BASH的保护性编程技巧

默北

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22/07/2014 14:13:21Shell1 12,6055字数 5462阅读18分12秒阅读模式

这是我写BASH程序的招式。这里本没有什么新的内容，但是从我的经验来看，人们爱滥用BASH。他们忽略了计算机科学，而从他们的程序中创造的是“大泥球”（译注：指架构不清晰的软件系统）。

在此我告诉你方法，以保护你的程序免于障碍，并保持代码的整洁。

不可改变的全局变量

尽量少用全局变量
以大写命名
只读声明
用全局变量来代替隐晦的$0，$1等
在我的程序中常使用的全局变量：

readonly PROGNAME=$(basename $0)
readonly PROGDIR=$(readlink -m $(dirname $0))
readonly ARGS="$@"

一切皆是局部的

所有变量都应为局部的。文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

change_owner_of_file() {
    local filename=$1
    local user=$2
    local group=$3

    chown $user:$group $filename
}

change_owner_of_files() {
    local user=$1; shift
    local group=$1; shift
    local files=$@
    local i

    for i in $files
    do
        chown $user:$group $i
    done
}

自注释（self documenting）的参数
通常作为循环用的变量i，把它声明为局部变量是很重要的。
局部变量不作用于全局域。

kfir@goofy ~ $ local a
bash: local: can only be used in a function

main()

有助于保持所有变量的局部性
直观的函数式编程
代码中唯一的全局命令是：main

main() {
    local files="/tmp/a /tmp/b"
    local i

    for i in $files
    do
        change_owner_of_file kfir users $i
    done
}
main

一切皆是函数

唯一全局性运行的代码是：

- 不可变的全局变量声明文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

- main()函数文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

保持代码整洁
过程变得清晰

main() {
    local files=$(ls /tmp | grep pid | grep -v daemon)
}

temporary_files() {
    local dir=$1

    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
}

main() {
    local files=$(temporary_files /tmp)
}

第二个例子好得多。查找文件是temporary_files()的问题而非main()的。这段代码用temporary_files()的单元测试也是可测试的。
如果你一定要尝试第一个例子，你会得到查找临时文件以和main算法的大杂烩。

test_temporary_files() {
    local dir=/tmp

    touch $dir/a-pid1232.tmp
    touch $dir/a-pid1232-daemon.tmp

    returns "$dir/a-pid1232.tmp" temporary_files $dir

    touch $dir/b-pid1534.tmp

    returns "$dir/a-pid1232.tmp $dir/b-pid1534.tmp" temporary_files $dir
}

如你所见，这个测试不关心main()。

调试函数

带-x标志运行程序：

bash -x my_prog.sh

只调试一小段代码，使用set-x和set+x，会只对被set -x和set +x包含的当前代码打印调试信息。文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

temporary_files() {
    local dir=$1

    set -x
    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
    set +x
}

打印函数名和它的参数：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

temporary_files() {
    echo $FUNCNAME $@
    local dir=$1

    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
}

调用函数：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

temporary_files /tmp

会打印到标准输出：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

temporary_files /tmp

代码的清晰度

这段代码做了什么？文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

main() {
    local dir=/tmp

    [[ -z $dir ]] \
        && do_something...

    [[ -n $dir ]] \
        && do_something...

    [[ -f $dir ]] \
        && do_something...

    [[ -d $dir ]] \
        && do_something...
}
main

让你的代码说话：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

is_empty() {
    local var=$1

    [[ -z $var ]]
}

is_not_empty() {
    local var=$1

    [[ -n $var ]]
}

is_file() {
    local file=$1

    [[ -f $file ]]
}

is_dir() {
    local dir=$1

    [[ -d $dir ]]
}

main() {
    local dir=/tmp

    is_empty $dir \
        && do_something...

    is_not_empty $dir \
        && do_something...

    is_file $dir \
        && do_something...

    is_dir $dir \
        && do_something...
}
main

每一行只做一件事

用反斜杠\来作分隔符。例如：

temporary_files() {
    local dir=$1

    ls $dir | grep pid | grep -v daemon
}

可以写得简洁得多：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

temporary_files() {
    local dir=$1

    ls $dir \
        | grep pid \
        | grep -v daemon
}

符号在缩进行的开始

符号在行末的坏例子：（译注：原文在此例中用了temporary_files()代码段，疑似是贴错了。结合上下文，应为print_dir_if_not_empty()）文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

print_dir_if_not_empty() {
    local dir=$1
 
    is_empty $dir && \
        echo "dir is empty" || \
        echo "dir=$dir"
}

好的例子：我们可以清晰看到行和连接符号之间的联系。文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

print_dir_if_not_empty() {
    local dir=$1

    is_empty $dir \
        && echo "dir is empty" \
        || echo "dir=$dir"
}

打印用法

不要这样做：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

echo "this prog does:..."
echo "flags:"
echo "-h print help"

它应该是个函数：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

usage() {
    echo "this prog does:..."
    echo "flags:"
    echo "-h print help"
}

echo在每一行重复。因此我们得到了这个文档：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

usage() {
    cat <<- EOF
    usage: $PROGNAME options
    
    Program deletes files from filesystems to release space. 
    It gets config file that define fileystem paths to work on, and whitelist rules to 
    keep certain files.

    OPTIONS:
       -c --config              configuration file containing the rules. use --help-config to see the syntax.
       -n --pretend             do not really delete, just how what you are going to do.
       -t --test                run unit test to check the program
       -v --verbose             Verbose. You can specify more then one -v to have more verbose
       -x --debug               debug
       -h --help                show this help
          --help-config         configuration help

    
    Examples:
       Run all tests:
       $PROGNAME --test all

       Run specific test:
       $PROGNAME --test test_string.sh

       Run:
       $PROGNAME --config /path/to/config/$PROGNAME.conf

       Just show what you are going to do:
       $PROGNAME -vn -c /path/to/config/$PROGNAME.conf
    EOF
}

注意在每一行的行首应该有一个真正的制表符‘\t’。文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

在vim里，如果你的tab是4个空格，你可以用这个替换命令：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

:s/^    /\t/

命令行参数

这里是一个例子，完成了上面usage函数的用法。我从Kirk’s blog post – bash shell script to use getopts with gnu style long positional parameters得到这段代码文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

cmdline() {
    # got this idea from here:
    # http://kirk.webfinish.com/2009/10/bash-shell-script-to-use-getopts-with-gnu-style-long-positional-parameters/
    local arg=
    for arg
    do
        local delim=""
        case "$arg" in
            #translate --gnu-long-options to -g (short options)
            --config)         args="${args}-c ";;
            --pretend)        args="${args}-n ";;
            --test)           args="${args}-t ";;
            --help-config)    usage_config && exit 0;;
            --help)           args="${args}-h ";;
            --verbose)        args="${args}-v ";;
            --debug)          args="${args}-x ";;
            #pass through anything else
            *) [[ "${arg:0:1}" == "-" ]] || delim="\""
                args="${args}${delim}${arg}${delim} ";;
        esac
    done

    #Reset the positional parameters to the short options
    eval set -- $args

    while getopts "nvhxt:c:" OPTION
    do
         case $OPTION in
         v)
             readonly VERBOSE=1
             ;;
         h)
             usage
             exit 0
             ;;
         x)
             readonly DEBUG='-x'
             set -x
             ;;
         t)
             RUN_TESTS=$OPTARG
             verbose VINFO "Running tests"
             ;;
         c)
             readonly CONFIG_FILE=$OPTARG
             ;;
         n)
             readonly PRETEND=1
             ;;
        esac
    done

    if [[ $recursive_testing || -z $RUN_TESTS ]]; then
        [[ ! -f $CONFIG_FILE ]] \
            && eexit "You must provide --config file"
    fi
    return 0
}

你像这样，使用我们在头上定义的不可变的ARGS变量：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

main() {
    cmdline $ARGS
}
main

单元测试

在更高级的语言中很重要。
使用shunit2做单元测试

test_config_line_paths() {
    local s='partition cpm-all, 80-90,'

    returns "/a" "config_line_paths '$s /a, '"
    returns "/a /b/c" "config_line_paths '$s /a:/b/c, '"
    returns "/a /b /c" "config_line_paths '$s   /a  :    /b : /c, '"
}

config_line_paths() {
    local partition_line="$@"

    echo $partition_line \
        | csv_column 3 \
        | delete_spaces \
        | column 1 \
        | colons_to_spaces
}

source /usr/bin/shunit2

这里是另一个使用df命令的例子：文章源自运维生存时间-https://www.ttlsa.com/shell/defensive-bash-programming/

DF=df

mock_df_with_eols() {
    cat <<- EOF
    Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
    /very/long/device/path
                         124628916  23063572 100299192  19% /
    EOF
}

test_disk_size() {
    returns 1000 "disk_size /dev/sda1"

    DF=mock_df_with_eols
    returns 124628916 "disk_size /very/long/device/path"
}

df_column() {
    local disk_device=$1
    local column=$2

    $DF $disk_device \
        | grep -v 'Use%' \
        | tr '\n' ' ' \
        | awk "{print \$$column}"
}

disk_size() {
    local disk_device=$1

    df_column $disk_device 2
}

这里我有个例外，为了测试，我在全局域中声明了DF为非只读。这是因为shunit2不允许改变全局域函数。

原文：http://www.kfirlavi.com/blog/2012/11/14/defensive-bash-programming/

译文：http://blog.jobbole.com/73257/

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