫描完成,可利用以下命令后期对文件进行校验"
    echo "$SCAN_CMD -c $SCAN_FILE_FAIL |grep -v 'OK$'"
}

scan_bin() {
    echo "正在扫描$PATH可执行文件，请稍等，文件路径：$SCAN_FILE_BIN"
    for file in $SCAN_DIR
    do
        find $file -type f -exec $SCAN_CMD \{\} \;>> $SCAN_FILE_BIN 2>/dev/null
    done
    echo "扫描完成,可利用以下命令后期对文件进行校验"
    echo "$SCAN_CMD -c $SCAN_FILE_BIN |grep -v 'OK$'"
}

clear
echo "##########################################"
echo "#                                        #"
echo "#        利用md5sum对文件进行校验        #"
echo "#                                        #"
echo "##########################################"
echo "1: 全盘扫描"
echo "2: bin path扫描"
echo "3: EXIT"
# 选择扫描方式
read -p "Please input your choice:" method
case $method in 
1)
    scan_fall_disk;;
2)
    scan_bin;;
3)
        echo "you choce channel!" && exit 1;;
*)
    echo "input Error! Place input{1|2|3}" && exit 0;;
esac
  • 测试
[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# bash file_scan.sh
##########################################
#                                        #
#        利用md5sum对文件进行校验        #
#                                        #
##########################################
1: 全盘扫描
2: bin path扫描
3: EXIT
Please input your choice:2
正在扫描/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin可执行文件，请稍等，文件路径：/tmp/scan_2020-03-271703_bin.txt
扫描完成,可利用以下命令后期对文件进行校验
/usr/bin/md5sum -c /tmp/scan_2020-03-271703_bin.txt |grep -v 'OK$'
[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# /usr/bin/md5sum -c /tmp/scan_2020-03-271703_bin.txt |grep -v 'OK$'
/sbin/mii-tool: 确定
/sbin/wipefs: 确定
/sbin/blkdiscard: 确定
/sbin/rtmon: 确定
/sbin/shutdown: 确定
/sbin/aureport: 确定
/sbin/plymouthd: 确定
/sbin/udevd: 确定
/sbin/lvmetad: 确定
/sbin/e2undo: 确定
...

当我们输入数字 2 的时候即对 bin 路径执行扫描，扫描完成后会生成对应的扫描文件，可以执行 /usr/bin/md5sum -c /tmp/scan_2020-03-271703_bin.txt |grep -v 'OK$' 来进行后期文件校验。

[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# bash file_scan.sh
##########################################
#                                        #
#        利用md5sum对文件进行校验           #
#                                        #
##########################################
1: 全盘扫描
2: bin path扫描
3: EXIT
Please input your choice:3
you choce channel!

当输入 3 程序退出，在此就是使用 case 来完成。

[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# bash file_scan.sh
##########################################
#                                        #
#        利用md5sum对文件进行校验             #
#                                        #
##########################################
1: 全盘扫描
2: bin path扫描
3: EXIT
Please input your choice:1
正在全盘扫描，请稍等！文件路径:
扫描完成,可利用以下命令后期对文件进行校验
/usr/bin/md5sum -c /tmp/scan_2020-03-271703_fall.txt |grep -v 'OK$'
[root@xuel-terraform-cvm-0 ~]# /usr/bin/md5sum -c /tmp/scan_2020-03-271703_fall.txt |grep -v 'OK$' |more
/sys/devices/platform/uevent: 确定
/sys/devices/platform/power/control: 确定
/sys/devices/platform/power/wakeup: 确定
/sys/devices/platform/pcspkr/uevent: 确定
/sys/devices/platform/pcspkr/modalias: 确定
/sys/devices/platform/pcspkr/power/control: 确定
/sys/devices/platform/pcspkr/power/wakeup: 确定
/sys/devices/platform/platform-framebuffer.0/uevent: 确定
/sys/devices/platform/platform-framebuffer.0/modalias: 确定
/sys/devices/platform/platform-framebuffer.0/power/control: 确定
/sys/devices/platform/platform-framebuffer.0/power/wakeup: 确定
/sys/devices/platform/serial8250/uevent: 确定
/sys/devices/platform/serial8250/modalias: 确定
/sys/devices/platform/serial8250/power/control: 确定
/sys/devices/platform/serial8250/power/wakeup: 确定
/sys/devices/platform/serial8250/tty/ttyS1/uevent: 确定
/sys/devices/platform/serial8250/tty/ttyS1/dev: 确定
/sys/devices/platform/serial8250/tty/ttyS1/power/cont

4. 注意事项

  • 对于条件语句中的多分支 if 语句，结尾肯定是有一个 else 来完成，需要注意此点；
  • 在编写流程控制时候，可以根据自己的习惯对于 command 中的操作进行缩进，可以为几个空格，也可以为一个 tab 键，建议使用一个制表符；
  • 流程控制语句可以相互嵌套，例如 for 循环中可以有 if 条件判断，if 添加判断中也可以添加 for 循环等，根据需求具体灵活运用；
  • case 语句与 if 多分支语句一样，不同点在与 case 语句只能判断一种条件关系，而 if 多分支可以对多种条件进行判断。

5. 小结

流程控制语句是我们 Shell 编写的经络，利用它来控制程序的走向，需要我们能熟练掌握最常用的流程控制语句，并知道其对应的适应场景，灵活配合使用。