Bash脚本总结
Table of Contents
上周老大要我写个自动化的脚本，写这个脚本的过程中巩固了bash的一些知识，也学到了一些之前不懂的东西。写完这个脚本之后感觉很好，但是过了不到一周，就忘的差不多了。所以写一篇笔记总结一下。
bash基础回顾
局部变量覆盖(shadowing)和dynamic scoping
这里不涉及 subshell 相关的问题，只讨论一个进程内，函数中的局部变量和函数外的全局变量。
bash不使用静态作用域(static scoping)，而是使用动态作用域(dynamic scoping)，这个特性还挺有意思。
dynamic scoping就是说，函数在 调用栈 里去找使用到的变量，而 static scoping 是指函数在它的 定义 位置去找使用到的变量。
下面代码中的 testfun2 就是一个dynamic scoping 的例子。
按照static scoping, testfun2 里面这个 hello 变量永远都是指向全局变量 hello ,在下面的代码中，这个全局变量的值一直都是 1 。
换句话说，如果使用static scoping， 不论在哪里调用 testfun2 ,输出的都是全局变量 hello 的值，和局部变量没有任何的关系。
而下面代码的执行结果却不是这样： testfun1 中调用 testfun2 时，栈中存在两个 hello 变量，一个局部变量，一个全局变量，输出的是局部变量的值。
为什么没有输出全局变量的值呢？
因为bash使用dynamic scoping, 在用到 hello 这个变量时，它先在最近调用栈中找 hello, 找到的是局部变量。
这个特性在写一些脚本的时候可以提供很多方便，比如可以将一些参数作为调用处的局部变量，这样就可以少传几个参数。
hello="1"
testfun1() {
local hello="world" # 局部变量
echo $hello # 局部变量 hello 覆盖全局变量 hello
hello="bye" # 修改的是局部变量，全局变量不受影响
testfun2 # dynamic scoping, testfun2 会先从调用环境里面找 hello 这个变量，此处就是 testfun1 中的 hello
}
testfun2() {
echo $hello
}
echo $hello
testfun1
echo $hello
testfun2 # 在这个调用中，testfun2 会获取到全局的 hello 变量下面是输出：
| 1 |
| world |
| bye |
| 1 |
| 1 |
使用 exec 重定向当前shell中命令的输出
bash里面的重定向蛮复杂的，有好几种，这里做一个不完全的总结。
在写后端程序的时候，有一个习惯就是将程序的输出进行各种重定向，比如
- 错误/异常输出到error.log，
- 所有的消息都输出到all.log，
- 此外还要输出一个进行了各种上色和格式化的版本到控制台。
其实写脚本也可以这么干。
exec 3>&1 1>>"${LOGFILE}" 2>>"${ERRLOGFILE}" 2>&1 2>&3这条命令就可以达成1,2两个目标。标准错误(stderr)输出到 $ERRLOGFILE ,标准输出(stdout)和stderr都输出到 $LOGFILE 。
上面这条命令开头一个不带命令的 exec ，就是说它会影响当前shell里面的所有命令。
exec 3>&1 这一段是打开 /dev/fd/3 ，并且”复制(保存)”一份 /dev/fd/1 也就是标准输出(stdout)到 /dev/fd/3 ，换句话说，原来输出到标准输出的，现在输出到标准输出和 /dev/fd/3 ，原来链接到标准输出的，现在连接到标准输出和 /dev/fd/3 。
也就是说， /dev/fd/3 和标准输出是”一样”的了。
再换句话说， /dev/fd/3 现在指向 /dev/fd/1 (可以理解成 FILE* a = b 这种)。
1>>"${LOGFILE}" 2>>"${ERRLOGFILE}" 这一段是比较基本的用法，将stdout附加到 $LOGFILE , stderr 附加到 $ERRLOGFILE 。
2>&1 2>&3 这一段就是让2指向1, 2 指向3。有一个类似的指令交换 stdout 和stderr:
3>&1 1>&2 2>&3还有一个挺有意思的问题是：这些重定向的顺序为什么是这样的？
实际上 >& 这个操作符使用了 dup 系统调用来实现复制file descriptor的效果。由于这个原因，需要先打开1,3然后将2重定向到1,3上面去。原理和 1>$logfile 2>&1 是一样的。
parameter expansion
想要做一些简单的字符串匹配和替换操作时，这个特性非常好用，例如，简单的字符串替换
"${BRANCH/'refs/heads/'/''}" 上面的例子中, BRANCH 是一个变量，存储着一个git分支的名字，但是形式是 refs/heads/master 这种，不好用，需要删掉 refs/heads/ 这部分。
上面的例子中使用单引号将 'refs/heads/' 包起来，这样 refs/heads/ 就是literal了，bash不会对他们做任何处理。
例子中 ${VARIABLE/pattern/replacement} 这个格式的意思是，用 replacement 代替 $VARIABLE 这个变量中满足 pattern 的第一个地方。
类似的，还有很多操作符，可以替换所有的匹配，也可以做其他的事情。这个特性用起来很方便。在https://guide.bash.academy/expansions/ 这个教程里面写的很详细。
echo 和 $()
在函数中，比如这个函数叫 functionx ，最后一句写 echo xxx ,那么， echo "$(functionx)" 的输出就是 xxx 。
这个特性可以用来传递一些值，“冒充”函数的返回值。因为实际上 echo 出来的东西并不是返回值，函数的返回值是一个数字，0-255， 0 表示成功，1-255表示出问题了。
这个值是函数中执行的最后一条命令的返回值，总之是一个数字。但是很多时候需要返回一些字符串，就可以使用 echo 和 $() 这个组合。 $() 叫做 command substitution, 旧的写法是 ``, 简单来说，它会获取括号(或者``)里面命令的输出。
有用的命令
read
这个命令是bash内建的，可以用来读取输入并存储到一个变量里面，在交互式的脚本里面可以做一些简单的问答。
比如:
read -p "请问你要买几斤橘子？" NUM-p 的意思是 prompt，也就是打印一句话出来，然后读入变量。对于简单的交互，这个命令就足够处理了。
cut
有时候需要处理一些有规律的文本，将一行分成几个部分然后取其中一部分。这时候cut甚至比sed，awk还好用。
比如，上面的例子中，需要将 refs/heads/master 变成 master 。
除了删除 refs/heads/ ,还可以使用 / 作为分隔符，将字符串分割成 refs heads master 三个部分然后取第三个部分。使用 cut 可以很方便地办到这件事：
echo 'refs/heads/master' | cut -d/ -f3-d/ 的意思使用 / 作为分隔符， -f3 的意思是只留下第三部分。有意思的是， cut 是从一开始数的。
还有一个例子就是取得java版本号，使用 cut 可以缩短命令长度:
JAVAVERNUM=$(java -version |& grep 'version' | cut -d. -f2) # java -version 的输出在stderr......上面是获得java版本号的命令，下面是 java -version 的输出。
openjdk version "1.8.0_232"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_232-b09)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.232-b09, mixed mode)
脚本运行之后, JAVAVERNUM 的值是 8 (如果java版本是11 的话就是 11 ，总之就是一个数字)。
使用 |& 这个管道的原因是 java -version 的输出在stderr， 直接 | 不行。
使用 grep 选出含有 version 的一行之后，应该只剩下第一行了，也就是 openjdk version "1.8.0_232"
其实第一个小数点后面的就是我们需要的版本好数字了。所以直接 cut -d. -f2 选出小数点分隔之后的数组中的第二个元素（从一开始数），可以不使用复杂的模式匹配就得到版本号。
realpath
这个命令来自 coreutils 。可以把相对路径转换成绝对路径。这样一来，脚本里面就可以方便地全部使用绝对路径了，还不用自己拼接路径，不会出错。
set
这个命令比较复杂，manpage里面的简介是 set or unset options and positional paramenters 。到目前为止我用到的就只有 set -e ,使脚本遇到命令出错(返回值不是0)就退出。