Linux Shell 编程

• 1.为什么要学习 Shell 编程

• 2.Shell 是什么

• 3.快速入门shell 脚本

• 3.1 什么是脚本

  • 3.2 脚本格式要求
  • 3.3 脚本的常用执行方式
  • 3.4 shell脚本的内存环境

• 4.shell 的变量

• 4.1 Shell 的变量的介绍

  • 4.2 shell 变量的定义

• 4.2.1 基本语法
  * 4.2.3 定义变量的规则
  * 4.2.4 *将命令的返回值赋给变量
  * 4.2.5 单引号与双引号的区别

• 5.设置环境变量

• 5.1 基本语法

  • 5.2 自定义环境变量

• 6.位置参数变量

• 6.1 介绍

  • 6.2 基本语法
  • 6.3 位置参数变量应用实例

• 7.预定义变量

• 7.1 基本介绍

  • 7.2 基本语法
  • 7.3 应用实例

• 8.运算符

• 9.条件判断

• 9.1 基本语法

  • 9.3 常用判断条件
  • 9.4 应用实例

• 10.流程控制

• 10.1 if 判断

  • 10.2 case 语句
  • 10.3 for 循环

• 比较$*和$@区别
  * for 循环体中使用cat

  • 10.4 while 循环

• 11.read 读取控制台输入

• 12.函数

• 12.1 系统函数

  • 12.2 自定义函数

• 13.Shell 编程综合案例

1.为什么要学习 Shell 编程

1)Linux 运维工程师在进行服务器集群管理时， 需要编写 Shell 程序来进行服务器管理。

2)对于 JavaEE 和 Python 程序员来说， 工作的需要， 你的老大会要求你编写一些 Shell 脚本进行程序或者是服务器的维护， 比如编写一个定时备份数据库的脚本。

3)对于大数据程序员来说， 需要编写 Shell 程序来管理集群。

2.Shell 是什么

Shell 是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向 Linux 内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序， 用户可以用 Shell 来启动、 挂起、 停止甚至是编写一些程序.

Linux 中的 Shell 有很多类型，其中最常用的几种是：

• Bourne shell (sh)
• C shell (csh)
• Korn shell (ksh)

1）Bourne shell： 是 UNIX 最初使用的 shell，并且在每种 UNIX 上都可以使用, 在 shell 编程方面相当优秀，但在处理与用户的交互方面做得不如其他几种shell。

2）Bourne Again shell：Linux 操作系统缺省的 shell 是Bourne Again shell，它是 Bourne shell 的扩展，简称 Bash，与 Bourne shell 完全向后兼容，并且在Bourne shell 的基础上增加、增强了很多特性。Bash放在/bin/bash中，它有许多特色，可以提供如命令补全、命令编辑和命令历史表等功能，它还包含了很多 C shell 和 Korn shell 中的优点，有灵活和强大的编程接口，同时又有很友好的用户界面。

Linux提供的Shell解析器有：

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1[tom@hadoop101 ~]$ cat /etc/shells 

2/bin/sh

3/bin/bash

4/sbin/nologin

5/bin/dash

6/bin/tcsh

7/bin/csh

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bash和sh的关系：

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1[tom@hadoop101 bin]$ ll | grep bash

2-rwxr-xr-x. 1 root root 941880 5月  11 2016 bash

3lrwxrwxrwx. 1 root root      4 5月  27 2017 sh -> bash

4

5

Centos默认的解析器是bash：

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1[tom@hadoop102 bin]$ echo $SHELL

2/bin/bash

3

4

3.快速入门shell 脚本

3.1 什么是脚本

脚本是针对于解释型语言，编译型语言没有这个东西。因为编译型语言直接编译为机器码，不需要解释执行。

脚本到底是啥呢？

脚本就是解释型语言命令行的一个集合。

3.2 脚本格式要求

1.脚本以 #!/bin/bash 开头

#!/bin/bash是指：此脚本使用/bin/bash来解释执行

• #! 是特殊的表示符
• 其后面跟的是解释此脚本的shell的路径

其实第一句的#!是对脚本的解释器程序路径，脚本的内容是由解释器解释的，我们可以用各种各样的解释器来写对应的脚本。

比如说/bin/csh脚本，/bin/perl脚本，/bin/awk脚本，/bin/sed脚本，甚至/bin/echo等等。

2.脚本需要有可执行权限

chmod 744 myshell.sh

3.3 脚本的常用执行方式

1.方式 1：赋予脚本文件可执行权限

• 1)首先要赋予 helloworld.sh 脚本的+x 权限
• 2)输入脚本的绝对路径或相对路径，执行脚本

当使用命令./shell.sh自执行该脚本时，首先得有执行权限；其次脚本得指定解释器（如以#!/bin/bash开头）；如果没有指定，则默认以bash解释器执行。

2.方式 2使用指定解释器执行脚本：sh+脚本

• 不用赋予脚本+x 权限，直接执行即可（不推荐）

当脚本使用指定解释器时，使用该解释器执行脚本。

3.4 shell脚本的内存环境

当使用shell通过SSH远程登录到linux系统时，系统会创建一个对应的shell进程，该进程是sshd进程的子进程，每个登录的shell都有一个自己的进程。

例如，使用Xshell打开两个系统会话，同时在一个会话中输入命令 bash。系统中会有如下进程：

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1当前用户  当前进程ID 父进程ID                         启动进程所用的命令和参数

2root       2345      1  0 10:02 ?        00:00:00 /usr/sbin/sshd

3root       3153   2345  0 10:29 ?        00:00:02 sshd: root@pts/0 

4root       3157   3153  0 10:29 pts/0    00:00:00 -bash

5root       3506   2345  0 14:46 ?        00:00:00 sshd: root@pts/1 

6root       3512   3506  0 14:47 pts/1    00:00:00 -bash

7root       3533   3512  0 14:48 pts/1    00:00:00 bash

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可以看出，每一个SSH连接都会创建一个sshd进程的子进程，如2345进程的3153、3506子进程，并为当前shell——bash创建一个子进程。

而进程3533是在进程3512对应的bash环境中输入 bash 命令开启的子进程，属于3512shell的子shell。

shell变量存储在哪?

在当前shell中定义的变量存储在自身进程的内存中，当进程结束（如当前会话结束），相应的内存也就释放，变量也就会释放。

如何永久使用？

将shell变量存储到系统变量中。

注意：执行的shell脚本与自己使用的shell不是一个shell

如有以下脚本a.sh

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1#!/bin/bash

2mkdir a

3cd a

4touch b.txt

5

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运行之后，并不会转到a目录。

因为：执行脚本时，会在当前shell下启动一个子shell——这是一个独立的shell。同样的，在当前shell中直接输入以下命令也是同样的效果：

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1bash  ->即启动一个bash环境的子shell

2mkdir a

3cd a

4touch b

5exit  ->退出到自己的shell

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为什么要使用bash启动一个子shell？

因为，当前shell并不一定是bash环境。

脚本中不能使用父shell中的变量，除非：

1）export a -> 将 shell 变量输出为环境变量

或

2）source a.sh ->将脚本在当前shell环境中执行脚本，并不创建子shell

4.shell 的变量

4.1 Shell 的变量的介绍

1） Linux Shell 中的变量分为：

• 系统变量
• 用户自定义变量。

2） 系统变量： $HOME、 $PWD、 $SHELL、 $USER ……

echo $HOME

myshell.sh 中的内容：

3） 显示当前 shell 中所有变量： set

4.2 shell 变量的定义

4.2.1 基本语法

• a）定义变量： 变量=值
• b）撤销变量： unset 变量
• c）声明静态变量： readonly 变量， 注意： 不能 unset
• d）定义全局环境变量：可把变量提升为全局环境变量， 可供其他 shell 程序使用【一会举例 】

案例

案例 1： 定义变量 A，撤销变量 A
案例 2： 定义静态变量 B，尝试撤销静态变量

a）脚本内容：

b）脚本运行结果：

4.2.3 定义变量的规则

1）变量名称可以由字母、 数字和下划线组成， 但是不能以数字开头。

2）等号两侧不能有空格****

3）变量名称一般习惯为大写

4.2.4 *将命令的返回值赋给变量

1） A=

ls -la

反引号：运行里面的命令，并把结果返回给变量 A

2） A=$(ls -la) 等价于反引号

4.2.5 单引号与双引号的区别

单引号会自动对引入的内容作转义，即消除特殊字符的意义。

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1[root@hadoop100 shell]#  ./a.sh b

2ccc

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1#!/bin/bash

2# 双引号括起，$1依旧表示为传入的第一个参数

3if [ "$1"x = ax ]

4then

5        echo aaa

6# 单引号括起，$1表示为一个普通字符串

7elif [ '$1'x = bx ]

8then

9        echo bbb

10else

11        echo ccc

12fi

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5.设置环境变量

5.1 基本语法

export 变量名=变量值 （功能描述： 将 shell 变量输出为环境变量）

source 配置文件 （功能描述： 让修改后的配置信息立即生效）

echo $变量名 （功能描述： 查询环境变量的值）

案例：

1)在/etc/profile 文件中定义 TOMCAT_HOME 环境变量

2)查看环境变量 TOMCAT_HOME 的值

echo $TOMCAT_HOME

3)在另外一个 shell 程序中使用 TOMCAT_HOME

注意： 在输出 TOMCAT_HOME 环境变量前， 需要让其生效

source /etc/profile

5.2 自定义环境变量

不建议在 /etc/profile 文件直接配置环境变量。看该文件的注释：去/etc/profile.d/文件夹，自定义自己的文件配置！！

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1[zxy@hadoop101 software]$ sudo vi /etc/profile

2# /etc/profile

3

4# System wide environment and startup programs, for login setup

5# Functions and aliases go in /etc/bashrc

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7# It's NOT a good idea to change this file unless you know what you

8# are doing. It's much better to create a custom.sh shell script in

9# /etc/profile.d/ to make custom changes to your environment, as this

10# will prevent the need for merging in future updates.

11……

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除非你知道你在做什么，否则改变这个文件不是一个好主意。在/etc/profile.d/中创建一个custom.sh shell脚本来对环境进行自定义更改要好得多，因为这将满足将来的更新中的合并需求。

案例：配置JDK环境变量

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1[zxy@hadoop102 ~]$ cd /etc/profile.d/

2[zxy@hadoop102 profile.d]$ sudo vim jdk.sh

3#JAVA_HOME

4export JAVA_HOME=/opt/module/jdk1.8.0_144

5export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

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保存后退出，让修改后的文件生效，并测试JDK是否安装成功：

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1[atguigu@hadoop101 jdk1.8.0_144]$ source /etc/profile

2[atguigu@hadoop101 jdk1.8.0_144]$ java -version

3java version "1.8.0_144"

4

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6.位置参数变量

6.1 介绍

当我们执行一个 shell 脚本时， 如果希望获取到命令行的参数信息， 就可以使用到位置参数变量。

比如 ： ./myshell.sh 100 200 , 这个就是一个执行 shell 的命令行， 可以在 myshell 脚本中获取到参数信息

6.2 基本语法

• $n （功能描述： n 为数字，

$0 代表命令本身， $1-$9 代表第一到第九个参数， 十以上的参数， 十以上的参数需要用大括号包含， 如${10}）

• $* （功能描述： 这个变量代表命令行中所有的参数， $*把所有的参数看成一个整体）
• $@（功能描述： 这个变量也代表命令行中所有的参数， 不过$@把每个参数区分对待）
• $#（功能描述： 这个变量代表命令行中所有参数的个数）

6.3 位置参数变量应用实例

案例： 编写一个 shell 脚本 positionPara.sh ， 在脚本中获取到命令行的各个参数信息

7.预定义变量

7.1 基本介绍

就是 shell 设计者事先已经定义好的变量， 可以直接在 shell 脚本中使用

7.2 基本语法

• $$ （功能描述： 当前进程的进程号（PID） ）

• $! （功能描述： 后台运行的最后一个进程的进程号（PID） ）

• $？（功能描述： 最后一次执行的命令的返回状态。 如果这个变量的值为 0， 证明上一个命令正确执行； 如果这个变量的值为非 0（具体是哪个数， 由命令自己来决定） ， 则证明上一个命令执行不正确）

7.3 应用实例

在一个 shell 脚本中简单使用一下预定义变量

8.运算符

学习如何在 shell 中进行各种运算操作。

基本语法

1. $((运算式)) 或 $[运算式]
2. expr m + n

注意 expr 运算符间要有空格

1. expr m – n
2. expr *, /, % 乘， 除， 取余

9.条件判断

9.1 基本语法

[ condition ]（注意 condition 前后要有空格）

或

test condition

[ condition ]：当条件非空返回 true， 可使用$?验证（0 为 true， >1 为 false）

• [ abc ] 返回 true
• [] 返回 false

9.3 常用判断条件

1)两个整数的比较

• = 可以用做字符串比较
• -lt 小于 less than
• -le 小于等于 less than or equal to
• -eq 等于 equal
• -gt 大于 greater than
• -ge 大于等于 greater than or equal to
• -ne 不等于 not equal to

[ 2 -le 5 ] （2小于等于5）

2)按照文件权限进行判断

• -r 有读的权限 [ -r 文件 ]
• -w 有写的权限
• -x 有执行的权限

[ -r 文件 ]

3)按照文件类型进行判断

• -f 文件存在并且是一个常规的文件（file）
• -e 文件存在 （existence）
• -d 文件存在并是一个目录 （directory）

4）多条件判断（&& 表示前一条命令执行成功时，才执行后一条命令，|| 表示上一条命令执行失败后，才执行下一条命令）

• [ condition ] && echo OK || echo notok

案例实操：

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1（1）23是否大于等于22

2[zxy@hadoop101 datas]$ [ 23 -ge 22 ]

3[zxy@hadoop101 datas]$ echo $?

40

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6（2）helloworld.sh是否具有写权限

7[zxy@hadoop101 datas]$ [ -w helloworld.sh ]

8[zxy@hadoop101 datas]$ echo $?

90

10

11（3）/home/atguigu/cls.txt目录中的文件是否存在

12[zxy@hadoop101 datas]$ [ -e /home/atguigu/cls.txt ]

13[zxy@hadoop101 datas]$ echo $?

141

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16（4）多条件判断（&& 表示前一条命令执行成功时，才执行后一条命令，|| 表示上一条命令执行失败后，才执行下一条命令）

17[zxy@hadoop101 ~]$ [ condition ] && echo OK || echo notok

18OK

19[zxy@hadoop101 datas]$ [ condition ] && [ ] || echo notok

20notok

21

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9.4 应用实例

案例 1： “ok"是否等于"ok”
案例 2： 23 是否大于等于 22
案例 3： /root/install.log 目录中的文件是否存在
案例 4：myshell.sh 文件是否有可执行权限

判断条件也可以使用 test 替换，详情见 man test

10.流程控制

10.1 if 判断

1.if 判断基本语法

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1if [ 条件判断式 ]

2then

3   程序

4fi 

5或者

6if [ 条件判断式 ]

7   then

8       程序

9   elif [条件判断式]

10  then

11      程序

12fi

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2.注意事项：

• 1）[ 条件判断式 ]： 中括号和条件判断式之间必须有空格
• 2）推荐使用第二种方式

3.应用实例

案例： 请编写一个 shell 程序， 如果输入的参数， 大于等于 60， 则输出 “及格了”， 如果小于 60,则输出 “不及格”

10.2 case 语句

1.基本语法

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1case $变量名 in

2"值 1")

3   如果变量的值等于值 1， 则执行程序 1

4;;

5"值 2")

6   如果变量的值等于值 2， 则执行程序 2

7;;

8   …省略其他分支…

9*)

10如果变量的值都不是以上的值， 则执行此程序

11;;

12esac

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2.实例

当命令行参数是 1 时， 输出 “周一”, 是 2 时， 就输出"周二"， 其它情况输出 “other”

10.3 for 循环

1.基本语法 1

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1for 变量 in 值 1 值 2 值 3…

2do

3   程序

4done

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应用实例
案例 1 ： 打印命令行输入的参数 【会使用到$* 与 $@】

比较$*和$@区别

1）$* 和 $@都表示传递给函数或脚本的所有参数，不被双引号“”包含时，都以$1 $2 …$n的形式输出所有参数

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1[tom@hadoop101 datas]$ touch for.sh

2[tom@hadoop101 datas]$ vim for.sh

3

4#!/bin/bash 

5# 不加双引号

6for i in $*

7do

8      echo "ban zhang love $i "

9done

10

11for j in $@

12do      

13        echo "ban zhang love $j"

14done

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16[tom@hadoop101 datas]$ bash for.sh cls xz bd

17ban zhang love cls 

18ban zhang love xz 

19ban zhang love bd 

20ban zhang love cls

21ban zhang love xz

22ban zhang love bd

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2）当它们被双引号“”包含时，“$*”会将所有的参数作为一个整体，以“$1 $2 …$n”的形式输出所有参数；“$@”会将各个参数分开，以“$1” “$2”…”$n”的形式输出所有参数。

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1[tom@hadoop101 datas]$ vim for.sh

2

3#!/bin/bash 

4#$*中的所有参数看成是一个整体，所以这个for循环只会循环一次 

5for i in "$*" 

6do 

7      echo "ban zhang love $i"

8done 

9        

10#$@中的每个参数都看成是独立的，所以“$@”中有几个参数，就会循环几次 

11for j in "$@" 

12do 

13       echo "ban zhang love $j" 

14done

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16[tom@hadoop101 datas]$ chmod 777 for.sh

17[tom@hadoop101 datas]$ bash for.sh cls xz bd

18ban zhang love cls xz bd

19ban zhang love cls

20ban zhang love xz

21ban zhang love bd

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2.基本语法 2

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1for (( 初始值;循环控制条件;变量变化 ))

2do

3   程序

4done

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应用实例
案例 1 ： 从 1 加到 100 的值输出显示

for 循环体中使用cat

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1# 将文件中的数据作为遍历对象

2for i in `cat $HADOOP_HOME/etc/hadoop/workers`

3do

4   echo "========== Start Zookeeper in $i ==========" 

5   ssh $i '$ZOOKEEPER_HOME/bin/zkServer.sh start'

6   echo $?

7done

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10.4 while 循环

1.基本语法

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1while [ 条件判断式 ]

2do

3   程序

4done

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2.应用实例

案例 1 ： 从命令行输入一个数 n， 统计从 1+…+ n 的值是多少？

11.read 读取控制台输入

1.基本语法

read [选项] [参数]

1）选项：

• -p：指定读取值时的提示符；
• -t：指定读取值时等待的时间（秒），如果没有在指定的时间内输入， 就不再等待了。

2）参数：

• 变量： 指定读取值的变量名，将输入值传入该变量

2.应用实例
案例 1： 读取控制台输入一个 num 值
案例 2： 读取控制台输入一个 num 值， 在 10 秒内输入。

12.函数

函数介绍：

shell 编程和其它编程语言一样， 有系统函数， 也可以自定义函数， (系统函数中， 我们这里就介绍两个)。

12.1 系统函数

**1）basename **

• 功能： 返回完整路径最后 / 的部分， 常用于获取文件名

基本语法：

basename [pathname] [suffix]

basename [string] [suffix] （功能描述： basename 命令会删掉所有的前缀包括最后一个（‘/’ ）字符， 然后将字符串显示出来。

选项：

• suffix 为后缀， 如果 suffix 被指定了， basename 会将 pathname 或 string 中的 suffix 去掉。

**2）dirname **

• 功能： 返回完整路径最后 / 的前面的部分， 常用于返回路径部分

基本语法：

dirname 文件绝对路径

• 功能描述： 从给定的包含绝对路径的文件名中去除文件名（非目录的部分） ， 然后返回剩下的路径（目录的部分）。

12.2 自定义函数

1)基本语法

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1[ function ] funname[()]

2#方括号表示可选

3{

4   Action;

5   [return int;]

6} 

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• 小括号与function至少需要存在一个
• 小括号里并不需要形参
• 调用直接写函数名： funname [值]

2）应用实例

案例 1： 计算输入两个参数的和（read）：getSum

3）经验技巧

• a）必须在调用函数地方之前，先声明函数，shell脚本是逐行运行。不会像其它语言一样先编译。
• b）函数返回值，只能通过$?系统变量获得，可以显示加：return返回，如果不加，将以最后一条命令运行结果，作为返回值。return后跟数值n(0-255)

13.Shell 编程综合案例

1.需求分析

• 1)每天凌晨 2:10 备份 数据库 atguiguDB 到 /data/backup/db
• 2)备份开始和备份结束能够给出相应的提示信息
• 3)备份后的文件要求以备份时间为文件名， 并打包成 .tar.gz 的形式， 比如：

2018-03-12_230201.tar.gz

• 4)在备份的同时， 检查是否有 10 天前备份的数据库文件， 如果有就将其删除。

2.编写一个 shell 脚本

1）思路分析

2）代码实现

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1#!/bin/bash

2#案例：完成数据库的定时备份

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4#备份的路径

5BACKUP=/data/backup/db

6#当前的时间作为文件名

7DATETIME=$(date +%Y_%m_%d_%H%M%S)

8

9#可以输出变量调试

10#echo ${DATETIME}

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12echo "=======开始备份========"

13echo "=======备份的路径是 $BACKUP/$DATETIME.tar.gz"

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15#主机

16HOST=localhost

17#用户名

18DB_USER=root

19#密码

20DB_PWD=root

21#备份数据库名

22DATABASE=atguiguDB

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24#创建备份的路径

25#如果备份的路径文件夹存在，就使用，否则就创建

26[ ! -d "$BACKUP/$DATETIME" ] && mkdir -p "$BACKUP/$DATETIME"

27

28#执行mysql的备份数据库的指令，将其压缩为文件

29mysqldump -u${DB_USER} -p${DB_PWD} --host=$HOST  $DATABASE | gzip > $BACKUP/$DATETIME/$DATETIME.sql.gz

30

31#打包备份文件夹

32cd $BACKUP

33tar -zcvf $DATETIME.tar.gz $DATETIME

34

35#删除临时目录

36rm -rf $BACKUP/$DATETIME

37

38#删除10天前的备份文件

39find $BACKUP -mtime +10 -name "*.tar.gz" -exec rm -rf {} \;

40

41echo "=====备份文件成功==========="

42

43

设置定时任务：

[root@hadoop101 ~]# crontab -e