Skriptet dhe shërbimet Bash: një udhëzues i plotë për automatizimin e Linux-it

Informatec Digital » Burime » Skriptet dhe shërbimet Bash: një udhëzues i plotë për automatizimin e Linux-it

Nëse punoni me Linux çdo ditë - qoftë duke menaxhuar servera , duke u marrë me kontejnerë apo duke zhvilluar aplikacione - zotërimi i skriptimit bash është ndoshta aftësia që do t'ju kursejë më shumë kohë. Me disa skedarë teksti dhe pak imagjinatë, mund të automatizoni gjithçka, nga kopjet rezervë deri te vendosjet komplekse, si dhe detyrat rutinë që aktualisht kryeni manualisht pa e kuptuar fare.

Në këtë udhëzues, do të hedhim një vështrim të plotë dhe të detajuar se si të përdorni skriptet bash dhe koleksionet e shërbimeve për të transformuar skriptet tuaja nga komanda të thjeshta dhe bazike në mjete vërtet profesionale. Do të fillojmë me bazat e shell-it, do të mbulojmë komandat thelbësore, strukturat e kontrollit, funksionet, vargjet, debugging-un, cron-in dhe më shumë. Gjithashtu do të shqyrtojmë disa depo funksionesh dhe ndërfaqe grafike Bash që do t'i çojnë skriptet tuaja në nivelin tjetër.

Çfarë është Bash dhe pse është kaq i dobishëm për automatizimin?

Bash (Bourne Again Shell) është interpretuesi më i përhapur i komandave në sistemet e ngjashme me Unix: shumica dërrmuese e shpërndarjeve Linux e përfshijnë atë si shell-in e tyre të parazgjedhur, dhe mund të gjendet gjithashtu në macOS dhe Windows përmes terminaleve të tipit Bash WSL ose Git. Është si një ndërfaqe interaktive ashtu edhe një gjuhë skriptimi.

Kur hapni një terminal, Bash shfaq një njoftim ku mund të shkruani komanda. Çdo komandë zakonisht ndjek strukturën e argumenteve të komandës . Çdo gjë që dini të bëni "me dorë" në terminal mund të vendoset në një skedar teksti për t'u ekzekutuar në masë.

Një skript bash është thjesht një skedar teksti i thjeshtë që përmban një listë komandash që shell-i i ekzekuton njëra pas tjetrës. Kjo është magjia: në vend që të shkruani 10 komanda çdo ditë, ju i ruani ato, u jepni leje ekzekutimi dhe i ekzekutoni në një hap të vetëm. Për më tepër, mund të shtoni variabla, kushte, sythe dhe funksione për të marrë vendime, për të përsëritur detyrat dhe për të përmbledhur logjikën.

Bash ndjek gjithashtu filozofinë klasike të Unix: shumë mjete të vogla që bëjnë një gjë shumë mirë dhe kombinohen me tubes . Me një skript të vetëm, ju mund të lidhni së bashku find, grep, sed, awk, tar, gzip , ssh, scp dhe çdo program tjetër të sistemit për të krijuar procese shumë të fuqishme administrimi dhe mirëmbajtjeje.

Konceptet bazë të shell-it dhe skriptimit në Bash

Për ta kuptuar plotësisht skriptimin në Bash, është e nevojshme të bëhet dallimi midis dy koncepteve: shell-it dhe vetë skriptimit . Shell-i është programi që interpreton komandat, dhe skriptimi është procesi i grupimit të këtyre komandave në një skedar të ekzekutueshëm.

Një skript tipik fillon gjithmonë me një rresht të veçantë të quajtur shebang . Ky rresht i parë i tregon sistemit se cilin interpretues të përdorë për të ekzekutuar skedarin. Zakonisht do të shihni diçka të tillë:

#!/bin/bash

Gjithashtu mund të përdorni `#!/usr/bin/env bash` që sistemi të kërkojë Bash në PATH. Kjo ofron më shumë fleksibilitet nëse shtegu për në skedarin ekzekutues nuk është pikërisht `/bin/bash`, gjë që ndonjëherë ndodh në mjedise më ekzotike.

Skriptet zakonisht ruhen me prapashtesën .sh (për qartësi, jo sepse është e detyrueshme) dhe duhet t'u jepni atyre leje ekzekutimi me `chmod +x script_name.sh` . Prej andej, mund t'i ekzekutoni me `./ script_name.sh` ose duke thirrur direkt bash.

bash nombre_script.sh
./nombre_script.sh

Është gjithashtu e rëndësishme të kuptoni konceptet e stdin, stdout dhe stderr : hyrja standarde (tastiera ose çfarëdo që po e ridrejtoni), dalja standarde (ekrani) dhe dalja e gabimit. Të dish si të ridrejtosh dhe kombinosh këto rrjedha është çelësi për të shkruar skripte të pastra dhe të lehta për t'u debuguar.

Përparësitë e vërteta të përdorimit të skripteve Bash në jetën tuaj të përditshme

Përdorimi i Bash për automatizim nuk është thjesht një veçori e administratorëve të vjetër; ai ka avantazhe shumë të qarta. Me një skedar të vetëm, ju mund të paketoni sekuenca të gjata komandash dhe t'i ekzekutoni ato sa herë të dëshironi, në mënyrë të vazhdueshme dhe pa gabime.

Përfitimi i parë i madh është automatizimi . Në vend që të përsërisni manualisht hapat çdo herë që vendosni një aplikacion ose krijoni një kopje rezervë, ju shkruani gjithçka në një skript dhe e ekzekutoni atë kur është e nevojshme (ose e planifikoni me cron). Më pak punë manuale, më pak gabime të kota.

Një tjetër avantazh i rëndësishëm është lëvizshmëria . Për sa kohë që komandat që përdorni janë të disponueshme, skripti juaj do të funksionojë në çdo shpërndarje Linux, macOS, apo edhe Windows me një mjedis Bash. Kjo e bën shumë detyra të lehta për t'u migruar midis mjediseve.

Skriptet janë gjithashtu shumë transparente : ato janë thjesht tekst i thjeshtë. Kushdo mund t'i hapë, të shohë se çfarë bëjnë dhe t'i rregullojë. Nuk keni nevojë të kompiloni asgjë ose të deshifroni skedarët binare. Dhe nëse i kombinoni ato me Git, merrni kontroll falas të versionit dhe auditim ndryshimesh.

Së fundmi, të mësuarit e Bash është mjaft e lehtë. Nëse dini si të lundroni në terminal dhe keni një kuptim bazë të programimit (variabla, deklarata if, sythe), do të mësoheni shpejt. Dhe kthimi i asaj kohe të investuar është i jashtëzakonshëm për sa i përket produktivitetit.

Krijimi dhe struktura bazë e një skripti Bash

Krijimi i skriptit tuaj të parë është pothuajse i thjeshtë, por është më mirë ta bëni që në fillim. Një skelet minimal skripti Bash do të përfshinte një shebang, komente informuese, trupin e skriptit dhe një dalje të kontrolluar.

Mënyra e zakonshme për të filluar është me:

#!/bin/bash
# Descripción: pequeño script de ejemplo
echo "Hola, mundo"

Edhe pse mund të duket e parëndësishme, është gjithmonë një ide e mirë të dokumentoni në fillim se çfarë bën skripti, çfarë parametrash pret dhe një shembull të shpejtë përdorimi. Ky informacion mund të shtohet me komente , të cilat në Bash fillojnë me # dhe injorohen plotësisht nga interpretuesi.

Pas kokës, ju shkruani logjikën: përkufizimet e variablave, leximin e të dhënave hyrëse, thirrjet e komandave, funksionet, sythet, kushtet … gjithçka që ju nevojitet për të automatizuar detyrën që keni në dorë.

Një detaj tjetër i rëndësishëm është ndërprerja e skriptit duke kthyer një kod daljeje konsistent, siç është `dalja N` . Kodi 0 do të thotë sukses, dhe çdo vlerë tjetër tregon një gabim. Kjo vlerë mund të kontrollohet nga jashtë duke përdorur `$?` , duke ju lejuar të lidhni skriptet në zinxhir dhe të reagoni ndaj dështimeve.

Komentet, variablat dhe llojet e të dhënave në Bash

Komentet janë miqtë tuaj: ato janë të dobishme për të shpjeguar se çfarë bën një pjesë e skriptit, pse është marrë një vendim ose çfarë do të bëjë ai cikli i çuditshëm pas gjashtë muajsh kur ta keni harruar plotësisht. Ashtu si në shumë gjuhë, në Bash ato fillojnë me # dhe shkojnë në fund të rreshtit.

Lidhur me variablat , Bash është shumë tolerant: nuk ka lloje formale, çdo gjë është një varg, dhe shell vendos nëse do ta interpretojë diçka si numër kur ia kërkoni. Për të caktuar një vlerë, përdorni `emri=vlera` pa hapësira rreth shenjës së barazimit.

pais="España"
numero=42

Për të lexuar përmbajtjen e një variabli, vendosni para saj $ : për shembull, $country . Nëse dëshironi qartësi më të madhe ose për të bashkuar tekste komplekse, është e preferueshme të përdorni ${country} për ta kufizuar atë siç duhet.

Kini kujdes me thonjëzat . Me thonjëza të dyfishta, Bash interpreton variablat dhe disa sekuenca të veçanta ( "$var", "\n" ). Me thonjëza të vetme, e gjithë përmbajtja trajtohet si tekst i drejtpërdrejtë: '$var' shtypet siç është, pa zgjerim.

Ekzistojnë gjithashtu variabla të veçantë për trajtimin e argumenteve dhe kontekstit: $# (numri i argumenteve), $0 (emri i skriptit), $1, $2… (argumentet pozicionale), $? (kodi i daljes i komandës së fundit), $$ (PID i procesit), ndër shumë të tjera që është e dobishme të gjenden.

Hyrja dhe dalja në skriptet Bash

Një skript i dobishëm rrallë ekziston i izoluar: zakonisht kërkon të dhëna nga përdoruesi, lexon nga skedarët, përpunon regjistrat ose shkruan rezultatet në disk. Për këtë, ju nevojitet një njohuri e mirë e `read`, `echo` dhe ridrejtimit.

Mënyra më e thjeshtë për të lexuar diçka që përdoruesi shkruan është me read :

echo "Introduce tu nombre:"
read nombre
echo "Hola, $nombre"

Për të nxjerrë tekst në një dalje standarde, ne përdorim `echo` ose `printf` . `echo` është më e thjeshtë dhe më e shpejtë për t’u shkruar, ndërsa `printf` ju jep kontroll të plotë mbi formatimin (rreshtimin, vendet dhjetore, etj.). Gjithashtu mund të ridrejtoni çdo dalje në një skedar duke përdorur `>` (mbishkruani) ose `>>` (shtoni).

Për shembull, për të ruajtur një "Përshëndetje botë" në një skedar:

echo "Hola mundo" > hola.txt

Ose për të shtuar rreshta pa fshirë ato të mëparshmet:

echo "Otra línea" >> hola.txt

Nëse doni të ndani rezultatin normal nga gabimet, mos harroni se stdout është përshkruesi 1 dhe stderr është përshkruesi 2. Mund t'i dërgoni ato në skedarë të ndryshëm ose edhe t'i hidhni në /dev/null nëse nuk ju nevojiten.

comando 1>salida.txt 2>errores.txt
comando >/dev/null 2>&1

Komandat thelbësore të Bash për skriptimin

Çdo skript Bash mbështetet në një grup komandash bazë të sistemit . Ju ndoshta përdorni shumë prej tyre çdo ditë, por është e rëndësishme të kuptoni sintaksën e tyre kur i përdorni në skripte: një hapësirë ​​e gabuar ose një shteg i pazakontë mund ta rrëzojë të gjithë procesin tuaj.

Për të lundruar në sistem, keni `pwd` (tregon direktorinë aktuale) dhe `cd` (ndryshon dosjet). Për të listuar përmbajtjen, përdorni `ls` me shumë opsione. Krijoni direktori me `mkdir` , fshini skedarë me `rm` (me shumë kujdes) dhe zhvendosni/kopjoni skedarë me `mv` dhe `cp`.

Komandat tipike të inspektimit të tekstit përfshijnë `cat` (shfaq skedarët), `tac` (përmbys), `head` , `tail` dhe mjete filtrimi si `grep` , `sed` dhe `awk` . Këto formojnë bazën për krijimin e skripteve që analizojnë regjistrat, kryejnë zëvendësime në masë ose nxjerrin të dhëna specifike.

Në nivelin e sistemit, ia vlen të dish `ps` dhe `top` për proceset, `kill` për të përfunduar proceset, `df` dhe `du` për hapësirën e diskut dhe `systemctl` për menaxhimin e shërbimeve në sisteme me systemd. Të gjitha këto komanda janë të integruara natyrshëm në skripte.

Së fundmi, mos harroni `man` : manualin. Pothuajse çdo pyetje në lidhje me opsionet dhe sjelljen e komandës mund të përgjigjet me `man command` . Të jesh në gjendje të lexosh rrjedhshëm një faqe manuali është gjysma e betejës për t'u bërë administrator.

Strukturat e kontrollit: kushtet dhe ciklet

Ndërsa skriptet tuaja rriten pak, do t'ju duhen ato për të marrë vendime dhe për të përsëritur veprimet. Këtu hyjnë në lojë strukturat e kontrollit : if/else, case, while, until dhe for.

Kushti klasik në Bash përdor `if` së bashku me `[ ] ` për të vlerësuar kushtet. Për shembull, për të kontrolluar nëse një numër është më i madh se 10:

read num
if ]; then
  echo "El número es mayor a 10"
else
  echo "El número es menor o igual a 10"
fi

Sintaksa ] është më moderne dhe më e sigurt se , dhe lejon operatorë logjikë më të përshtatshëm dhe trajtim të përmirësuar të vargjeve. Për disa raste të paracaktuara, rasti është shumë i lexueshëm, veçanërisht kur keni vlera të shumëfishta të pritura:

read n
case $n in
  101)  echo "Primer número" ;;
  510)  echo "Segundo número" ;;
  999)  echo "Tercer número" ;;
  *)    echo "Sin coincidencias" ;;
esac

Në seksionin mbi ciklet, `while` përsëritet për sa kohë që plotësohet një kusht, `until` bën të kundërtën (përsëritet derisa kushti të jetë i vërtetë), dhe `for` përdoret për të përsëritur listat, vargjet ose diapazonet numerike. Për shembull, një cikël `for` për të përsëritur ditët e javës:

for dia in Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo; do
  echo "Día: $dia"
done

Dhe një cikël tipik while me një numërues të brendshëm:

i=0
while ]; do
  echo $i
  ((i++))
done

Funksionet në Bash: ripërdorimi i logjikës pa u çmendur

Funksionet në Bash ju lejojnë të gruponi komandat dhe t'i ripërdorni ato sa herë të dëshironi, duke e bërë skriptin tuaj shumë më të pastër dhe më të menaxhueshëm. Përtej një madhësie të caktuar, nëse nuk përdorni funksione, përfundoni me një përbindësh që është i vështirë për t'u mirëmbajtur.

Ato mund të deklarohen në dy mënyra ekuivalente:

hola() {
  echo "Hola desde una función"
}

function hola2 {
  echo "Hola también"
}

Për t'i thirrur ato, thjesht shkruani emrin e tyre në një rresht sikur të ishin ndonjë komandë tjetër. Ato nuk ekzekutohen vetëm sepse janë të përcaktuara, prandaj mos harroni t'i thirrni nga brenda trupit të skriptit.

Funksionet marrin parametra pozicionalë pikërisht si skripti: brenda funksionit përdorni $1, $2, $# , etj. Mund të ktheni një kod numerik me kthimin N (që synon të tregojë suksesin ose gabimin) dhe variabla globale për të kthyer rezultate më të pasura, siç janë vargjet ose matricat.

Përveç kësaj, mund t’i shënoni variablat si lokale brenda një funksioni në mënyrë që ato të mos “kontaminojnë” pjesën tjetër të skriptit. Kjo rekomandohet fuqimisht për të shmangur mbishkrimin aksidental të vlerave globale.

Vargjet dhe trajtimi i tekstit në Bash

Edhe pse Bash nuk është projektuar për llogaritje komplekse, ai i trajton operacionet me vargje dhe vargje mjaftueshëm mirë për shumë detyra automatizimi. Të dish si t'i përdorësh ato zgjeron shumë atë që mund të bësh vetëm me disa komanda.

Një varg i thjeshtë përcaktohet si më poshtë:

frutas=(Pera Manzana Plátano)

Ju qaseni në elementë individualë me ${fruits} , i merrni të gjithë me ${fruits} , numrin e elementëve me ${#fruits} dhe indekset e përdorura me ${!fruits} . Kjo e fundit është e dobishme kur ka "boshllëqe" në varg dhe dëshironi të iteroni vetëm mbi pozicione të vlefshme.

Për të iteruar nëpër të gjithë sistemin, mund të përdorni një cikël for në indekse:

for i in ${!frutas}; do
  echo "frutas = ${frutas}"
done

Bash mbështet disa operacione të integruara në vargjet e tekstit : gjatësia ( ${#str} ), nënvargjet ( ${str:N:M} ), zëvendësimet ( ${str/ant/new} , ${str//ant/new} ), shkurtimi i prefiksit dhe prapashtesës ( ${str#text} , ${str%text} ), etj. Këto mjete eliminojnë nevojën për të përdorur sed ose awk për detyra të thjeshta.

Për manipulime më serioze të tekstit - për shembull, regjistra të mëdhenj ose të dhëna tabelare - do t'ju duhen grep, sed, awk, cut dhe të ngjashme, të cilat mund t'i lidhni së bashku në tuba ose t'i integroni direkt në funksionet Bash.

Lejet, ekzekutimi dhe cron: nga skripti i pavarur në detyrën e planifikuar

Pasi ta keni shkruar skriptin, duhet ta bëni të ekzekutueshëm dhe të vendosni se si do ta nisni. Hapi tipik është të aplikoni:

chmod +x mi_script.sh

Nga aty, mund ta ekzekutoni me `./my_script.sh` nëse jeni në të njëjtën drejtori, ose duke iu referuar shtegut të tij absolut: `/full/path /my_script.sh`. Një tjetër mundësi është ta thirrni atë përmes `bash my_script.sh` pa i dhënë leje ekzekutimi, megjithëse kjo nuk është praktikë e zakonshme në mjediset e prodhimit.

Kur dëshironi që skripti të ekzekutohet periodikisht (çdo ditë, çdo javë, çdo 5 minuta, etj.), hyn në lojë cron . Me `crontab -e` mund të modifikoni tabelën e detyrave të përdoruesit dhe të përcaktoni gjëra të tilla si:

0 0 * * *   /ruta/backup.sh
*/5 * * * * /ruta/monitor.sh

Rreshti i parë ekzekuton një skript në mesnatë çdo ditë; i dyti, çdo 5 minuta. Fushat tregojnë minutën, orën, ditën e muajit, muajin dhe ditën e javës, në atë renditje. Mund të shihni se çfarë është planifikuar tashmë duke përdorur `crontab -l` .

Nëse diçka shkon keq, gjëja më e mirë që mund të bëni është të kontrolloni regjistrat e sistemit . Në Debian/Ubuntu, mesazhet cron zakonisht regjistrohen në /var/log/syslog . Rishikimi i tyre do t'ju tregojë nëse puna është ekzekutuar, nëse është bllokuar për shkak të problemeve me lejet, apo nëse nuk është nisur fare.

Debugging, praktikat më të mira dhe variablat speciale në Bash

Debugging-u i skripteve Bash ka hiletë e veta sepse, si parazgjedhje, shell-i vazhdon të ekzekutohet edhe nëse një komandë dështon. Për të zgjidhur problemin, është më mirë të aktivizoni modalitetin strikt dhe të përdorni opsionet e debugging-ut që ofron Bash.

Vendos diçka të tillë në fillim të skenarit:

set -euo pipefail
set -x

Kjo e bën skriptin të ndalet në gabimin e parë ( -e ), të trajtojë variablat e papërcaktuara si dështime ( -u ), të zbulojë gabime në tubacione ( pipefail ) dhe të shfaqë çdo komandë të zgjeruar para se ta ekzekutojë atë ( -x ). Gjatë zhvillimit, kjo është e paçmuar; në prodhim, mund të preferoni të aktivizoni -x vetëm në seksione specifike.

Përveç BASH_REMATCH (shumë i dobishëm me shprehjet e rregullta), Bash ka variabla të brendshme si BASH_SUBSHELL (niveli aktual i subshell-it), BASH_ENV (skedari i ngarkuar kur fillon një subshell), BASH_EXECUTION_STRING (komanda që ekzekutohet) dhe BASH_VERSION (versioni i interpretuesit). Të gjitha këto ju ndihmojnë të përshtatni sjelljen e skriptit me mjedisin, të debugoni probleme të pazakonta dhe të siguroni përputhshmëri.

Si praktika të mira shtesë, rekomandohet të përdorni emra përshkrues të variablave , të shmangni fjalët e rezervuara, të dokumentoni funksionet, të validoni gjithmonë të dhënat e përdoruesit dhe të kontrolloni kodet e daljes së komandave kritike (kopje rezervë, fshirje, lëvizje masive).

Dhe mos harroni mjetet e jashtme si ShellCheck , të cilat analizojnë skriptet tuaja dhe ju njoftojnë për gabime të vogla, praktika të këqija dhe konstrukte të rrezikshme. Integrimi i tyre në redaktuesin ose tubacionin tuaj CI/CD është një mënyrë e lehtë për të përmirësuar cilësinë tuaj.

Koleksione të shërbimeve Bash dhe GUI-ve për skriptet tuaja

Përveç veçorive të integruara të Bash, ekzistojnë korniza dhe koleksione funksionesh të fuqishme të vendosura në GitHub që mund t'i "lidhni" në skriptet tuaja duke përdorur `source` . Kjo ju lejon të përfshini shërbime brenda sekondash që përndryshe do t'ju duhej shumë kohë për t'i zhvilluar.

Një shembull është Bashmatic , një strukturë me qindra veçori që lehtësojnë gjithçka, nga formatimi i rezultateve dhe regjistrave deri te ekzekutimi i njëkohshëm i detyrave, menaxhimi i konfigurimit dhe ndërveprimi me shërbimet e jashtme. Është shumë i fokusuar në ofrimin e reagimeve të qarta për zhvilluesin ndërsa skripti është duke u ekzekutuar, gjë që vlerësohet veçanërisht kur proceset tuaja zgjasin minuta ose orë për t'u përfunduar.

Për të ekzekutuar detyra paralelisht, projekte si bash-concurrent ofrojnë një funksion të gatshëm për përdorim që nis shumë punë në të njëjtën kohë dhe shfaq rezultatet e renditura ndërsa ato përfundojnë. Kjo është ideale për skriptet që duhet të përpunojnë shumë elementë të pavarur (servera të shumtë, skedarë, etj.).

Nëse keni nevojë për ndërfaqe grafike të lehta mbi Bash, ekzistojnë projekte si EasyBashGUI ose Script-Dialog që gjenerojnë dialogë GUI ose TUI në varësi të asaj që keni instaluar: kdialog, zenity, whiptail, dialog … Në këtë mënyrë, i njëjti skript mund të funksionojë mirë pavarësisht nëse e ekzekutoni nga një mjedis grafik apo nga një terminal i pastër.

Ideja e përgjithshme me këto biblioteka është gjithmonë e njëjtë: ju shkarkoni ose klononi depon dhe në skriptin tuaj shtoni një rresht si ` source /path/to/utilities.sh` . Që nga ajo kohë e tutje, të gjitha funksionet e përcaktuara në atë skedar bëhen të disponueshme në skriptin tuaj, sikur të ishin tuajat.

Në fund të fundit, zotërimi i skriptimit Bash dhe njohja e disa shërbimeve të palëve të treta ju jep një gamë të gjerë mjetesh për automatizimin e Linux (dhe mjediseve të ngjashme) pa humbur kohë duke shpikur rrotën. Nga skriptet e vogla personale deri te proceset kritike të administrimit të sistemit, kombinimi i komandave të njohura mirë, strukturave të qarta të kontrollit, praktikave të mira të debugging-ut dhe librarive të jashtme e bën Bash një komponent kyç të çdo rrjedhe pune teknike serioze.