Мендель Купер - Искусство программирования на языке сценариев командной оболочки

Искусство программирования на языке сценариев командной оболочки

Данное руководство не предполагает наличие у читателя познаний в области программирования на языке сценариев, однако, быстро восполняет этот недостаток, постепенно, шаг за шагом раскрывая мудрость и красоту UNIX. Это руководство может рассматриваться как учебник, предназначенный для самостоятельного изучения или как справочник по программированию на shell. Руководство снабжено серией хорошо прокомментированных примеров, поскольку лучший путь к изучению языка сценариев -- это написание сценариев.

Advanced Bash-Scripting Guide

Автор: Мендель Купер (Mendel Cooper [email protected])

Перевод: Андрей Киселев <[email protected]>

Посвящения

Посвящается Аните -- источнику очарования

Часть 1. Введение

Shell -- это командная оболочка. Но это не просто промежуточное звено между пользователем и операционой системой, это еще и мощный язык программирования. Программы на языке shell называют сценариями, или скриптами. Фактически, из скриптов доступен полный набор команд, утилит и программ UNIX. Если этого недостаточно, то к вашим услугам внутренние команды shell -- условные операторы, операторы циклов и пр., которые увеличивают мощь и гибкость сценариев. Shell-скрипты исключительно хороши при программировании задач администрирования системы и др., которые не требуют для своего создания полновесных языков программирования.

Глава 1. Зачем необходимо знание языка Shell?

Знание языка командной оболочки является залогом успешного решения задач администрирования системы. Даже если вы не предполагаете заниматься написанием своих сценариев. Во время загрузки Linux выполняется целый ряд сценариев из /etc/rc.d, которые настраивают конфигурацию операционной системы и запускают различные сервисы, поэтому очень важно четко понимать эти скрипты и иметь достаточно знаний, чтобы вносить в них какие либо изменения.

Язык сценариев легок в изучении, в нем не так много специфических операторов и конструкций. [ 1 ]Синтаксис языка достаточно прост и прямолинеен, он очень напоминает команды, которые приходится вводить в командной строке. Короткие скрипты практически не нуждаются в отладке, и даже отладка больших скриптов отнимает весьма незначительное время.

Shell-скрипты очень хорошо подходят для быстрого создания прототипов сложных приложений, даже не смотря на ограниченный набор языковых конструкций и определенную "медлительность". Такая метода позволяет детально проработать структуру будущего приложения, обнаружить возможные "ловушки" и лишь затем приступить к кодированию на C, C++, Java, или Perl.

Скрипты возвращают нас к классической философии UNIX -- "разделяй и влавствуй" т.е. разделение сложного проекта на ряд простых подзадач. Многие считают такой подход наилучшим или, по меньшей мере, наиболее эстетичным способом решения возникающих проблем, нежели использование нового поколения языков -- "все-в-одном", таких как Perl.

Для каких задач неприменимы скрипты

для ресурсоемких задач, особенно когда важна скорость исполнения (поиск, сортировка и т.п.)

для задач, связанных с выполнением математических вычислений, особенно это касается вычислений с плавающей запятой, вычислений с повышенной точностью, комплексных чисел (для таких задач лучше использовать C++ или FORTRAN)

для кросс-платформенного программирования (для этого лучше подходит язык C)

для сложных приложений, когда структурирование является жизненной необходимостью (контроль за типами переменных, прототипами функций и т.п.)

для целевых задач, от которых может зависеть успех предприятия.

когда во главу угла поставлена безопасность системы, когда необходимо обеспечить целостность системы и защитить ее от вторжения, взлома и вандализма.

для проектов, содержащих компоненты, очень тесно взаимодействующие между собой.

для задач, выполняющих огромный объем работ с файлами

для задач, работающих с многомерными массивами

когда необходимо работать со структурами данных, такими как связанные списки или деревья

когда необходимо предоставить графический интерфейс с пользователем (GUI)

когда необходим прямой доступ к аппаратуре компьютера

когда необходимо выполнять обмен через порты ввода-вывода или сокеты

когда необходимо использовать внешние библиотеки

для проприетарных, "закрытых" программ (скрипты представляют из себя исходные тексты программ, доступные для всеобщего обозрения)

Если выполняется хотя бы одно из вышеперечисленных условий, то вам лучше обратиться к более мощным скриптовым языкам программирования, например Perl, Tcl, Python, Ruby или к высокоуровневым компилирующим языкам -- C, C++ или Java. Но даже в этом случае, создание прототипа приложения на языке shell может существенно облегчить разработку.

Название BASH -- это аббревиатура от "Bourne-Again Shell" и игра слов от, ставшего уже классикой, "Bourne Shell" Стефена Бурна (Stephen Bourne). В последние годы BASH достиг такой популярности, что стал стандартной командной оболочкой de facto для многих разновидностей UNIX. Большинство принципов программирования на BASH одинаково хорошо применимы и в других командных оболочках, таких как Korn Shell (ksh), от которой Bash позаимствовал некоторые особенности[ 2 ], и C Shell и его производных. (Примечательно, что C Shell не рекомендуется к использованию из-за отдельных проблем, отмеченных Томом Кристиансеном (Tom Christiansen) в октябре 1993 года на Usenet post

Далее, в тексте документа вы найдете большое количество примеров скриптов, иллюстрирующих возможности shell. Все примеры -- работающие. Они были протестированы, причем некоторые из них могут пригодиться в повседневной работе. Уважаемый читатель можеть "поиграть" с рабочим кодом скриптов, сохраняя их в файлы, с именами scriptname.sh.[ 3 ] Не забудьте выдать этим файлам право на исполнение (chmod u+rx scriptname), после чего сценарии можно будет запустить на исполнение и проверить результат их работы. Вам следует помнить, что описание некоторых примеров следует после исходного кода этого примера, поэтому, прежде чем запустить сценарий у себя -- ознакомьтесь с его описанием.

Скрипты были написаны автором книги, если не оговаривается иное.

Глава 2. Для начала о Sha-Bang

В простейшем случае, скрипт -- это ни что иное, как простой список команд системы, записанный в файл. Создание скриптов поможет сохранить ваше время и силы, которые тратятся на ввод последовательности команд всякий раз, когда необходимо их выполнить.

Пример 2-1. cleanup: Сценарий очистки лог-файлов в /var/log

# cleanup

# Для работы сценария требуются права root.

cd /var/log

cat /dev/null > messages

cat /dev/null > wtmp

echo "Лог-файлы очищены."

Здесь нет ничего необычного, это простая последовательность команд, которая может быть набрана в командной строке с консоли или в xterm. Преимущество размещения последовательности команд в скрипте состоит в том, что вам не придется всякий раз набирать эту последовательность вручную. Кроме того, скрипты легко могут быть модифицированы или обобщены для разных применений.

Пример 2-2. cleanup: Расширенная версия предыдущего сценария.

#!/bin/bash

# cleanup, version 2

# Для работы сценария требуются права root.

LOG_DIR=/var/log

ROOT_UID=0 # Только пользователь с $UID 0 имеет привилегии root.

LINES=50 # Количество сохраняемых строк по-умолчанию.

E_XCD=66 # Невозможно сменить каталог?

E_NOTROOT=67 # Признак отсутствия root-привилегий.

if [ "$UID" -ne "$ROOT_UID" ]

then

echo "Для работы сценария требуются права root."

exit $E_NOTROOT

fi

if [ -n "$1" ]

# Проверка наличия аргумента командной строки.

then

lines=$1

else

lines=$LINES # Значение по-умолчанию, если число не задано в командной строке

fi

# Stephane Chazelas предложил следующее,

#+ для проверки корректности аргумента, переданного из командной строки,

#+ правда это достаточно сложно для данного руководства.

#

# E_WRONGARGS=65 # Не числовой аргумент

#

# case "$1" in

# "" ) lines=50;;

# *[!0-9]*) echo "Usage: `basename $0` file-to-cleanup"; exit $E_WRONGARGS;;

# * ) lines=$1;;

# esac

#