bash脚本学习笔记

一、扫盲

脚本文件是一种文本文件,其中包含了一系列的命令和指令,可以被操作系统解释器直接解释执行。脚本文件通常被用来完成特定的任务或执行重复性的操作。

脚本文件通常以某种编程语言的语法编写,例如 Bash、Python、Perl、Ruby 等等。它们可以在 Linux、Unix、macOS、Windows 等不同的操作系统上运行,嵌入式设备的操作系统中也经常使用脚本文件来完成各种任务。

脚本文件有很多用途,例如:

  • 自动化任务:通过编写脚本文件可以自动化一些重复性的任务,比如备份数据、部署软件、执行定时任务等等。
  • 执行系统管理任务:管理员可以通过编写脚本文件快速地管理系统,比如创建用户、修改权限、安装软件等等。
  • 编写辅助工具:脚本文件还可以被用作编写辅助工具,比如计算器、日历、单位转换器等等。

总之,脚本文件是一种非常强大的工具,可以使我们的工作更加高效和简单。

Bash 是 shell 的一种,而 shell 则是通用的 Unix/Linux 命令行解释器。因此,所有的 Bash 脚本都是 shell 脚本,但并不是所有的 shell 脚本都是 Bash 脚本。

二、bash脚本文件的编写语法格式

Bash 脚本文件是一种文本文件,其中包含了一系列的命令和指令,可以被 Bash 解释器直接解释执行。以下是 Bash 脚本编写的语法格式:

  1. shebang 行:每个 Bash 脚本文件都应该以 shebang 行开头,告诉系统要使用哪个解释器来解释执行脚本。示例:#!/bin/bash

  2. 注释:以 # 开头的行是注释,不会被解释器执行。注释可以用于描述代码的功能、提醒自己或其他人后续需要完成的工作等。

  3. 变量定义:在脚本中可以定义变量并使用它们。Bash 中的变量名必须以字母或下划线开头,不能以数字开头,变量名区分大小写。变量赋值可以使用等号(=),但是等号两侧不能有空格。示例:name="John"

  4. 函数定义:在脚本中可以定义函数并在脚本中进行调用。函数有名称、参数和代码块,调用函数时可以传递参数给函数。示例:

    function say_hello {echo "Hello, $1!"
    }
    
  5. 条件语句:可以使用 if、elif 和 else 关键字来编写条件语句。条件语句根据条件的真假来决定是否执行某段代码。示例:

    if [ "$name" == "John" ]; thenecho "Your name is John"
    elseecho "Your name is not John"
    fi
    
  6. 循环语句:可以使用 for 和 while 关键字来编写循环语句。循环语句可以重复执行某段代码块。示例:

    for i in {1..5}; doecho $i
    donewhile true; doecho "Hello, World!"sleep 1
    done
    
  7. 输入输出:可以使用 echo 命令输出信息到标准输出流,也可以使用 read 命令从标准输入流中读取用户输入。示例:

    echo "Enter your name:"
    read name
    echo "Hello, $name!"
    

以上是 Bash 脚本编写的基本语法格式,需要注意的是,每个语句都是以换行符结束的,如果一条语句太长,可以使用反斜杠(\)折行。同时,缩进不是必需的,但它可以使代码更易于阅读和理解。

补充:

  • Shebang行是指Bash脚本文件的第一行,它用来指定该脚本将要使用哪个解释器来执行。Shebang行以井号(#)和叹号(!)字符“#!”开头,后面紧跟着解释器的完整路径和名称。

    Shebang行不仅仅是用于Bash脚本文件,它还可以用于其他编程语言或解释器。

  • 在Bash脚本中,echo是一个用于向终端输出文本的命令。它可以接受一个或多个字符串作为参数,并将它们打印到标准输出(通常是终端窗口)上。

  • 在脚本中,$符号可以用于多种不同的用途,以下是其中一些最常见的用法:

    1. 变量引用:在Bash脚本中,$后跟一个变量名可以引用该变量的值。例如,如果变量foo的值为"hello",则echo $foo将输出"hello"。
    2. 命令替换:在Bash脚本中,$()或``可以将命令的输出插入到另一个命令或语句中。例如,echo $(ls)将输出当前目录中的所有文件和文件夹的列表。

三、获取linux内存、cpu、磁盘IO等信息脚本编写

https://mp.weixin.qq.com/s/lOVFgO4ZwJDXksitthdp5A

yikou.sh 代码如下:

#!/bin/bash
# 获取要监控的本地服务器IP地址
IP=`ifconfig | grep inet | grep -vE 'inet6|127.0.0.1' | awk '{print $2}'`
echo "IP地址:"$IP# 获取cpu总核数
cpu_num=`grep -c "model name" /proc/cpuinfo`
echo "cpu总核数:"$cpu_num# 1、获取CPU利用率
################################################
#us 用户空间占用CPU百分比
#sy 内核空间占用CPU百分比
#ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
#id 空闲CPU百分比
#wa 等待输入输出的CPU时间百分比
#hi 硬件中断
#si 软件中断
#################################################
# 获取用户空间占用CPU百分比
cpu_user=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $2}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "用户空间占用CPU百分比:"$cpu_user# 获取内核空间占用CPU百分比
cpu_system=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $4}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "内核空间占用CPU百分比:"$cpu_system# 获取空闲CPU百分比
cpu_idle=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $8}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "空闲CPU百分比:"$cpu_idle# 获取等待输入输出占CPU百分比
cpu_iowait=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "等待输入输出占CPU百分比:"$cpu_iowait#2、获取CPU上下文切换和中断次数
# 获取CPU中断次数
cpu_interrupt=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $11}'`
echo "CPU中断次数:"$cpu_interrupt# 获取CPU上下文切换次数
cpu_context_switch=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $12}'`
echo "CPU上下文切换次数:"$cpu_context_switch#3、获取CPU负载信息
# 获取CPU15分钟前到现在的负载平均值
cpu_load_15min=`uptime | awk '{print $11}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 15分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_15min# 获取CPU5分钟前到现在的负载平均值
cpu_load_5min=`uptime | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 5分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_5min# 获取CPU1分钟前到现在的负载平均值
cpu_load_1min=`uptime | awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 1分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_1min# 获取任务队列(就绪状态等待的进程数)
cpu_task_length=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $1}'`
echo "CPU任务队列长度:"$cpu_task_length#4、获取内存信息
# 获取物理内存总量
mem_total=`free | grep Mem | awk '{print $2}'`
echo "物理内存总量:"$mem_total# 获取操作系统已使用内存总量
mem_sys_used=`free | grep Mem | awk '{print $3}'`
echo "已使用内存总量(操作系统):"$mem_sys_used# 获取操作系统未使用内存总量
mem_sys_free=`free | grep Mem | awk '{print $4}'`
echo "剩余内存总量(操作系统):"$mem_sys_free# 获取应用程序已使用的内存总量
mem_user_used=`free | sed -n 3p | awk '{print $3}'`
echo "已使用内存总量(应用程序):"$mem_user_used# 获取应用程序未使用内存总量
mem_user_free=`free | sed -n 3p | awk '{print $4}'`
echo "剩余内存总量(应用程序):"$mem_user_free# 获取交换分区总大小
mem_swap_total=`free | grep Swap | awk '{print $2}'`
echo "交换分区总大小:"$mem_swap_total# 获取已使用交换分区大小
mem_swap_used=`free | grep Swap | awk '{print $3}'`
echo "已使用交换分区大小:"$mem_swap_used# 获取剩余交换分区大小
mem_swap_free=`free | grep Swap | awk '{print $4}'`
echo "剩余交换分区大小:"$mem_swap_free#5、获取磁盘I/O统计信息
echo "指定设备(/dev/sda)的统计信息"
# 每秒向设备发起的读请求次数
disk_sda_rs=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $4}'`
echo "每秒向设备发起的读请求次数:"$disk_sda_rs# 每秒向设备发起的写请求次数
disk_sda_ws=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $5}'`
echo "每秒向设备发起的写请求次数:"$disk_sda_ws# 向设备发起的I/O请求队列长度平均值
disk_sda_avgqu_sz=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $9}'`
echo "向设备发起的I/O请求队列长度平均值"$disk_sda_avgqu_sz# 每次向设备发起的I/O请求平均时间
disk_sda_await=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $10}'`
echo "每次向设备发起的I/O请求平均时间:"$disk_sda_await# 向设备发起的I/O服务时间均值
disk_sda_svctm=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $11}'`
echo "向设备发起的I/O服务时间均值:"$disk_sda_svctm# 向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比
disk_sda_util=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $12}'`
echo "向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比:"$disk_sda_util
  • ifconfig:这个命令用于显示系统中网络接口的配置情况,包括网络接口名称、MAC地址、IP地址等信息。

    grep -vE 'inet6|127.0.0.1':使用 grep 命令去掉包含 “inet6”、“127.0.0.1” 的行,因为这些行分别表示 IPv6 地址和本地回环地址。

    -v 参数表示反向选择(invert match),即只显示不包含匹配模式的行,相当于进行匹配模式的取反操作。

    -E 参数表示使用扩展正则表达式(extended regular expression)进行匹配。扩展正则表达式支持更多的元字符和语法,例如 | 表示或,() 表示分组等。

    通常情况下,我们需要获取的 IP 地址是可以被外部访问的公网 IP 地址,而不是本地IP地址。因此,这行代码使用了 grep -vE 'inet6|127.0.0.1' 命令过滤掉了本地IP地址和IPv6地址,只返回非本地IP地址。这样就可以确保获得的 IP 地址是可以被外部网络访问的公网 IP 地址。

    awk '{print $2}':使用 awk 命令提取 IP 地址所在的列,也就是第二列,然后打印出来。

    awk 是一种文本处理工具,awk '{print $2}' 中的 $2 表示输出当前行(即 grep 命令过滤后的结果)中的第二个字段,这里的字段指的是按照空格或制表符分隔的一段文本。默认情况下,awk 会以空格或制表符为分隔符将每一行分成多个字段

  • grep 中的-c 参数让 grep 命令输出字符串匹配的行数(或者说计算匹配数量)。

  • top -b -n 1:执行top命令,以非交互方式显示系统进程信息,其中“-b”选项表示以批处理模式运行,不需要进行交互;“-n 1”选项表示只显示1次信息后就退出。

    grep Cpu:在top命令的输出中查找包含"Cpu"字符串的行。

    awk '{print $2}':对于每个包含"Cpu"字符串的行,使用awk命令取出第二个字段,即"Cpu"使用率的数值(例如,如果该行的内容为"Cpu(s): 1.2%us, 0.8%sy, 0.0%ni, 98.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st",则取出的数值为"1.2%us").

    cut -f 1 -d "%": 对于上一步得到的数值(如"1.2%us"),使用cut命令取出第1个字段(即去掉末尾的百分号)并赋值给变量cpu_user

    -f 1这个选项指定要提取的字段,这里是第一个字段。如果文本数据中以多个字符分隔字段,可以使用逗号分隔的数字列表指定多个字段(例如 -f 1,3)。

    -d "%"这个选项指定字段之间的分隔符,这里是 “%”。如果不指定分隔符,cut 命令默认使用制表符 \t 作为分隔符。

  • vmstat -n 1 1:这个命令会打印出当前系统的一些性能指标,每隔1秒更新一次,一共更新1次,然后就退出了。其中,-n只显示一次报头,而不是定期显示。,而只打印出实时值;1表示每隔1秒打印一次;第二个1表示只打印1次。

    sed -n 3p:这个命令会从vmstat的输出中取出第三行。因为vmstat的输出的前两行是表头,第三行才是我们需要的数据。-n 选项表示“安静模式”,即只输出经过sed处理的内容,而不是原始文本。3p 表示只打印出输入中的第3行。其中,数字3是行号,而p则表示打印。

  • uptime:这个命令用于显示系统当前的负载平均值

  • free:这个命令用于查看系统内存的使用情况。它会输出当前系统的空闲和已用内存量、缓冲区和缓存所占用的内存量等信息。

    grep Memfree命令的输出包含了多个内存相关的行,这里使用grep命令过滤出包含Mem关键字的行。这个关键字用于标识当前系统内存的使用情况。

运行结果:

在这里插入图片描述

四、利用cyclictest和GNUplot绘制延迟图的脚本

mklatencyplot.bash 代码如下:

#!/bin/bash# 1. 运行 cyclictest
# /home/zhang/rt-tests-1.0/cyclictest -i 100 -p 50 -n -t -D 10m -h5000 -q --policy=fifo >output# 2. 获取最大延迟时间
max=`grep "Max Latencies" output | tr " " "\n" | sort -n | tail -1 | sed s/^0*//`# 3. Grep数据行,删除空行并创建一个公共字段分隔符
grep -v -e "^#" -e "^$" output | tr " " "\t" >histogram # 4. 设置内核的数量
cores=4# 5. 为每个核创建包含延迟类别和频率值的两列数据集
for i in `seq 1 $cores`
docolumn=`expr $i + 1`cut -f1,$column histogram >histogram$i
done# 6. 创建plot命令头
echo  "set title \"Latency plot\"\n\
set terminal png\n\
set xlabel \"Latency (us), max $max us\"\n\
set logscale y\n\
set xrange [0:5000]\n\
set yrange [0.8:*]\n\
set ylabel \"Number of latency samples\"\n\
set output \"plot.png\"\n\
plot \\" >plotcmd# 7. 追加绘图命令数据引用
for i in `seq 1 $cores`
doif test $i != 1thenecho -n ", " >>plotcmdficpuno=`expr $i - 1`if test $cpuno -lt 10thentitle=" CPU$cpuno"elsetitle="CPU$cpuno"fiecho -n "\"histogram$i\" using 1:2 title \"$title\" with histeps" >>plotcmd
done# 8. 执行plot命令
gnuplot -persist <plotcmd
  • |:管道符号,表示将上一条命令的输出作为下一条命令的输入

  • sort 命令按数字大小对每个最大延迟值进行排序, -n 参数表示将值视为数字进行排序。这种排序方式默认是从小到大排序的,如果需要按照从大到小的顺序对行进行排序,可以使用-r选项

  • sed是一种流编辑器,它用于对文件进行基本的文本转换和过滤操作。

    sed s/^0*//:该指令使用了正则表达式, s是替换命令 ,替换命令的语法格式为s/old/new/;^0* 匹配行首的所有零,^ 表示匹配行首,0* 表示匹配零个或多个连续的零

    需要注意的是,在使用该指令时,如果在正则表达式中使用了 ^,则需要将其放在引号或反斜杠中,以避免 shell 解释器将其解释为行首字符,从而导致错误。

    在正则表达式中,^(脱字符)表示匹配文本的开头位置。它可以用于多种情况下,例如:

    1. ^pattern:表示以pattern开始的字符串。例如,正则表达式^Hello将匹配以Hello开头的字符串。
    2. [^characters]:表示不属于characters中任何一个字符的单个字符。例如,正则表达式[^aeiou]将匹配不包含元音字母的单个字符。
    3. ^(pattern):表示将pattern作为整个字符串的组,并从第一个字符开始匹配该组。这种语法通常与后续的数量词一起使用。例如,正则表达式^(ab)+将匹配以连续出现的ab开头的字符串。

    需要注意的是,^在方括号外面和里面的含义是不同的

  • grep: 这是一个查找文件中匹配文本的命令

    -v: grep的一个选项,表示匹配不包含模式的行

    -e: grep的一个选项,表示后面跟随的是模式

    ^ 表示匹配行的开头,而 $ 表示匹配行的结尾。因此, ^$ 表示匹配既没有开头字符也没有结尾字符的行,也就是空行。

    tr: 这是一个字符转换命令,用于将文件中的一个字符转换为另一个字符

  • gnuplot工具官网:http://www.gnuplot.info/

    参数logscale默认以 10 为低

  • echo中的-n选项表示不在输出末尾添加换行符

  • Gnuplot命令中的with histeps表示使用直方图而不是条形图来绘制柱状图

    直方图通常用于表示连续型的数据,例如时间、长度或者重量等。直方图的矩形通常是连续的,没有空隙

    条形图可以很好地展示不同类别之间的数据分布情况,例如对比不同商品的销售量、对比不同城市的人口等。条形图的矩形之间通常是有间隔的

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