ShellScripting : Shell Scripte

Transkript

1 ShellScripting : Shell Scripte Shell Scripte oder: Warum die "schwarze Konsole" nicht dein Feind ist Eine Kurzeinführung in das Scripten mit der Bash Einführung in die UNIX-Shell am Beispiel von BASH. Ein kleiner Einblick in die Möglichkeiten der Automatisierung mit Hilfe von Scripten. Jeder kennt sie, wenige lieben sie: Die "schwarze Konsole". Dahinter verbirgt sich ein mächtiges Werkzeug zur Arbeit mit dem Computer.

2 ShellScripting : Was ist eine Shell Was ist eine Shell? Ursprung Varianten Nutzen Anwendung Ursprünglich wurden alle Computer nur mit einer Shell bedient. Es gab schlicht keine grafischen Benutzeroberflächen. Alle mir bekannten Betriebssysteme haben diesen Ursprung in der einen oder anderen Form behalten. Zwischenzeitlich ist er aber in den Hintergrund getreten und im Allgemeinen werden graphische Werkzeuge verwendet um einen Computer zu bedienen. Es gibt, trotz der eher verhaltenen Akzeptanz durch die Anwender, zahlreiche Varianten. Darunter "AmigaCLI", "Powershell", "cmd", "bash", "ksh", "zsh" oder "dash" um nur einige zu nennen. Unter Linux ist die Shell immer noch präsenter als unter anderen Betriebssystemen, auch wenn sie unter Windows mit der Powershell derzeit eine Renaissance erlebt. Aber für den Anwender spielt sie keine Rolle mehr. Warum also sollte man eine Shell benutzen? Eine Shell ist das Bindeglied zwischen dem System und dem Anwender. Die Shell erschließt einen einfachen Zugang zu individuellen Vereinfachungen von Abläufen und der vereinfachten Konfiguration von Systemdiensten. Viele Dinge können mit Hilfe der Shell schneller und einfacher erledigt werden als mit einer grafischen Benutzeroberfläche. Wobei sich grafisch und Shell nicht ausschließen. Unter Linux ist die Shell für einige Dinge die einzige Möglichkeit, da es entsprechende grafische Tools nicht gibt. Ergänzt wird die Shell durch zahlreiche Konsoleprogramme wie zum Beispiel "grep". Aber auch durch mächtige Werkzeuge wie "awk" oder "sed", die jeweils eine eigene Sprache darstellen und durchaus als Shell bezeichnet werden könnten. Vervollständigt durch Editoren wie "vi" bzw. "vim" oder "emacs", von dem böse Zungen behaupten er sei ein prima Betriebssystem wenn er einen vernünftigen Editor hätte, die ebenfalls über die Kommandoebene gesteuert werden können, ist die Shell das Systemwerkzeug für die Systemadministration schlechthin. Da es mittlerweile die Konsoleprogramme fast alle auch für Windows im Rahmen des "gnuutils for windows"-projektes gibt, kann man diese Aussage einigermaßen ruhigen Gewissens auch auf Windows anwenden.

3 ShellScripting : Die Born-again-shell Die Born-again-shell Grundlagen Konzept Literatur Die Bash, 1987 entwickelt, ist heute fast eine Standard-Shell auf Linux/Unix. Als Kommandointerpreter mit eigenem Befehlssatz unterstützt die Bash den Benutzer bei seiner Arbeit. Vor allem wiederkehrende Aufgaben können mit Scripten oder selbstgebauten Kommandos einfacher und schneller erledigt werden. Als Literatur empfehle ich die Man-Page. Um die grundsäztlichen Verhaltensweisen der Shell kennenzulernen, empfehle ich ein Buch über das Betriebssystem Unix. Dort sollten die Zusammenhänge von Prozesssteuerung, Subprozessen und Verarbeitung erklärt werden.

4 ShellScripting : Bedingte Verarbeitung 1 Bedingte Verarbeitung Bedingung Die Shell ermöglicht die Verwendung von Bedingungen. Hierdurch ist es möglich die Ausführung flexibel auf unbekannte Zustände zuzuschneiden. Bedingungen können mit vielen verschiedenen Kommandos erzeugt werden. Z.B. "case", "if" und logische Operatoren um nur ein paar zu nennen.

5 ShellScripting : Bedingte Verarbeitung 2 Bedingte Verarbeitung Bedingung Mit dem internen Befehl "if" if blau; then echo "blau" else if rot ; then echo "rot" fi Mit dem internen Befehl "if" wird die einfachste Form der Bedingung ermöglicht. "blau" und "rot" sind hier stelvertretend für eine Prüfung, die entweder wahr (0) oder falsch (ungleich 0) sein kann. Mehrere Bedingungen, wie hier "blau" und "rot", sind ebenso möglich wie das Verschachteln der Bedingungen.

6 ShellScripting : Bedingte Verarbeitung 3 Bedingte Verarbeitung Bedingung Mit dem internen Befehl "if" if blau; then echo "blau" else if rot ; then echo "rot" fi Mit den logischen Verknüpfungen "&&" " " blau && echo "blau" ( rot && echo "rot" ) Die gleiche Bedingung, hier nochmal mit logischen Operatoren anders dargestellt, hat die gleiche Wirkung wie die If-Bedingung.

7 ShellScripting : Verkettung 1 Verkettung von Kommandos Der Pipe-Operator Alle Kommandos der Shell, wie auch fast alle anderen Konsolekommandos, erzeugen beim Aufruf drei "Kanäle". Diese Kanäle sind die Eingabe für das Programm, stdin genannt, die Ausgabe des Programms, stdout genannt, sowie der Fehlerkanal, stderr genannt. Diese Kanäle kann man nun über den "pipe"-operator ( ) miteinander verketten.

8 ShellScripting : Verkettung 2 Verkettung von Kommandos Der Pipe-Operator ls less Im Beispiel wird die Ausgabe des Befehls "ls", der durchaus ein paar Seiten Ausgabe erzeugen kann, an die Eingabe des Befehls "less" gebunden. "less" als Textanzeiger mit Scrollfunktionen ermöglicht es so in Ruhe die Ausgabe von "ls" durchzusehen.

9 ShellScripting : Verkettung 3 Verkettung von Kommandos Der Pipe-Operator ls less Die Ausgabe des Befehls auf der linken Seite wird zur Eingabe des Befehls auf der rechten Seite

10 ShellScripting : Variablen 1 Arbeiten mit Variablen Einfache Variablen Für eine sinnvolle Automation ist es unerlässlich mit Variablen arbeiten zu können. Wie jede andere Hochsprache im Computerbereich hat auch die Bash die Fähigkeit mit Variablen zu arbeiten. Hier nochmal der Hinweis, dass es den hier gegebenen Rahmen sprengen würde, im Einzelnen die mächtigen Möglichkeiten der Bash zu verfolgen. Die MAN-Page sei hier nochmal als führende Literatur empfohlen.

11 ShellScripting : Variablen 2 Arbeiten mit Variablen Einfache Variablen Deklaration minivar="ich bin eine kleine Variable" Einfache Variablen werden durch Zuweisung erzeugt. Anders als in vielen Hochsprachen ist es, wenn auch möglich, nicht nötig Variablen zu deklarieren. Und da Speicherverbrauch heute eher eine untergeordnete Rolle spielt, sollte man sich darüber auch wenig Gedanken machen. Da die Bash aber eine maximale Kommandozeilenlänge von 265Kbyte hat, sollte man es auch nicht übertreiben. Zumal sehr große Variablen auch die Verarbeitungszeit deutlich erhöhen können. Der Speicher von Variablen wird automatisch freigegeben wenn die Shell beendet wird. Im Beispiel wird die Variable "minivar" erzeugt und mit der Zeichenkette "ich bin eine kleine Variable" gefüllt.

12 ShellScripting : Variablen 3 Arbeiten mit Variablen Einfache Variablen Deklaration minivar="ich bin eine kleine Variable" Referenzieren echo ${minivar} ich bin eine kleine Variable Referenziert werden Variablen durch ein vorangestelltes "$". Die im Beispiel verwendeten Klammern sind nur nötig wenn an die Variable ein Text anschließt der auch als Variablenname interpretiert werden könnte. Es ist daher sinnvoll sich anzugewöhnen die Klammern zu benutzen.

13 ShellScripting : Variablen 4 Arbeiten mit Variablen Einfache Variablen Deklaration minivar="ich bin eine kleine Variable" Referenzieren echo ${minivar} ich bin eine kleine Variable Manipulieren echo ${minivar/kleine/flexible} ich bin eine flexible Variable In diesem Beispiel sieht man warum die Klammern wichtig sind. Hier wird eine Manipulation der Variablen direkt bei der Referenzierung ausgeführt. In diesem Fall wird das erste Auftreten der Zeichenfolge "kleine" durch die Zeichenfolge "flexible" ersetzt. Es gibt noch viele andere Möglichkeiten die Variablen zu manipulieren.

14 ShellScripting : Schleifen 1 Wiederholte Anweisungen Schleifen For-Schleifen for Dateiname in *; do cp ${Dateiname} ${Dateiname}_2015; done Für die Wiederholung von ähnlichen Anweisungen werden auch in der Shell Schleifen verwendet. Im Gegensatz zu anderen Hochsprachen gibt es aber keine direkten Anweisungen für fußgesteuerte Schleifen. Problematisch ist das in der Regel nicht. Meist reichen aber Kopfgesteuerte Schleifen aus. Im ersten Beispiel werden in einer for-schleife alle Dateien im aktuellen Verzeichnis (*) kopiert. Dabei wird für den neuen Namen ein "_2015" angehängt. Als Schleifenvariable wird dabei die Variable "Dateiname" verwendet.

15 ShellScripting : Schleifen 2 Wiederholte Anweisungen Schleifen For-Schleifen for Dateiname in *; do cp ${Dateiname} ${Dateiname}_2015; done While-Schleifen ls * while read Dateiname; do cp ${Dateiname} ${Dateiname}_2015; done Im zweiten Beispiel wird die Ausgabe des Befehls "ls *" (alle Dateien im aktuellen Verzeichnis) in die Eingabe der while-schleife geleitet. Die Schleife liest zeilenweise die Werte ein (read) und weist Zeile für Zeile der Variablen "Dateiname" zu. In der Schleife wird dann die Datei kopiert und dabei wird für den neuen Namen ein "_2015" angehängt.

16 ShellScripting : Script schreiben 1 Scripte schreiben Was macht eine Datei zum Script? #!/bin/bash - Eigentlich ist ein Script eine Sammlung von Kommandozeileneingaben. Nach diesem Prinzip ist sogar die Command-History ein Script. Aber das ist natürlich überspitzt und entspricht nur bedingt den Tatsachen. Was eine Datei zu einem "richtigen" Script macht ist die Angabe des Kommandointerpreters in der ersten Zeile. Die Bash und auch andere Linux-Shells erwarten die angegebene Schreibweise. Dabei steht "#!" für "jetzt kommt das Interpreterprogramm. "/bin/bash" ist der Interpreter. Diesem Interpreter könnten jetzt noch Parameter mitgegeben werden. Z.B. "-x" für ein Kommandoecho. Um zu verhindern das e Parameter übergeben werden ist im Beispiel ein "-" als Parameter. In der eigenen Shell ist das aber nicht wichtig. Nur wenn andere das Script bedienen sollen ist ein Schutz vor Fehlbedienung nötig. Außerdem sollte das Programm noch ein Executable-Flag gesetzt bekommen (chmod +x).

17 ShellScripting : Script schreiben 2 Scripte schreiben Was macht eine Datei zum Script? #!/bin/bash - find /srv/www/ -type d while read TARGET; do [ -f "${TARGET}/index.html" ] ln -fs /srv/www/index.html $TARGET/index.html done Dieses Beispiel zeigt wie in einem Datenpfad eines Webserver in allen Unterverzeichnissen ein symbolischer Link auf die Datei "index.shtml" im Hauptpfad gesetzt werden kann. Hierbei wird mit dem externen Befehl "find" nach den Verzeichnissen gesucht. Die erste Zeile sucht alle Verzeichnisse unterhalb von /srv/www/ und gibt die Verzeichnisnamen an die While-Schleife der zweiten Zeile. in der zweiten Zeile wird dann der Verzeichnisname gelesen (read) und der Variablen "TARGET" zugewiesen. In der dritten Zeile wird dann geprüft ob es eine Datei index.html in diesem Verzeichnis gibt. Ist das nicht der Fall wird, in der vierten Zeile, ein symbolischer Link in dem Verzeichnis erstellt. Die Zeile fünf schließt die Schleife. Ein weit verbreiteter Fehler bei Shellscripten ist, dass sie aus dem Internet kopiert, und, ohne sie komplett zu verstehen, auf der Konsole ausgeführt werden. Ofmals sogar mit Rootrechten. Dieses Beispielscript ist ein schönes Beispiel dafür. Denn dieses Script prüft nur auf das vorhandensein einer "Datei" index.html in den Unterverzeichnissen. Alles andere, zum Beispiel ein symbolischer Link auf eine andere Datei als die in /srv/www/ oder ein anderer Typ Datei wird, durch den Parameter "-f" bei der Erstellung des symbolischen Links, einfach überschrieben. Das kann dazu führen das die Webserverumgebung nicht mehr wie gewünscht funktioniert. Es ist also wichtig Scripte genau zu verstehen bevor man sie aus dem Internet kopiert und einsetzt.

18 ShellScripting : Danke sehr Danke für Ihre Aufmerksamkeit Noch Fragen? Immer her damit! Nachlesen? Das ist natürlich nicht das Ende der Bash. Nur das Ende der Einführung, denn es gibt unendliche Möglichkeiten zur en Betrachtung dieses Themas. Mein "Lieblingsbuch" ist "Standardbetriebssystem UNIX für Fortgeschrittene I, Benutzerumgebung und Kommandosprache. Eine strukturierte Einführung" von Hans- Josef Heck. Erschienen in der "rororo Computer" Reihe (Grundkurs Computerpraxis herausgegeben von Rudolf Hambusch) unter der ISBN 1980-ISBN Wichtig ist aber auch die Konsultation der MAN-Page der Shell des jeweiligen Betriebssystems, da es doch auch versionsbedingte Unterschiede gibt. Letzen Endes macht aber auch hier die Übung den Meister.