Linux Shell高级编程案例

案例1 自动化服务部署与健康检查

#!/bin/bash
set -euo pipefail  # 严格错误处理

DEPLOY_DIR="/opt/app"
VERSION="2.3.1"
REMOTE_FILE="app-${VERSION}.tar.gz"
HEALTH_CHECK_URL="http://localhost:8080/health"

# 安全下载并校验哈希
download_app() {
    local url="https://repo.example.com/${REMOTE_FILE}"
    wget -nv "${url}" -P /tmp || { echo "下载失败"; exit 1; }
    echo "6a8f3d4...  /tmp/${REMOTE_FILE}" | sha256sum -c - || exit 1
}

deploy() {
    tar -xzf "/tmp/${REMOTE_FILE}" -C "${DEPLOY_DIR}" --overwrite
    systemctl restart app-service
}

# 健康检查 (重试机制)
check_health() {
    for i in {1..5}; do
        if curl -sSf --connect-timeout 5 "${HEALTH_CHECK_URL}" | grep -q "OK"; then
            echo "服务启动成功"
            return 0
        fi
        sleep 10
    done
    echo "健康检查失败！"
    return 1
}

main() {
    download_app
    deploy
    check_health || {
        echo "回滚到版本 2.2.0"
        rollback_to "2.2.0"
    }
}
main

案例2 日志实时分析告警

#!/bin/bash
# 监控Nginx日志，高频访问IP告警
LOG="/var/log/nginx/access.log"
ALERT_THRESHOLD=100  # 每分钟100次请求

tail -Fn0 "$LOG" | while read line; do
    # 实时提取IP并计数
    awk '{print $1}' | \
    sort | uniq -c | \
    while read count ip; do
        if [ "$count" -gt "$ALERT_THRESHOLD" ]; then
            echo "[$(date +%F\ %T)] 异常IP: $ip 请求次数: $count" \
            | mail -s "DDoS告警" admin@example.com
            # 自动封禁IP
            iptables -A INPUT -s "$ip" -j DROP
        fi
    done
done

应用场景：

• 实时检测CC攻击

• 自动触发邮件告警

• 联动iptables动态封禁

案例3 多服务器批量操作框架

#!/bin/bash
# 集群批量执行工具
HOSTS=("web1" "web2" "db1" "192.168.1.10")
SSH_USER="admin"
COMMAND="$1"

parallel_exec() {
    local host="$1"
    ssh -o ConnectTimeout=5 -T "${SSH_USER}@${host}" "$COMMAND" 
    local exit_code=$?
    [ $exit_code -ne 0 ] && echo "[$host] 执行失败! Code:$exit_code"
}

# 使用进程池并行执行
export -f parallel_exec
export SSH_USER COMMAND
printf "%s\n" "${HOSTS[@]}" | xargs -P 10 -I{} bash -c 'parallel_exec "$@"' _ {}

案例4 数据库自动备份与加密

#!/bin/bash
# MySQL全库备份加密
BACKUP_DIR="/backup/mysql"
PASSWORD="$(openssl rand -base64 32)"  # 随机密码
ENCRYPTED_FILE="db-$(date +%F).sql.gz.gpg"

mysqldump --all-databases | \
gzip | \
gpg --batch --passphrase "$PASSWORD" \
    --output "${BACKUP_DIR}/${ENCRYPTED_FILE}" \
    --symmetric

# 密码安全存储
echo "$PASSWORD" | gpg --encrypt -r backup@example.com > "${BACKUP_DIR}/key.gpg"

# 清理7天前备份
find "$BACKUP_DIR" -name "*.gpg" -mtime +7 -exec rm -f {} \;

安全实践：

• 实用GPG对称加密

• 随机密码+非对称加密存储

• 管道操作避免磁盘明文

案例5 容器化环境自愈脚本

#!/bin/bash
# Kubernetes Pod异常自愈
NAMESPACE="production"
MAX_RESTARTS=5

kubectl get pods -n $NAMESPACE -o json | \
jq -r '.items[] | select(.status.containerStatuses[].restartCount > '$MAX_RESTARTS') | .metadata.name' | \
while read pod; do
    echo "[CRITICAL] $pod 重启超过${MAX_RESTARTS}次，触发重建"
    kubectl delete pod "$pod" -n $NAMESPACE
    
    # 通知钉钉机器人
    curl -sSX POST "https://oapi.dingtalk.com/robot/send?access_token=xxx" \
        -H "Content-Type: application/json" \
        -d "{\"text\":\"自愈操作: 重建异常Pod $pod\"}"
done

适用场景：

• 自动处理K8s僵尸Pod

• 对接监控告警系统

• 结合CI（Continuous Integration，持续集成）/CD（Continuous Deployment，持续部署）流水线

高级编程技巧总结

1. 错误防御

   • set -euo pipefail # 必须加载脚本开头

   • trap 'cleanup $?' EXIT #退出时执行清理

2. 性能优化

   • while read -r line; do # 避免for循环处理文本

   • done < <(grep "ERROR" huge.log) # 进程替换代替管道

3. 安全加固

   • rm -rf "${DIR:?}/"* #防止误删根目录

4. 跨平台兼容

   • [[ "$OSTYPE" == "linux-gnu"* ]] && linux_command || mac_command

5. 日志标准化

log() { 
  echo "[$(date '+%F %T.%3N')] $1" >> /var/log/ops.log
}