第4章 Vim 编辑器与 Shell 命令脚本
章节简述
本章首先介绍如何使用 Vim 编辑器来编写和修改文档，通过逐步配置主机名称、系统网卡以及软件仓库等文件，帮助大家加深对 Vim 编辑器中各种命令、快捷键与模式的理解。接下来，本章将重温第2 章和第3 章中的重点知识，实现 Linux 命令、逻辑操作符与 Shell 脚本的灵活搭配使用。
本章还将指导大家如何在 Shell 脚本中以多种方式接收用户输入的信息，并对输入值进行文件、数字、字符串的判断和比较。在熟练掌握“与、或、非”3 种逻辑操作符的基础上，大家还将学习 if、for、while、case 条件测试语句，并通过 10 多个实战脚本的练习，达到在工作中灵活运用这些知识的水平。
最后，本章通过实战演示了如何使用 at 命令与 crond 计划任务服务，分别实现一次性和长期性的系统任务设置，并根据分钟、小时、日期、月份、年份等不同时间维度进行自动化任务设置，从而使日常工作更加高效，让大家能早点下班陪伴家人。
4.1 Vim 文本编辑器
Vim 的发布最早可以追溯到 1991 年，其英文全称为Vi Improved（其 Logo 见图 4-1）。它也是 Vi 编辑器的提升版本，其中较大的改进当属添加了代码着色功能，提醒用户及时修正错误代码。
在讲课时，每当遇到需要让学生记住的知识点，为了能让他们打起精神来，我都会突然提高嗓门，因此有句话他们记得尤其深刻：“在 Linux 系统中一切都是文件，而配置一个服务就是在修改其配置文件的参数。”在日常工作中，大家肯定也免不了要编写文档，这些工作都是通过文本编辑器来完成的。刘遄老师写作本书的目的是让读者切实掌握 Linux 系统的运维方法，而不是仅仅停留在“会用某个操作系统”的层面上。因此，我们选择使用 Vim 文本编辑器，它默认安装在所有的Linux 操作系统上，是一款极为优秀的文本编辑器。
图4-1 Vim 的 Logo
Vim 之所以能得到广大厂商与用户的认可，原因在于 Vim 编辑器中设置了 3 种模式— 命令模式、输入模式和末行模式，每种模式分别支持多种不同的命令快捷键，这大大提高了工作效率，而且用户在习惯后也会觉得非常顺手。要想高效地操作文本，就必须先搞清这 3 种模式的操作区别以及模式之间的切换方法（见图 4-2）。
命令模式：控制光标移动，可对文本进行复制、粘贴、删除和查找等工作。
输入模式：正常的文本录入。
末行模式：保存或退出文档，以及设置编辑环境。
图 4-2 Vim 编辑器模式的切换方法
每次运行 Vim 编辑器时，默认进入命令模式，此时需要先切换到输入模式，再进行文档编写工作。在编写完文档后，需要先返回命令模式，然后进入末行模式，执行文档的保存或退出操作。在 Vim 中，无法直接从输入模式切换到末行模式。Vim 编辑器中内置了成百上千种命令，为了帮助读者更快地掌握 Vim 编辑器，表 4-1 总结了命令模式中最常用的一些命令。
表 4-1 命令模式中最常用的一些命令
| 命令 | 作用 |
|---|---|
| dd | 删除（剪切）光标所在的整行 |
| 5dd | 删除（剪切）从光标处开始的 5 行 |
| yy | 复制光标所在的整行 |
| 5yy | 复制从光标处开始的 5 行 |
| n | 显示搜索命令定位到的下一个字符串 |
| N | 显示搜索命令定位到的上一个字符串 |
| u | 撤销上一步的操作 |
| p | 将之前删除（dd）或复制（yy）过的数据粘贴到光标后面 |
末行模式主要用于保存或退出文件，以及设置 Vim 编辑器的工作环境，此外，还能让用户执行外部的 Linux 命令或跳转到所编写文档的特定行数。要想切换到末行模式，在命令模式中输入一个冒号就可以了。末行模式中常用的命令如表 4-2 所示。
表 4-2 末行模式中最常用的命令
| 命令 | 作用 |
|---|---|
| :w | 保存 |
| :q | 退出 |
| :q! | 强制退出（放弃对文档的修改内容） |
| :wq! | 强制保存退出 |
| :set nu | 显示行号 |
| :set nonu | 不显示行号 |
| :命令 | 执行该命令 |
| :整数 | 跳转到该行 |
| :s/one/two | 将当前光标所在行的第一个 one 替换成 two |
| :s/one/two/g | 将当前光标所在行的所有 one 替换成 two |
| :%s/one/two/g | 将全文中的所有 one 替换为 two |
| ?字符串 | 在文本中从下至上搜索该字符串 |
| /字符串 | 在文本中从上至下搜索该字符串 |
大家在平日里一定要多使用 Vim 编辑器，一旦把 Vim 的各种命令练熟，后面在编辑配置文件时，效率就会有很大的提升。在 2011 年，有一位名为 Aleksandr Levchuk 的极客，他就为了追求极致的效率，发起了一个名为 Vim Clutch 的实验项目（见图 4-3）。他买了一对类似于汽车油门和刹车的离合器，改装后再用 USB 与电脑相连，左脚踩刹车是进入编辑模式（i），右脚踩油门是保存文件（wq!）。他对 Linux 和 Vim 的热爱真是强大！
图 4-3 Vim Clutch 设备实拍图
4.1.1 编写简单文档
目前为止，大家已经具备了在 Linux 系统中编写文档的理论基础，接下来我们一起动手编写一个简单的脚本文档。刘遄老师会尽力把所有操作步骤和按键过程都标注出来，如果忘记了某些快捷键命令的作用，可以返回前文进行复习。
编写脚本文档的第一步就是给文档取个名字，这里将其命名为 practice.txt。如果该文档存在，则是打开它；如果不存在，则是创建一个临时的输入文件，如图 4-4 所示。
图 4-4 尝试编写文本文档
打开 practice.txt 文档后，默认进入的是 Vim 编辑器的命令模式。此时只能执行命令模式下的命令，而不能随意输入文本内容，我们需要切换到输入模式才能编写文档。
在图 4-2 中提到，可以分别使用 a、i、o 这 3 个键从命令模式切换到输入模式。其中， a 键是从光标后面一位插入文本，i 键则是从光标当前位置插入文本，而 o 键则是在光标的下面再创建一个空行。此时可敲击i 键进入到编辑器的输入模式，如图 4-5 所示。
图 4-5 切换至编辑器的输入模式
进入到输入模式后，可以随意输入文本内容，Vim 编辑器不会把你输入的文本内容当作命令而执行，如图 4-6 所示。
图 4-6 在编辑器中输入文本内容
编写完之后，要想保存并退出，必须先敲击键盘的 Esc 键从输入模式返回命令模式，如图 4-7所示。然后再输入“:wq!”切换到末行模式，才能完成保存退出操作，如图 4-8 所示。
图 4-7 切换至编辑器的命令模式
图 4-8 切换至编辑器的末行模式
Tips ：
请各位同学仔细观察图 4-6 到图 4-8 中左下角的提示信息，在不同模式下有不同的提示字样。
当在末行模式中输入“:wq!”命令时，就意味着强制保存并退出文档。然后便可以用cat 命令查看保存后的文档内容了，如图 4-9 所示。
图 4-9 查看文档的内容
是不是很简单？！继续编辑这个文档。因为要在原有文本内容的下面追加内容，所以在命令模式中敲击 o 键进入输入模式更会高效，操作如图 4-10 到图 4-12 所示。
图 4-10 再次通过 Vim 编辑器编写文档
图 4-11 进入 Vim 编辑器的输入模式
图 4-12 追加写入一行文本内容
因为此时已经修改了文本内容，所以 Vim 编辑器在尝试直接退出文档而不保存的时候就会拒绝我们的操作了。此时只有强制退出才能结束本次输入操作，如图 4-13 到图 4-15 所示。
图 4-13 退出文本编辑器
图 4-14 因文件已被修改而拒绝退出操作
图 4-15 强制退出文本编辑器
现在大家也算是具备了一些 Vim 编辑器的实战经验了，应该感觉到没有想象中那么难吧。现在查看文本的内容，发现追加输入的内容并没有被保存下来，如图 4-16 所示。
图 4-16 查看最终编写的文本内容
大家在学完了理论知识之后又自己动手编写了一个文本，现在是否感觉成就感满满呢？接下来将会由浅入深地为读者安排 3 个小任务。为了彻底掌握 Vim 编辑器的使用，大家一定要逐个完成，不许偷懒。如果在完成这 3 个任务期间忘记了相关命令，可返回前文进一步复习掌握。
Tips ：
下面的实验如果做不成功也很正常，请大家把重心放到 Vim 编辑器上面，能成功修改配置文件就已经很棒啦！
4.1.2 配置主机名称
为了便于在局域网中查找特定的主机或区分主机，除了需要有 IP 地址外，还需要为主机配置一个主机名称，主机之间可以通过这个类似于域名的名称来相互访问。在 Linux 系统中， 主机名称大多保存在/etc/hostname 文件中，接下来将/etc/hostname 配置文件的内容修改为 linuxprobe.com，步骤如下。
第 1 步：使用 Vim 编辑器打开并修改/etc/hostname 文件中的主机名称。
第 2 步：删除原始主机名称，然后添加 linuxprobe.com。注意，使用 Vim 编辑器修改主机名称文件后，要在末行模式下执行“:wq!”命令才能保存并退出文档。
第 3 步：使用hostname 命令检查是否修改成功。
root@linuxprobe:~# vim /etc/hostname
linuxprobe.com
hostname 命令用于查看当前的主机名称。但有时修改不会立即生效，因此，如果发现修改完成后仍显示原来的主机名称，可重启虚拟机后再查看：
root@linuxprobe:~# hostname
linuxprobe.com
4.1.3 配置网卡信息
网卡IP 地址的配置是否正确是两台主机是否能够相互通信的前提。在 Linux 系统中，一切都是文件，因此配置网络服务的工作实质就是在编辑网卡配置文件。这个小任务不仅可以帮助你练习使用 Vim 编辑器，而且也为后面学习 Linux 中的各种服务配置奠定了坚实基础。当你认真学习完本书后，一定会特别有成就感，因为本书前面的基础部分非常扎实，而后面内容则具有几乎一致的网卡IP 地址和运行环境，从而确保你全身心地投入各类服务程序的学习上，而不必操心系统环境的问题。
如果你具备一定的运维经验或者熟悉早期的 Linux 系统，则在学习本书时会遇到一些不容易接受的差异变化。在 RHEL 5、RHEL 6 中，网卡配置文件的前缀为 eth，第 1 块网卡为eth0，第 2 块网卡为 eth1；以此类推。在 RHEL 7 中，网卡配置文件的前缀则是 ifcfg， 再加上网卡名称共同组成了网卡配置文件的名字，例如 ifcfg-eno16777736。而在 RHEL 8、RHEL 9、RHEL 10 中，网卡名称改成了类似于 ens160 的样子，不过好在除了文件名发生变化外，网卡参数没有其他大的区别。
现在有一个名称为 ens160 的网卡设备，将其配置为开机自启动，并且 IP 地址、子网、网关等信息由人工指定，其步骤如下所示。
第 1 步：首先切换到/etc/NetworkManager/system-connections 目录，这里存放着所有的网卡配置文件。
第 2 步：使用 Vim 编辑器修改网卡文件 ens160.nmconnection，逐项写入下面的配置参数并保存退出（中文是给大家的注释，不要写进去哦）。由于每台设备的硬件及架构是不一样的，因此请使用 ifconfig 命令自行确认各自网卡的默认名称。
[connection]
网卡ID ：id=ens160设备类型 ：type=ethernet
网卡名称 ：interface-name=ens160
开机自启动： autoconnect=true
[ipv4]
IP地址与子网掩码 ：address1=192.168.10.10/24
地址分配模式 ：method=manual
网关地址 ：gateway=192.168.10.10
DNS地址 ：dns=192.168.10.10
第 3 步：重启网络服务并测试网络是否连通。
开始实战！
进入网卡配置文件所在的目录，然后编辑网卡配置文件，在其中填入下面的信息：
root@linuxprobe:~# cd /etc/NetworkManager/system-connections
root@linuxprobe:/etc/NetworkManager/system-connections# vim ens160.nmconnection
[connection]
id=ens160
type=ethernet
interface-name=ens160
autoconnect=true
[ipv4]
address1=192.168.10.10/24
method=manual
gateway=192.168.10.10
dns=192.168.10.10
执行重启网卡设备的命令，然后通过 ping 命令测试网络能否连通。由于在 Linux 系统中 ping 命令不会自动终止，因此需要手动按下 Ctrl+C 组合键来强行结束进程。
root@linuxprobe:/etc/NetworkManager/system-connections# nmcli connection up ens160
Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/8)
root@linuxprobe:/etc/NetworkManager/system-connections# nmcli connection reload
root@linuxprobe:/etc/NetworkManager/system-connections# ping 192.168.10.10
PING 192.168.10.10 (192.168.10.10) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.079 ms
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.050 ms
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.083 ms
64 bytes from 192.168.10.10: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.038 ms
^C
--- 192.168.10.10 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3092ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.038/0.062/0.083/0.019 ms
root@linuxprobe:/etc/NetworkManager/system-connections#
是不是感觉很有意思？！当然，如果这个实验失败了也不用气馁，后面会有相应的章节专门讲解，请大家把关注点继续放回到 Vim 编辑器上就好。
4.1.4 配置软件仓库
本书前面讲到，软件仓库是一种能进一步简化 RPM 管理软件的难度以及自动分析所需软件包及其依赖关系的技术。可以把 YUM 或 DNF 想象成一个硕大的软件仓库，里面保存着几乎所有的常用工具，而且只需要说出所需的软件包名称，系统就会自动为你搞定一切。
既然要使用软件仓库，就要先把它搭建起来，然后将其配置规则确定好才行。鉴于第 6 章才会讲解 Linux 的存储结构和设备挂载操作，所以当前还是将重心放到 Vim 编辑器的学习上。如果遇到看不懂的参数也不要紧，后面章节会单独讲解。
YUM 与 DNF 软件仓库的配置文件是通用的，也就是说填写好配置文件信息后，这两个软件仓库的命令都能够正常使用。建议在 RHEL 10 中使用 dnf 作为软件的安装命令，因为它具备更高的效率，而且支持多线程同时安装软件。
搭建并配置软件仓库的大致步骤如下。
第 1 步：进入/etc/yum.repos.d 目录，这里存放着所有的仓库配置文件。
第 2 步：使用 Vim 编辑器创建一个名为 rhel10.repo 的新配置文件（文件名称可随意， 但后缀必须为.repo），逐项写入下面的配置参数并保存退出。
仓库名称：具有唯一性的标识名称，不应与其他软件仓库发生冲突。
描述信息（name）：可以是一些介绍性的词汇，用于标识出软件仓库的用处。
仓库位置（baseurl）：软件包的获取方式，可以使用 FTP 或 HTTP 下载，也可以是本地的文件（需要在后面添加file 参数）。
是否启用（enabled）：设置此源是否可用；1 为可用，0 为禁用。
是否校验（gpgcheck）：设置此源是否校验文件；1 为校验，0 为不校验。
公钥位置（gpgkey）：若上面的参数开启了校验功能，则此处为公钥文件位置。若没有开启，则省略不写。
第 3 步：按配置参数中所填写的仓库位置挂载光盘，并把光盘挂载信息写入/etc/fstab文件。
第 4 步：使用dnf install httpd -y 命令检查软件仓库是否已经可用。开始实战！
进入/etc/yum.repos.d 目录后创建软件仓库的配置文件：
root@linuxprobe:~# cd /etc/yum.repos.d
root@linuxprobe:/etc/yum.repos.d# vim rhel10.repo
[BaseOS]
name=BaseOS
baseurl=file:///media/cdrom/BaseOS
enabled=1
gpgcheck=0
[AppStream]
name=AppStream
baseurl=file:///media/cdrom/AppStream
enabled=1
gpgcheck=0
创建挂载点后进行挂载操作，并设置成开机自动挂载（详见第 6 章）：
root@linuxprobe:/etc/yum.repos.d# mkdir -p /media/cdrom
root@linuxprobe:/etc/yum.repos.d# mount /dev/cdrom /media/cdrom
mount: /media/cdrom: WARNING: device write-protected, mounted read-only.
root@linuxprobe:/etc/yum.repos.d# vim /etc/fstab
………………省略部分输出信息………………
/dev/cdrom /media/cdrom iso9660 defaults 0 0
尝试使用软件仓库的 dnf 命令来安装 Web 服务，软件包名称为 httpd，安装后出现“Complete!”则代表配置正确：
root@linuxprobe:/etc/yum.repos.d# dnf install httpd -y
Updating Subscription Management repositories.
BaseOS 18 MB/s | 1.7 MB 00:00
AppStream 80 MB/s | 6.3 MB 00:00
Dependencies resolved.
………………省略部分输出信息………………
Installed:
apr-1.7.0-11.el9.x86_64 apr-util-1.6.1-20.el9.x86_64
apr-util-bdb-1.6.1-20.el9.x86_64 apr-util-openssl-1.6.1-20.el9.x86_64
httpd-2.4.53-11.el9_2.4.x86_64 httpd-core-2.4.53-11.el9_2.4.x86_64
httpd-filesystem-2.4.53-11.el9_2.4.noarch httpd-tools-2.4.53-11.el9_2.4.x86_64
mod_http2-1.15.19-4.el9_2.4.x86_64 mod_lua-2.4.53-11.el9_2.4.x86_64
redhat-logos-httpd-90.4-1.el9.noarch
Complete!
对于习惯使用 yum 命令来安装软件的同学，也不需要有压力，因为你依然可以使用 yum install httpd 命令来安装软件，只是将 dnf 替换成 yum。可见，RHEL 10 版本很好地兼容了用户习惯。
4.2 编写 Shell 脚本
可以将 Shell 终端解释器当作人与计算机硬件之间的“翻译官”，它作为用户与 Linux 系统内部的通信媒介，除了能够支持各种变量与参数外，还提供了诸如循环、分支等高级编程语言才有的控制结构。要想正确使用 Shell 中的这些功能特性，准确下达命令尤为重要。Shell 脚本命令的工作方式有以下两种。
交互式（Interactive）：用户每输入一条命令，系统就立即执行。
批处理（Batch）：用户事先编写一个完整的 Shell 脚本，Shell 会一次性执行脚本中的所有命令。
在 Shell 脚本中，不仅会用到前面学习过的许多 Linux 命令，还会涉及正则表达式、管道符、数据流重定向等语法规则。我们还需要将内部功能模块化，通过逻辑语句进行处理， 最终形成日常所见的 Shell 脚本。
通过查看 SHELL 变量，发现当前系统已经默认使用 Bash 作为命令行终端解释器：
root@linuxprobe:~# echo $SHELL
/bin/bash
4.2.1 编写简单的脚本
估计读者在看完上文中有关Shell 脚本的复杂描述后，会“累觉不爱”吧。但是，上文指的是一个高级 Shell 脚本的编写原则。其实，使用 Vim 编辑器把Linux 命令按照顺序依次写入一个文件，就是一个简单的脚本了。
例如，如果想查看当前所在工作路径并列出当前目录下所有的文件及属性信息，实现这个功能的脚本应该类似于下面这样：
root@linuxprobe:~# vim example.sh
#!/bin/bash
#For Example by linuxprobe.com
pwd
ls -al
Shell 脚本文件的名称可以任意，但为了避免被误以为是普通文件，建议将.sh 后缀加上， 以表示是一个脚本文件。
在上面的这个 example.sh 脚本中实际上出现了 3 种不同的元素：
第一行的脚本声明（#!）用来告诉系统使用哪种 Shell 解释器执行该脚本；
第二行的注释信息（#）是对脚本功能和某些命令的介绍信息，使得自己或他人在日后看到这个脚本内容时，可以快速知道该脚本的作用或一些警告信息；
第三、四行的可执行语句是我们平时执行的 Linux 命令。
你们不相信这么简单就编写出了一个脚本程序？！执行一下看看结果：
root@linuxprobe:~# bash example.sh
/root
total 44
dr-xr-x---. 14 root root 4096 Mar 12 23:53 .
dr-xr-xr-x. 18 root root 235 Mar 10 02:32 ..
-rw-------. 1 root root 1019 Mar 10 02:37 anaconda-ks.cfg
-rw-------. 1 root root 52 Mar 10 10:51 .bash_history
-rw-r--r--. 1 root root 18 Jun 24 2024 .bash_logout
-rw-r--r--. 1 root root 141 Jun 24 2024 .bash_profile
-rw-r--r--. 1 root root 429 Jun 24 2024 .bashrc
………………省略部分输出信息………………
除了上面的使用 Bash 解释器命令直接运行 Shell 脚本文件外，第二种运行脚本程序的方法是通过输入完整路径的方式来执行。但默认情况下会因为权限不足而提示报错信息，此时只需要为脚本文件增加执行权限即可（详见第 5 章）。初次学习 Linux 系统的读者不用心急， 等在下一章学完用户身份和权限后再来做这个实验也不迟。
root@linuxprobe:~# ./example.sh
bash: ./example.sh: Permission denied
root@linuxprobe:~# chmod u+x example.sh
root@linuxprobe:~# ./example.sh
/root
total 44
dr-xr-x---. 14 root root 4096 Mar 12 23:53 .
dr-xr-xr-x. 18 root root 235 Mar 10 02:32 ..
-rw-------. 1 root root 1019 Mar 10 02:37 anaconda-ks.cfg
-rw-------. 1 root root 52 Mar 10 10:51 .bash_history
-rw-r--r--. 1 root root 18 Jun 24 2024 .bash_logout
-rw-r--r--. 1 root root 141 Jun 24 2024 .bash_profile
-rw-r--r--. 1 root root 429 Jun 24 2024 .bashrc
………………省略部分输出信息………………
4.2.2 接收用户的参数
但是，像上面这样的脚本程序只能执行一些预先定义好的功能，未免太过死板。为了让Shell 脚本程序更好地满足用户的一些实时需求，以便灵活完成工作，必须要让脚本程序能够像之前执行命令时那样接收用户输入的参数。
例如，当用户执行某一个命令时，加或不加参数的输出结果是不同的：
root@linuxprobe:~# wc -l anaconda-ks.cfg
40 anaconda-ks.cfg
root@linuxprobe:~# wc -c anaconda-ks.cfg
1019 anaconda-ks.cfg
root@linuxprobe:~# wc -w anaconda-ks.cfg
92 anaconda-ks.cfg
这意味着命令不仅要能接收用户输入的内容，还要有能力进行判断区别，根据不同的输入调用不同的功能。
其实，Linux 系统中的 Shell 脚本语言早就考虑到了这些，已经内设了用于接收参数的变量，变量之间使用空格间隔。例如，$0 对应的是当前 Shell 脚本程序的名称，$#对应的是总共有几个参数，$*对应的是所有位置的参数值，$?对应的是显示上一次命令的执行返回值，而$1、$2、$3……则分别对应着第 N 个位置的参数值，如图 4-17 所示。
图 4-17 Shell 脚本程序中的参数位置变量
理论过后再来练习一下。尝试编写一个脚本程序示例，通过引用上面的变量参数来看一下真实效果：
root@linuxprobe:~# vim Example.sh
#!/bin/bash
echo "当前脚本名称为$0"
echo "总共有$#个参数，分别是$*。"
echo "第1个参数为$1，第5个为$5。"
root@linuxprobe:~# bash Example.sh one two three four five six
当前脚本名称为Example.sh
总共有6个参数，分别是one two three four five six。
第1个参数为one，第5个为five。
4.2.3 判断用户的参数
学习是一个登堂入室、由浅入深的过程。在学习完 Linux 命令，掌握了 Shell 脚本语法变量，以及了解了接收用户的参数之后，就要迈向新的高度—进一步处理接收到的用户参数。
本书在前面章节中讲到，系统在执行 mkdir 命令时会判断用户输入的信息，即判断用户指定的文件夹名称是否已经存在，如果存在则提示报错；反之则自动创建。Shell 脚本中的条件测试语法可以判断表达式是否成立，若条件成立则返回数字 0，否则便返回非零值。条件测试语法的执行格式如图 4-18 所示。切记，条件表达式两边均应有一个空格。
图 4-18 条件测试语句的执行格式
按照测试对象来划分，条件测试语句常被分为 4 种类型：文件测试语句、逻辑测试语句、整数值比较语句、字符串比较语句。
- 文件测试语句
文件测试语句是使用指定条件来判断文件是否存在或权限是否满足等情况的语句结构， 它使用的操作符以及作用如表 4-3 所示。
表 4-3 文件测试语句使用的操作符以及作用
| 操作符 | 作用 |
|---|---|
| -d | 测试文件是否为目录类型 |
| -e | 测试文件是否存在 |
| -f | 判断是否为一般文件 |
| -r | 测试当前用户是否有可读权限 |
| -w | 测试当前用户是否有可写权限 |
| -x | 测试当前用户是否有可执行权限 |
下面使用文件测试语句来判断/etc/fstab 是否为一个目录类型的文件，然后通过 Shell 解释器内设的$?变量显示上一条命令执行后的返回值。如果返回值为 0，则目录存在；如果返回值为非零值，则意味着它不是目录，或这个目录不存在：
root@linuxprobe:~# [ -d /etc/fstab ]
root@linuxprobe:~# echo $?
1
再使用文件测试语句来判断/etc/fstab 是否为一般文件，如果返回值为 0，则代表文件存在，且为一般文件：
root@linuxprobe:~# [ -f /etc/fstab ]
root@linuxprobe:~# echo $?
0
- 逻辑测试语句
判断与查询一定要敲两次命令吗？其实也能一次性搞定。
逻辑测试语句用于对测试结果进行逻辑分析，根据测试结果可实现不同的效果。例如，在Shell 终端中逻辑“与”的运算符是&&，表示当该运算符前面的命令执行成功后才会执行运算符后面的命令，因此可以用来判断/dev/cdrom 文件是否存在，若存在则输出 Exist 字样。
root@linuxprobe:~# [ -e /dev/cdrom ] && echo "Exist"
Exist
除了逻辑“与”外，还有逻辑“或”，它在 Linux 系统中的运算符为||，表示当该运算符前面的命令执行失败后才会执行该运算符后面的命令，因此可以用系统环境变量 USER 来判断当前登录的用户是否为非管理员身份：
root@linuxprobe:~# echo $USER
root
root@linuxprobe:~# [ $USER = root ] || echo "user"
root@linuxprobe:~# su - linuxprobe
linuxprobe@linuxprobe:~$ [ $USER = root ] || echo "user"
user
第三种逻辑运算符是“非”，在 Linux 系统中用一个叹号（!）来表示，它表示将条件测试中的判断结果取相反值。也就是说，如果原本测试的结果是正确的，则将其变成错误的； 原本测试错误的结果，则将其变成正确的。
我们现在切换回到 root 管理员身份，再判断当前用户是否为一个非管理员的用户。由于判断结果因为两次否定而变成正确，因此会正常地输出预设信息：
linuxprobe@linuxprobe:~$ exit
root@linuxprobe:~# [ ! $USER = root ] || echo "administrator"
administrator
叹号应该放到判断语句的前面，代表对整个逻辑测试语句进行取相反值操作，而不应该写成“$USER != root”，因为“!=”代表的是不等于符号（≠），尽管执行效果一样，但缺少了逻辑关系，这一点还请多加注意。
Tips ：
&&是逻辑“与”，只有当前面的语句执行成功时才会执行后面的语句。
||是逻辑“或”，只有当前面的语句执行失败时才会执行后面的语句。
!是逻辑“非”，代表对逻辑测试结果取反值；之前若为正确则变成错误，若为错误则变成正确。
就技术图书的写作来讲，一般有两种套路：让读者真正搞懂技术了；让读者觉得自己搞懂技术了。因此市面上很多浅显的图书会让读者在学完之后感觉进步很快，这基本上是作者有意为之，目的就是让你觉得“图书很有料，自己收获很大”，但是在步入工作岗位后就露出短板吃大亏。所以刘遄老师决定继续提高难度，为读者增加一个综合的示例，一方面作为前述知识的总结，另一方面帮助读者夯实基础，以便在今后的工作中更灵活地使用逻辑运算符。
当前我们是使用 root 管理员身份登录的。下面这个示例的执行顺序是，先判断当前登录用户的 USER 变量名称是否等于root，然后用逻辑“非”运算符进行取反操作，效果就变成判断当前登录的用户是否为非管理员用户。最后若条件成立，则会根据逻辑“与”运算符输出 user 字样；若条件不满足，则会通过逻辑“或”运算符输出 root 字样。
root@linuxprobe:~# [ ! $USER = root ] && echo "user" || echo "root"
root
在这个 Shell 脚本的逻辑运算中，&&和||遵循短路求值规则，仅当前面&&左侧条件为假时，才会执行后面的||运算符。
- 整数值比较语句
整数值比较语句是 Shell 脚本中用于判断两个整数值之间关系的语句，通过特定的比较运算符来实现数值大小、相等与否的判断，从而根据判断结果执行不同的操作逻辑。在此基础上，需要明确：整数比较运算符仅适用于对数字的操作，不能将数字与字符串、文件等内容一起操作， 而且不能想当然地使用日常生活中的等号、大于号、小于号等来判断。等号与赋值命令符冲突， 大于号和小于号分别与输出重定向命令符和输入重定向命令符冲突，因此一定要使用规范的整数比较运算符来进行操作。在整数值比较语句中，可用的整数比较运算符如表 4-4 所示。
表 4-4 可用的整数比较运算符
| 运算符 | 作用 |
|---|---|
| -eq | 是否等于 |
| -ne | 是否不等于 |
| -gt | 是否大于 |
| -lt | 是否小于 |
| -le | 是否等于或小于 |
| -ge | 是否大于或等于 |
接下来小试牛刀。先测试一下 10 是否大于 10 以及 10 是否等于 10（通过输出的返回值内容来判断）：
root@linuxprobe:~# [ 10 -gt 10 ]
root@linuxprobe:~# echo $?
1
root@linuxprobe:~# [ 10 -eq 10 ]
root@linuxprobe:~# echo $?
0
在 2.4 节曾经讲过 free 命令，它能够用来获取当前系统正在使用及可用的内存量信息。接下来先使用 free -m 命令查看内存使用量情况（单位为 MB），然后通过 grep Mem:命令过滤出与剩余内存量相关的行，再用 awk '{print $4}'命令只保留第 4 列。这个演示确实有些难度，但看懂后会觉得很有意思，没准在运维工作中也会用得上。
root@linuxprobe:~# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 3879 1370 2008 14 746 2509
Swap: 2047 0 2047
root@linuxprobe:~# free -m | grep Mem:
Mem: 3879 1371 2006 14 746 2508
root@linuxprobe:~# free -m | grep Mem: | awk '{print $4}'
2006
如果想把这个命令写入 Shell 脚本，那么建议把输出结果赋值给一个变量，以方便其他命令进行调用：
root@linuxprobe:~# FreeMem=`free -m | grep Mem: | awk '{print $4}'`
root@linuxprobe:~# echo $FreeMem
2006
上面用于获取内存可用量的命令以及步骤可能有些超纲了，如果不能理解领会也不用担心，接下来才是重点。使用整数运算符来判断内存可用量的值是否小于 2024，若小于则会提示“Insufficient Memory”（内存不足）的字样：
root@linuxprobe:~# [ $FreeMem -lt 2024 ] && echo "Insufficient Memory"
Insufficient Memory
- 字符串比较语句
字符串比较语句用于判断测试字符串是否为空值，或两个字符串是否相同。它经常用来判断某个变量是否未被定义（即内容为空值），理解起来也比较简单。字符串比较语句中常见的运算符如表 4-5 所示。
表 4-5 常见的字符串比较运算符
| 运算符 | 作用 |
|---|---|
| = | 比较字符串内容是否相同 |
| != | 比较字符串内容是否不同 |
| -z | 判断字符串内容是否为空 |
接下来通过判断 String 变量是否为空值，进而判断是否定义了这个变量：
root@linuxprobe:~# [ -z $String ]
root@linuxprobe:~# echo $?
0
再次尝试引入逻辑运算符来试一下。当用于保存当前语系的环境变量值 LANG 不是英语（en.US）时，则会满足逻辑测试条件并输出“Not en.US”（非英语）的字样：
root@linuxprobe:~# echo $LANG
en_US.UTF-8
root@linuxprobe:~# [ ! $LANG = "en.US" ] && echo "Not en.US"
Not en.US
4.3 流程控制语句
虽然我们已经学习了如何使用 Linux 命令、管道符、重定向以及条件测试语句来编写基本的Shell 脚本，但这些脚本在实际生产环境中并不适用。原因在于它们缺乏灵活性，无法根据实际工作需求调整执行命令，也无法基于某些条件实现自动循环执行。换句话说，它们无法根据变化的情况做出相应调整。
通常情况下，Shell 脚本会按照从上到下的顺序依次执行，尽管这种执行方式效率很高， 但如果其中一条命令失败，后续的命令都会受到影响。假如大家有一天遇到了心仪的他（她），心中默默地进行如下规划（见图 4-19）。
图 4-19 心中规划
结果见面聊天后就觉得不合适了，后续的“要手机号码”“一起吃晚饭”和“一起看电影”就要终止了，需要转而去做其他事情，这时，我们就需要用到判断语句来帮助调整 后续决策。
接下来，我们将通过 if、for、while、case 这 4 种流程控制语句来学习如何编写更为复杂、功能更强大的 Shell 脚本。为了增强下文的实用性和趣味性，做到寓教于乐，我会尽可能多地讲解各种不同功能的 Shell 脚本示例，而不是逮住一个脚本不放，在它原有内容的基础上修修补补。尽管这种修补式的示例教学也可以让读者明白理论知识，但不利于开 拓思路和日后的实际工作。
4.3.1 if 条件测试语句
if 条件测试语句使得脚本能够根据实际情况自动执行相应的命令。从技术角度来看，if 语句分为单分支结构、双分支结构和多分支结构，其复杂度随着灵活度逐级增加。
单分支的 if 语句由 if、then、fi 关键词组成，而且只在条件成立时才执行预设的命令，相当于口语中的“如果……那么……”。单分支的 if 语句属于最简单的一种条件判断结构，语法格式如图 4-20 所示。
图 4-20 单分支的 if 条件语句
下面使用单分支的 if 条件语句来判断/media/cdrom 目录是否存在，若不存在就创建该目录，反之则结束条件判断和整个 Shell 脚本的执行。
root@linuxprobe:~# vim mkcdrom.sh
#!/bin/bash
DIR="/media/cdrom"
if [ ! -d $DIR ]
then
mkdir -p $DIR
fi
由于第 5 章才讲解用户身份与权限，因此这里继续用“bash 脚本名称”的方式来执行脚本。在正常情况下，顺利执行完脚本文件后没有任何输出信息，但可以使用 ls 命令验证/media/cdrom 目录是否已经成功创建：
root@linuxprobe:~# bash mkcdrom.sh
root@linuxprobe:~# ls -ld /media/cdrom
drwxr-xr-x. 2 root root 6 Mar 13 00:00 /media/cdrom
双分支的 if 语句由 if、then、else、fi 关键词组成，它进行一次条件判断，若条件匹配则执行相应命令，否则执行另一命令，相当于口语中的“如果……那么……否则……”。双分支的 if 条件语句的语法格式如图 4-21 所示。
图 4-21 双分支的 if 条件语句
下面使用双分支的 if 条件语句来验证某台主机是否在线，然后根据返回值的结果，要么显示主机在线信息，要么显示主机不在线信息。这里的脚本主要使用 ping 命令来测试与对方主机的网络连通性，而 Linux 系统中的 ping 命令不像 Windows 中那样尝试 4 次就结束， 因此为了避免用户等待时间过长，需要通过-c 参数来规定尝试的次数，并使用-i 参数定义每个数据包的发送间隔，以及使用-W 参数定义等待超时时间。
root@linuxprobe:~# vim chkhost.sh
#!/bin/bash
ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $1 &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "Host $1 is On-line."
else
echo "Host $1 is Off-line."
fi
我们在 4.2.3 节中用过$?变量，作用是显示上一次命令的执行返回值。若前面的那条语句成功执行，则$?变量会显示数字 0，反之则显示一个非零的数字（可能为 1，也可能为 2， 取决于系统版本）。因此，可以使用整数比较运算符来判断$?变量是否为 0，从而获知那条语句的最终判断情况。这里的服务器 IP 地址为 192.168.10.10，验证一下脚本的效果：
root@linuxprobe:~# bash chkhost.sh 192.168.10.10
Host 192.168.10.10 is On-line.
root@linuxprobe:~# bash chkhost.sh 192.168.10.20
Host 192.168.10.20 is Off-line.
多分支的 if 语句由 if、then、else、elif、fi 关键词组成，它进行多次条件判断， 任何一项匹配成功即执行相应命令，相当于口语中的“如果……那么……如果……那么……”。 if 条件语句的多分支结构是工作中最常使用的一种条件判断结构，尽管相对复杂但是更加灵活，语法格式如图 4-22 所示。
图 4-22 多分支的 if 条件语句
下面使用多分支的 if 条件语句来判断用户输入的分数在哪个成绩区间内，然后输出Excellent、Pass、Fail 等提示信息。在 Linux 系统中，read 是用来读取用户输入信息的命令，能够把接收到的用户输入信息赋值给后面的指定变量，-p 参数用于向用户显示一些提示信息。
在下面的脚本示例中，只有当用户输入的分数大于等于 85 分且小于等于 100 分时，才输出Excellent 字样；若分数不满足该条件（即匹配不成功），则继续判断分数是否大于等于 70 分且小于等于 84 分，如果是，则输出 Pass 字样；若两次都落空（即两次的匹配操作都失败了），则输出 Fail 字样：
root@linuxprobe:~# vim chkscore.sh
#!/bin/bash
read -p "Enter your score（0-100）：" GRADE
if [ $GRADE -ge 85 ] && [ $GRADE -le 100 ] ; then
echo "$GRADE is Excellent"
elif [ $GRADE -ge 70 ] && [ $GRADE -le 84 ] ; then
echo "$GRADE is Pass"
else
echo "$GRADE is Fail"
fi
root@linuxprobe:~# bash chkscore.sh
Enter your score（0-100）：88
88 is Excellent
root@linuxprobe:~# bash chkscore.sh
Enter your score（0-100）：80
80 is Pass
执行该脚本。当用户输入的分数分别为 30 和 200 时，其结果如下：
root@linuxprobe:~# bash chkscore.sh
Enter your score（0-100）：30
30 is Fail
root@linuxprobe:~# bash chkscore.sh
Enter your score（0-100）：200
200 is Fail
为什么输入的分数为 200 时，依然显示 Fail 呢？原因很简单，没有成功匹配脚本中的两个条件判断语句，因此自动执行了最终的兜底策略。可见，这个脚本还不是很完美， 建议读者自行完善这个脚本，使得用户在输入大于 100 或小于 0 的分数时，给予 Error 报错字样的提示。
4.3.2 for 条件循环语句
for 循环语句允许脚本一次性读取多个信息，然后逐一对信息进行操作处理。当需要处理的数据有一个范围时，使用 for 循环语句就再适合不过了。for 循环语句的语法格式如图 4-23 所示。
图 4-23 for 循环语句
下面使用 for 循环语句从列表文件中读取多个用户名，然后逐一为其创建用户账户并设置密码。首先创建用户名称的列表文件 users.txt，每个用户名称单独占一行。读者可以自行决定具体的用户名称和个数：
root@linuxprobe:~# vim users.txt
andy
barry
carl
duke
eric
george
winston
接下来编写Shell 脚本 addusers.sh。在脚本中使用 read 命令读取用户输入的密码值， 然后赋值给 PASSWD 变量，并通过-p 参数向用户显示一段提示信息，告诉用户正在输入的内容即将作为账户密码。执行该脚本后，会自动从列表文件 users.txt 中获取所有的用户名，然后逐一使用“id 用户名”命令查看用户信息，并使用$?判断这条命令是否执行成功，也就是判断该用户是否已经存在。
root@linuxprobe:~# vim addusers.sh
#!/bin/bash
read -p "Enter The Users Password : " PASSWD
for UNAME in `cat users.txt`
do
id $UNAME &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "$UNAME , Already exists"
else
useradd $UNAME
echo "$PASSWD" | passwd --stdin $UNAME &> /dev/null
echo "$UNAME , Create success"
fi
done
Tips ：
/dev/null 是一个被称作 Linux 黑洞的文件，把输出信息重定向到这个文件等同于删除数据（类似于没有回收功能的垃圾箱），可以让用户的屏幕窗口保持简洁。
执行批量创建用户的 Shell 脚本 addusers.sh，在输入账户密码后，脚本将自动检查并创建这些账户。由于已经将多余的信息通过输出重定向符转移到/dev/null 黑洞文件中，因此在正常情况下，屏幕窗口除了 Create success（创建成功）的提示外不会有其他内容。
在 Linux 系统中，/etc/passwd 是用来保存用户信息的文件。如果想确认这个脚本是否成功创建了用户账户，可以打开这个文件，查看是否有新创建的用户信息。
root@linuxprobe:~# bash addusers.sh
Enter The Users Password : linuxprobe
andy , Create success
barry , Create success
carl , Create success
duke , Create success
eric , Create success
george , Create success
winston , Create success
root@linuxprobe:~# tail -6 /etc/passwd
andy:x:1001:1001::/home/andy:/bin/bash
barry:x:1002:1002::/home/barry:/bin/bash
carl:x:1003:1003::/home/carl:/bin/bash
duke:x:1004:1004::/home/duke:/bin/bash
eric:x:1005:1005::/home/eric:/bin/bash
george:x:1006:1006::/home/george:/bin/bash
winston:x:1007:1007::/home/winston:/bin/bash
大家还记得在学习双分支 if 条件语句时，用到的那个测试主机是否在线的脚本吗？既然我们现在已经掌握了 for 循环语句，不妨做些更酷的事情，比如尝试让脚本从文本中自动读取主机列表，然后自动逐个测试这些主机是否在线。
首先创建一个主机列表文件ipaddrs.txt，每行一个IP 地址：
root@linuxprobe:~# vim ipaddrs.txt
192.168.10.10
192.168.10.11
192.168.10.12
然后将前面的双分支 if 条件语句与 for 循环语句相结合，让脚本从主机列表文件ipaddrs.txt 中自动读取 IP 地址（用来表示主机）并将其赋值给 HLIST 变量，从而通过判断ping 命令执行后的返回值来逐个测试主机是否在线。脚本中出现的“$（命令）”是一种完全类似于第 3 章的转义字符中反引号命令的 Shell 操作符，效果同样是执行括号或双引号括起来的字符串中的命令。大家在编写脚本时，多学习几种类似的新方法，可在工作中大显身手：
root@linuxprobe:~# vim CheckHosts.sh
#!/bin/bash
HLIST=$(cat ~/ipaddrs.txt)
for IP in $HLIST
do
ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $IP &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "Host $IP is On-line."
else
echo "Host $IP is Off-line."
fi
done
root@linuxprobe:~# bash CheckHosts.sh
Host 192.168.10.10 is On-line.
Host 192.168.10.11 is Off-line.
Host 192.168.10.12 is Off-line.
细心的读者应该发现了，Shell 脚本中的代码缩进格式会根据不同的语句而改变。这是由Vim 编辑器自动完成的，用户无须进行额外操作。但是，如果你使用的是 RHEL 7 及以前的版本，则没有这个自动缩进功能，不过功能不受影响，只是会影响阅读体验而已。
4.3.3 while 条件循环语句
while 条件循环语句是一种让脚本根据某些条件来重复执行命令的语句，它的循环结构往往在执行前并不确定最终执行的次数，完全不同于 for 循环语句中有目标、有范围的使用场景。while 循环语句通过判断条件测试的真假来决定是否继续执行命令，若条件为真就继续执行，若条件为假就结束循环。while 语句的语法格式如图 4-24 所示。
图 4-24 while 条件循环语句
接下来结合使用多分支的 if 条件测试语句与 while 条件循环语句，编写一个用来猜测数值大小的脚本 Guess.sh。该脚本使用$RANDOM 变量调取出一个随机的数值（范围为 0～ 32767），然后将这个随机数对 1000 进行取余操作，并使用 expr 命令取得其结果，再将这个数值与用户通过 read 命令输入的数值进行比较判断。这个判断语句分为 3 种情况，分别是判断用户输入的数值是等于、大于还是小于使用 expr 命令取得的数值。当前，现在这些内容不是重点，我们要关注的是 while 条件循环语句中的条件测试始终为 true，因此判断语句会无限执行下去，直到用户输入的数值等于expr 命令取得的数值后，才会运行 exit 0 命令终止脚本的执行。
root@linuxprobe:~# vim Guess.sh
#!/bin/bash
PRICE=$(expr $RANDOM % 1000)
TIMES=0
echo "商品实际价格为0-999之间，猜猜看是多少？"
while true
do
read -p "请输入猜测的价格数目：" INT
let TIMES++
if [ $INT -eq $PRICE ] ; then
echo "恭喜您答对了，实际价格是 $PRICE"
echo "总共猜测了 $TIMES 次"
exit
elif [ $INT -gt $PRICE ] ; then
echo "太高了！"
else
echo "太低了！"
fi
done
在这个 Guess.sh 脚本中，我们添加了一些交互式的信息，从而使得用户与系统的互动性得以增强。而且每当循环到 let TIMES++命令时都会让 TIMES 变量内的数值加 1，用来统计循环总计执行了多少次。这可以让用户得知在总共猜测了多少次之后，才猜对价格。
root@linuxprobe:~# bash Guess.sh
商品实际价格为0-999之间，猜猜看是多少？
请输入猜测的价格数目：500
太低了！
请输入猜测的价格数目：800
太高了！
请输入猜测的价格数目：650
太低了！
请输入猜测的价格数目：720
太高了！
请输入猜测的价格数目：690
太低了！
请输入猜测的价格数目：700
太高了！
请输入猜测的价格数目：695
太高了！
请输入猜测的价格数目：692
太高了！
请输入猜测的价格数目：691
恭喜您答对了，实际价格是 691
总共猜测了 9 次
当条件为 true（真）的时候，while 语句会一直循环下去，只有碰到exit 才会结束， 所以一定要记得加上 exit 哦。
4.3.4 case 条件测试语句
如果你之前学习过 C 语言，看到这一小节的标题肯定会会心一笑：这不就是 switch 语句嘛！是的，case 条件测试语句和 switch 语句的功能非常相似！case 语句是在多个范围内匹配数据，若匹配成功则执行相关命令并结束整个条件测试；如果数据不在所列 出的范围内，则会执行星号（*）中定义的默认命令。case 语句的语法结构如图 4-25 所示。
图 4-25 case 条件测试语句
在前文介绍的 Guess.sh 脚本中有一个致命的弱点—只能接受数字！尝试输入一个字母，会发现脚本立即就崩溃了。原因是字母无法与数字进行大小比较，例如，“a 是否大于等于 3”这样的命题是完全错误的。因此，必须有一定的措施来判断用户输入的内容，当用户输入的内容不是数字时，脚本能予以提示，从而免于崩溃。
通过在脚本中组合使用 case 条件测试语句和通配符（详见第 3 章），完全可以满足这个需求。接下来我们编写脚本 Checkkeys.sh，提示用户输入一个字符并将其赋值给变量 KEY， 然后根据变量 KEY 的值向用户显示其是字母、数字还是其他字符。
root@linuxprobe:~# vim Checkkeys.sh
#!/bin/bash
read -p "请输入一个字符，并按Enter键确认：" KEY
case "$KEY" in
[a-z]|[A-Z])
echo "您输入的是 字母。"
;;
[0-9])
echo "您输入的是 数字。"
;;
*)
echo "您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。"
esac
root@linuxprobe:~# bash Checkkeys.sh
请输入一个字符，并按Enter键确认：6
您输入的是 数字。
root@linuxprobe:~# bash Checkkeys.sh
请输入一个字符，并按Enter键确认：p
您输入的是 字母。
root@linuxprobe:~# bash Checkkeys.sh
请输入一个字符，并按Enter键确认：^[[15~
您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。
4.4 计划任务服务程序
经验丰富的系统运维工程师能够使 Linux 在无人干预的情况下，在指定的时间段自动启用或停止某些服务或命令，从而实现运维的自动化。尽管我们现在已经有了功能彪悍的脚本程序来执行一些批处理工作，但是，如果仍然需要在每天凌晨两点敲击键盘回车键来执行这个脚本程序，就太痛苦了（当然，也可以训练你的小猫在半夜按下回车键）。接下来，将向大家介绍如何设置服务器的计划任务服务，把周期性、规律性的工作交给系统自动完成。
计划任务分为一次性计划任务与长期性计划任务，大家可以按照如下方式理解。
一次性计划任务：今晚 23:30 重启网站服务。
长期性计划任务：每周一的凌晨 3:25 把/home/wwwroot 目录打包备份为backup.tar.gz。
顾名思义，一次性计划任务只执行一次，一般用于临时的工作需求。可以用 at 命令实现这种功能，只需要写成“at 时间”的形式就行。如果想要查看已设置好但还未执行的一次性计划任务，可使用 at -l 命令；要想将其删除，可使用“atrm 任务序号”。at 命令的参数及其作用如表 4-6 所示。
表 4-6 at 命令的参数及其作用
| 参数 | 作用 |
|---|---|
| -f | 指定包含命令的任务文件 |
| -q | 指定新任务名称 |
| -l | 显示待执行任务的列表 |
| -d | 删除指定的待执行任务 |
| -m | 任务执行后向用户发邮件 |
在使用 at 命令、设置一次性计划任务时，默认采用的是交互式方法。例如，使用下述命令将系统设置为今晚 23:30 自动重启网站服务。
root@linuxprobe:~# at 23:30
warning: commands will be executed using /bin/sh
at Thu Mar 13 23:30:00 2025
at> systemctl restart httpd
at> 此处请同时按下<Ctrl>+<d>组合键来结束编写计划任务
job 1 at Thu Mar 13 23:30:00 2025
root@linuxprobe:~# at -l
1 Thu Mar 13 23:30:00 2025 a root
看到 warning 信息不要慌，at 命令只是在告诉我们接下来的任务将由 sh 解释器负责执行。这与此前学习的 Bash 解释器基本一致，不需要有额外的操作。
另外，如果大家想挑战一下难度更大但简捷性更高的方式，可以把前面学习的管道符（任意门）放到两条命令之间，让 at 命令接收前面 echo 命令的输出信息，以达到通过非交互式的方式创建计划一次性任务的目的。
root@linuxprobe:~# echo "systemctl restart httpd" | at 23:30
warning: commands will be executed using /bin/sh
job 2 at Thu Mar 13 23:30:00 2025
root@linuxprobe:~# at -l
1 Thu Mar 13 23:30:00 2025 a root
2 Thu Mar 13 23:30:00 2025 a root
上面设置了两条一样的计划任务，可以使用 atrm 命令轻松删除其中一条：
root@linuxprobe:~# atrm 2
root@linuxprobe:~# at -l
1 Thu Mar 13 23:30:00 2025 a root
这里还有一种特殊场景—把计划任务写入 Shell 脚本，当用户激活该脚本后再开始倒计时执行，而不是像上面那样在固定的时间（如“at 23:30”命令）进行。这该怎么办呢？
一般我们会使用“at now +2 MINUTE”的方式进行操作，这表示 2 分钟（MINUTE） 后执行这个任务，也可以将其替代成小时（HOUR）、日（DAY）、月（MONTH）等词汇：
root@linuxprobe:~# at now +2 MINUTE
warning: commands will be executed using /bin/sh
at Thu Mar 13 00:08:00 2025
at> systemctl restart httpd
at> 此处请同时按下<Ctrl>+<d>键来结束编写计划任务
job 3 at Thu Mar 13 00:08:00 2025
还有些时候，我们希望 Linux 系统能够周期性、有规律地执行某些具体的任务，那么 Linux 系统中默认启用的 crond 服务简直再适合不过了。创建、编辑计划任务的命令为 crontab -e， 查看当前计划任务的命令为 crontab -l，删除某条计划任务的命令为 crontab -r。另外， 如果以管理员身份登录系统，还可以在 crontab 命令中加上-u 参数来编辑他人的计划任务。crontab 命令的参数及其作用如表 4-7 所示。
表 4-7 crontab 命令的参数及其作用
| 参数 | 作用 |
|---|---|
| -e | 编辑计划任务 |
| -u | 指定用户名称 |
| -l | 列出任务列表 |
| -r | 删除计划任务 |
在正式部署计划任务前，请先跟刘遄老师念一下口诀“分、时、日、月、星期 命令”。这是使用 crond 服务设置任务的参数格式（其格式见表 4-8）。需要注意的是，如果有些字段没有设置，则需要使用星号（*）占位，如图 4-26 所示。
图 4-26 使用 crond 设置任务的参数格式
表4-8 使用crond设置任务的参数字段说明
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| 分钟 | 取值为 0～59 的整数 |
| 小时 | 取值为 0～23 的任意整数 |
| 日期 | 取值为 1～31 的任意整数 |
| 月份 | 取值为 1～12 的任意整数 |
| 星期 | 取值为 0～7 的任意整数，其中 0 与 7 均为星期日 |
| 命令 | 要执行的命令或程序脚本 |
假设在每周一、三、五的凌晨 3:25，都需要使用 tar 命令把某个网站的数据目录进行打包处理，使其作为一个备份文件。可以使用 crontab -e 命令来创建计划任务，为自己创建计划任务时无须使用-u 参数。crontab –e 命令的具体实现效果和 crontab -l 命令的效果如下所示。
root@linuxprobe:~# crontab -e
root@linuxprobe:~# crontab -l
25 3 * * 1,3,5 /usr/bin/tar -czvf backup.tar.gz /home/wwwroot
需要说明的是，除了用逗号（,）来分别表示多个时间段，例如“8,9,12”表示 8 月、9 月和 12 月，还可以用减号（-）来表示一段连续的时间周期（例如字段“日”的取值为“12-15”，则表示每月的 12～15 日）。此外，还可以用除号（/）表示执行任务的间隔时间（例如“*/2”表示每隔 2 分钟执行一次任务）。
如果需要在 crond 服务中同时包含多条计划任务的命令语句，应每行仅写一条。例如我们再添加一条计划任务，它的功能是每周一至周五的凌晨 1 点自动清空/tmp 目录内的所有文件。尤其需要注意的是，在 crond 服务的计划任务参数中，所有命令一定要用绝对路径的方式来写，如果不知道绝对路径，请用 whereis 命令进行查询。rm 命令的路径为下面输出信息中的加粗部分。
root@linuxprobe:~# whereis rm
rm: /usr/bin/rm /usr/share/man/man1/rm.1.gz
root@linuxprobe:~# crontab -e
root@linuxprobe:~# crontab -l
25 3 * * 1,3,5 /usr/bin/tar -czvf backup.tar.gz /home/wwwroot
0 1 * * 1-5 /usr/bin/rm -rf /tmp/*
总结一下使用计划服务的注意事项。
- 在 crond 服务的配置参数中，一般会像 Shell 脚本那样以#号开头写上注释信息，这样在日后回顾这段命令代码时可以快速了解其功能、需求以及编写人员等重要信息。
- 计划任务中的“分”字段必须有数值，绝对不能为空或是*号，而“日”和“星期” 字段不能同时使用，否则就会发生冲突。
- 删除crond 计划任务则非常简单，直接使用 crontab -e 命令进入编辑界面，删除里面的文本信息即可。也可以使用 crontab -r 命令直接进行清空所有计划任务， 系统会在清空之前备份一份到/root 目录下：
root@linuxprobe:~# crontab -r
Backup of root's previous crontab saved to /root/.cache/crontab/crontab.bak
root@linuxprobe:~# crontab -l
no crontab for root
最后再啰嗦一句，想必读者也已经发现了，诸如 crond 在内的很多服务默认调用的是Vim 编辑器，相信大家现在能进一步体会到在 Linux 系统中掌握 Vim 文本编辑器的好处了吧。请大家一定要在彻底掌握 Vim 编辑器之后再学习下一章。
复习题
-
Vim 编辑器的 3 种模式分别是什么？
答：命令模式、末行模式与输入模式（也叫编辑模式或插入模式）。
-
怎么从输入模式切换到末行模式？
答：先敲击 Esc 键退回到命令模式，然后敲击冒号（:）键后进入末行模式。
-
一个完整的 Shell 脚本应该包含哪些内容？
答：应该包括脚本声明、注释信息和可执行语句（即命令）。
-
分别解释Shell 脚本中$0 与$3 变量的作用。
答：在 Shell 脚本中，$0 代表脚本文件的名称，$3 则代表该脚本在执行时接收的第 3 个参数。
-
if 条件测试语句有几种结构，最灵活且最复杂的是哪种结构？
答：if 条件测试语句包括单分支、双分支与多分支等 3 种结构，其中多分支结构是最灵活且最复杂的结构，其结构形式为if…then…elif…then…else…fi。
-
for 条件循环语句的循环结构是什么样子的？
答：for 条件循环语句的结构为“for 变量名 in 取值列表 do 命令序列 done”，如图 4-23所示。
-
若在while 条件循环语句中使用 true 作为循环条件，则会发生什么事情？
答：由于条件测试值永远为 true，因此脚本中的循环部分会无限地重复执行下去，直到碰到exit 命令才会结束。
-
如果需要依据用户的输入参数执行不同的操作，最方便的条件测试语句是什么？
答：case 条件语句。
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Linux 系统的长期计划任务使用的服务程序是什么，其参数格式是什么？
答：长期计划任务使用的是 crond 服务程序，参数格式是“分 时 日 月 星期 命令”。
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使用路径加文件名的方式执行脚本时，系统提示报错“Permission denied”，该如何解决？
答：这表示用户对脚本文件的权限不足，系统拒绝执行操作。可通过 chmod 命令为该脚本文件添加可执行权限来解决该问题。