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shell 是用戶和操作系統(tǒng)交互的一個(gè)程序，經(jīng)常用于執(zhí)行一些自動(dòng)化或者重復(fù)繁瑣的任務(wù)，現(xiàn)在所有的 Linux 系統(tǒng)基本都自帶了該程序，我們只需要編寫好shell腳本，直接執(zhí)行就可以了，不需要額外安裝軟件、配置編譯環(huán)境，可以說使用起來非常的方便，但是它在調(diào)試方面常常令人頭大，本文主要介紹shell腳本常用的調(diào)試方法

調(diào)試常用選項(xiàng)

調(diào)試shell腳本時(shí)，常常用到幾個(gè)調(diào)試選項(xiàng)，讓腳本在執(zhí)行的過程中，會(huì)輸出一些調(diào)試信息，根據(jù)調(diào)試信息，就可以定位出具體出問題的代碼

具體的選項(xiàng)以及說明如下：

跟蹤腳本的執(zhí)行

• 輸出調(diào)試信息

通常，腳本執(zhí)行之后，只有結(jié)果輸出，當(dāng)運(yùn)行多條命令的時(shí)候，就會(huì)連續(xù)輸出多條結(jié)果，無法分清哪條命令對應(yīng)哪條結(jié)果, 使用 -x選項(xiàng)，會(huì)先輸出將要執(zhí)行的那一行命令的調(diào)試信息，然后再執(zhí)行命令

現(xiàn)有腳本ta.sh，功能是輸出當(dāng)前日期, 內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
echo "today is :"$(date +'%Y-%m-%d') 

我們使用 -x 選項(xiàng)來執(zhí)行腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# bash -x ta.sh  
++ date +%Y-%m-%d 
+ echo 'today is :2021-07-10' 
today is :2021-07-10 

從結(jié)果中可以看到，在執(zhí)行前打印出了每一行命令，行前面的 + 號表示調(diào)試信息，它實(shí)際是環(huán)境變量 PS4 的值, PS4 的第一個(gè)字符會(huì)根據(jù)嵌套層次進(jìn)行重復(fù)，命令所處的層次越深，前面的 + 號越多

結(jié)果中第一行表示執(zhí)行 date +'%Y-%m-%d' 命令，它處于第內(nèi)層，所以打印兩個(gè) + 號 ，第二行表示執(zhí)行 echo "today is :"$(date +'%Y-%m-%d') 命令，它處于外層，只打印一個(gè) + 號

把 -x 選項(xiàng)放到 #!/bin/bash 語句后面，執(zhí)行的時(shí)候不帶 -x 也能實(shí)現(xiàn)同樣的效果，上述腳本只需要把 #!/bin/bash 改成 #!/bin/bash -x 即可

• 輸出行號

上面示例中腳本內(nèi)容很少，試想下，如果腳本內(nèi)容達(dá)到了幾百行或者幾千行之后，輸出每一行命令的提示信息，閱讀起來就很費(fèi)勁了，在這種情況下，我們在每行輸出前加上行號，可以直接定位到具體的行

修改下 ta.sh 腳本，修改后的內(nèi)容如下

#!/bin/bash  
 
PS4='+${BASH_SOURCE}:${LINENO} ' 
echo "start..." 
set -x 
echo "today is :"$(date +'%Y-%m-%d') 
set +x 
echo "end..." 

修改之后的腳本加入了 PS4 變量, 它是調(diào)試信息的前綴，默認(rèn)值是 "+", 我們可以修改它的值，達(dá)到輸出的調(diào)試信息中包含行號的目的

上述代碼中 "${BASH_SOURCE}" 表示 當(dāng)前執(zhí)行的shell腳本的相對路徑，在這里用來表示腳本文件名，"${LINENO}" 表示行號，修改 PS4 之后，輸出的調(diào)試信息就會(huì)包括 腳本名字以及行號

我們執(zhí)行腳本，看下結(jié)果

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# bash -x ta.sh  
+ PS4='+${BASH_SOURCE}:${LINENO} ' 
+ta.sh:4 echo start... 
start... 
++ta.sh:5 date +%Y-%m-%d 
+ta.sh:5 echo 'today is :2021-07-10' 
today is :2021-07-10 
+ta.sh:6 echo end... 
end... 

從結(jié)果可以看出，每一行命令的調(diào)試信息中都包含了文件名和行號

• 輸出部分調(diào)試信息

有時(shí)，我們只需要輸出部分調(diào)試信息，這個(gè)時(shí)候就需要我們手動(dòng)去設(shè)置 -x 選項(xiàng)了，把需要輸出調(diào)試信息的命令放到 set -x 和set +x 之間

修改下 ta.sh 腳本，內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
echo "test..." 
 
set -x 
echo "today is :"$(date +'%Y-%m-%d') 
set +x 
 
echo "finish..." 

執(zhí)行腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# ./ta.sh  
[root@VM-0-2-centos shell_debug]# ./ta.sh  
test... 
++ date +%Y-%m-%d 
+ echo 'today is :2021-07-10' 
today is :2021-07-10 
+ set +x 
finish... 

從結(jié)果可以看出，只有 echo today is :"$(date +'%Y-%m-%d') 命令輸出了調(diào)試信息，set -x 相當(dāng)于開啟調(diào)試信息，set +x 則是關(guān)閉調(diào)試信息

這里需要注意下，腳本中使用了 set -x 時(shí) , 執(zhí)行的時(shí)候就不要再加 -x 了

日志打印

通過打印日志來調(diào)試shell腳本是常用的方式，在一行命令前后打印變量值或者命令結(jié)果，通過日志來判斷是否有錯(cuò)誤

但是，當(dāng)腳本比較長的時(shí)候，需要打印的日志就有點(diǎn)兒多了，而且，調(diào)試完了后，這些調(diào)試日志就不再需要了，這時(shí)就要一行行的刪掉日志打印

下面介紹一種方法，把腳本中所有的日志打印加一個(gè)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)打開的時(shí)候，就會(huì)輸出調(diào)試相關(guān)的日志，不需要的時(shí)候，直接關(guān)閉開關(guān)即可

現(xiàn)有腳本 debug1.sh, 內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
#調(diào)試開關(guān), on 表示開啟,其他表示關(guān)閉 
IS_DEBUG="on" 
#調(diào)試開關(guān)函數(shù) 
function _DEBUG() 
{ 
   [ "$IS_DEBUG" == "on" ] && $@ 
} 
 
va=1 
_DEBUG echo 'old value:'$va 
#變量val加1 
let va++ 
echo 'new value:'$va 

上述腳本中，IS_DEBUG變量是調(diào)試開關(guān)，"on" 表示開啟，其他表示關(guān)閉

_DEBUG() 是調(diào)試開關(guān)函數(shù)，它的功能是：如果 IS_DEBUG 為 "on" ，執(zhí)行后面的命令，否則忽略

先打開調(diào)試開關(guān)， 執(zhí)行腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# ./debug1.sh  
old value:1 
new value:2 

再關(guān)閉調(diào)試開關(guān)，執(zhí)行腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# ./debug1.sh  
new value:2 

從上面兩組測試結(jié)果可以看出，當(dāng)打開調(diào)試開關(guān)，也即設(shè)置 IS_DEBUG="on" 后， 語句 _DEBUG echo 'old value:'$va 會(huì)執(zhí)行 echo 'old value:'$va 命令，當(dāng) IS_DEBUG="off" 時(shí), 就會(huì)忽略 echo 'old value:'$va 命令

所以，當(dāng)調(diào)試的時(shí)候，打開調(diào)試開關(guān)，調(diào)試完成之后，腳本不需要做任何修改，只需要關(guān)閉開關(guān)，調(diào)試相關(guān)的命令就都不會(huì)執(zhí)行了

常見的錯(cuò)誤處理

• 不存在的變量

執(zhí)行腳本的時(shí)候，遇到不存在的變量，默認(rèn)會(huì)忽略它

現(xiàn)有腳本 td.sh, 內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
 
echo "start..." 
echo $ta 
echo "end..." 

腳本中 ta 是一個(gè)不存在的變量，腳本執(zhí)行結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# ./td.sh  
start... 
 
end... 

可以看到，echo $ta 輸出了一個(gè)空行，腳本直接忽略了不存在的 ta 變量， 并且繼續(xù)執(zhí)行后面的命令

這種情況通常并不是我們希望的結(jié)果，遇到不存在的變量，應(yīng)該直接報(bào)錯(cuò)，并停止執(zhí)行后面的命令，在腳本開頭加上 set -u 語句或者執(zhí)行腳本的時(shí)候加上 -u ，可以得到我們期望的結(jié)果

在腳本開頭加上 set -u 語句，整個(gè)腳本內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
set -u 
echo "start..." 
echo $ta 
echo "end..." 

執(zhí)行腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# ./td.sh  
start... 
./td.sh: line 5: ta: unbound variable 

可以看到，加了 set -u 語句之后，遇到不存在的變量 ta, 直接報(bào)錯(cuò)，并且停止執(zhí)行后面的命令

當(dāng)然，我們使用 bash -u td.sh 命令執(zhí)行腳本也會(huì)得到相同的結(jié)果

• 語法錯(cuò)誤

語法錯(cuò)誤是shell腳本執(zhí)行錯(cuò)誤的原因之一，執(zhí)行腳本的時(shí)候加上 -n, 當(dāng)腳本有語法錯(cuò)誤，不會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，而是打印錯(cuò)誤信息

現(xiàn)有腳本 te.sh, 內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
if [ $# -le 0 ];then 
   echo "no param.." 

輸入 bash -n te.sh 命令，并回車，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# bash -n te.sh  
te.sh: line 5: syntax error: unexpected end of file 

上面的腳本中的 if 缺少結(jié)尾的 fi, 所以執(zhí)行 bash -n te.sh 命令之后會(huì)出現(xiàn)語法錯(cuò)誤的提示

這個(gè)選項(xiàng)很實(shí)用，特別是當(dāng)我們寫完shell腳本之后，不要急著執(zhí)行，先使用 -n 選項(xiàng)檢查下有沒有語法錯(cuò)誤，它可以幫我們提前發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤

• 發(fā)生錯(cuò)誤，終止執(zhí)行

一般情況下，腳本執(zhí)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤了，還是會(huì)繼續(xù)執(zhí)行后面的命令

現(xiàn)有腳本 tf.sh, 內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
echo "start..." 
abc 
echo "end..." 

執(zhí)行腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# ./tf.sh  
start... 
./tf.sh: line 4: abc: command not found 
end... 

從結(jié)果可以看到，腳本中第四行的 abc 是未知的命令，執(zhí)行時(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，但是腳本還是繼續(xù)向后執(zhí)行，一直到結(jié)束

這種行為不利于腳本的安全和錯(cuò)誤排查，在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)生了錯(cuò)誤應(yīng)該停止執(zhí)行腳本，防止錯(cuò)誤越積越多，我們可以使用 -e 選項(xiàng)來避免這個(gè)問題

加上 -e 選項(xiàng)，再次執(zhí)行上述腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# bash -e ./tf.sh  
start... 
./tf.sh: line 4: abc: command not found 

從上面結(jié)果可以知道，腳本執(zhí)行到第四行的時(shí)候發(fā)生了錯(cuò)誤，此時(shí)腳本停止往下執(zhí)行了

• 管道子命令失敗，終止執(zhí)行

上面提到的 -e 選項(xiàng)有個(gè)特殊的情況，不適用于管道命令，管道命令是通過管道符 "|" 組合的命令， 具體的看下面的例子吧

現(xiàn)有腳本 tg.sh, 內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
echo "start..." 
abc | echo "111" 
echo "end..." 

腳本的第四行， abc | echo "111" 是管道命令，我們執(zhí)行 bash -e ./tg.sh 命令后，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# bash -e ./tg.sh  
start... 
./tg.sh: line 4: abc: command not found 
111 
end... 

可以看到，即使使用 -e 選項(xiàng)執(zhí)行腳本，發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候，還是會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行，直到結(jié)束

我們使用 set -o pipefail 來解決這種情況，只要管道命令中一個(gè)子命令發(fā)生了錯(cuò)誤,整個(gè)管道命令就失敗了，腳本就會(huì)終止執(zhí)行

修改下上述腳本，內(nèi)容如下

#!/bin/bash 
 
set -o pipefail 
echo "start..." 
abc | echo "111" 
echo "end..." 

再次執(zhí)行腳本，結(jié)果如下

[root@VM-0-2-centos shell_debug]# bash -e tg.sh  
start... 
tg.sh: line 5: abc: command not found 
111 

可以看到，在 tg.sh 腳本開頭加上 set -o pipefail 語句之后，再次執(zhí)行腳本， 管道命令 abc | echo "111" 執(zhí)行子命令 abc 時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，后續(xù)的子命令不再執(zhí)行了，整個(gè)管道命令失敗了

由于執(zhí)行時(shí)加了 -e 選項(xiàng)，當(dāng)管道命令執(zhí)行失敗了，腳本就會(huì)終止執(zhí)行，所以 echo "end..." 沒有執(zhí)行