Ubuntu 的 Bash 腳本完整指南｜自動化與任務管理最佳化

1. Bash 的基礎

什麼是 Bash Shell

Bash（Bourne Again Shell）是 Linux 發行版中最常見的指令列介面。這個簡單但強大的工具提供了一個與系統互動的平台，允許使用者執行檔案操作、運行程式、管理任務等各種基本操作。

Bash 的優勢

強大的腳本能力：Bash 可透過 Shell 腳本來自動化複雜的任務。
廣泛的支援：幾乎所有 Unix 系統與 Linux 發行版都支援 Bash。
高度客製化：透過別名（alias）與 Shell 函式，使用者可以根據個人需求來調整環境。

# 簡單的 Bash 指令範例
echo "Hello, World!"

2. Bash 的基本指令

檔案操作

以下是 Bash 最常用的檔案操作指令：

ls：列出目錄內容。
cd：切換目錄。
cp：複製檔案或目錄。
mv：移動或重新命名檔案。
rm：刪除檔案。

# 顯示目錄內容（詳細模式）
ls -l

# 切換到家目錄
cd ~

# 複製檔案
cp source.txt destination.txt

# 重新命名或移動檔案
mv old_name.txt new_name.txt

# 刪除檔案
rm unwanted_file.txt

系統資訊與行程管理

以下指令可用來檢視系統資訊及管理行程：

ps：顯示目前執行中的行程。
top：顯示系統即時行程列表與系統概況。
kill：發送訊號以終止行程。

# 顯示目前執行中的行程
ps aux

# 顯示系統概況與行程列表
top

# 終止行程 ID 1234
kill 1234

3. 如何撰寫 Bash 腳本

腳本的基本結構

Bash 腳本是一個包含多個指令的檔案。透過腳本，您可以自動化一系列操作。

#!/bin/bash
# 這行稱為 Shebang，用來指定解釋腳本的 Shell。

echo "Hello, World!"  # 使用 echo 指令輸出文字

變數的使用

變數可用來儲存數據並在腳本內重複使用。

#!/bin/bash
message="Hello, Bash Scripting!"
echo $message

條件判斷與迴圈

條件判斷與迴圈可用來處理複雜的邏輯與重複性任務。

#!/bin/bash
# if 條件判斷
if [ $1 -gt 100 ]
then
  echo "數值大於 100。"
else
  echo "數值小於或等於 100。"
fi

# for 迴圈
for i in 1 2 3 4 5
do
  echo "正在執行迴圈... 數字 $i"
done

4. 使用 Bash 進行任務自動化

任務自動化概述

透過 Bash 腳本，您可以高效地自動化定期任務，如系統備份、資料同步、報告生成等，減少系統管理的負擔。

自動備份腳本

以下腳本可用來定期備份指定的目錄。

#!/bin/bash
SRC_DIR="/home/user/documents"
DST_DIR="/backup/documents"
DATE=$(date +%Y%m%d)

# 若備份目錄不存在，則建立目錄
if [ ! -d "$DST_DIR" ]; then
  mkdir -p "$DST_DIR"
fi

# 壓縮目錄內容並備份
tar -czf "$DST_DIR/backup_$DATE.tar.gz" -C "$SRC_DIR" .
echo "備份成功完成！"

使用 cron 自動執行腳本

透過 cron 設定，使上述備份腳本每天凌晨 2 點自動執行。

0 2 * * * /path/to/backup.sh

錯誤處理與通知

在備份過程中，可能會發生錯誤，因此可以添加錯誤處理機制，並在發生問題時通知管理員。

#!/bin/bash
SRC_DIR="/home/user/documents"
DST_DIR="/backup/documents"
LOG_FILE="/var/log/backup.log"
DATE=$(date +%Y%m%d)

if [ ! -d "$DST_DIR" ]; then
  mkdir -p "$DST_DIR"
fi

if tar -czf "$DST_DIR/backup_$DATE.tar.gz" -C "$SRC_DIR" .; then
  echo "備份成功：$DATE" >> $LOG_FILE
else
  echo "備份失敗：$DATE" | mail -s "備份失敗通知" admin@example.com
fi

5. 疑難排解與常見錯誤

理解與解決 Bash 錯誤

在執行 Bash 腳本時，可能會遇到各種錯誤。這裡介紹一些常見錯誤及其解決方法。

找不到指令錯誤

當要執行的指令未安裝，或 PATH 環境變數未正確設定時，可能會出現此錯誤。

command not found

解決方法：確認指令是否已安裝，並檢查 $PATH 變數是否正確設定。

權限錯誤

當腳本或檔案的權限不足時，可能會發生此錯誤。

Permission denied

解決方法：確保以適當的使用者身份執行腳本，或使用 chmod 或 chown 調整權限。

語法錯誤

當腳本中有語法錯誤時，會顯示這類錯誤。

syntax error: unexpected end of file

解決方法：檢查腳本是否有遺漏的符號，例如括號 ()、引號 "" 或 {}。

找不到檔案錯誤

如果要存取的檔案不存在，則會出現此錯誤。

No such file or directory

解決方法：確認檔案路徑是否正確，並確保檔案確實存在。

使用偵錯工具

要偵錯 Bash 腳本，可以使用 set -x 來查看腳本的執行步驟，這樣能夠更容易找到錯誤的原因。

set -x  # 開啟腳本偵錯模式

6. 進一步學習與最佳實踐

最佳實踐

使用註解：適當地加入註解，以提高可讀性。
確保可移植性：避免使用與特定系統綁定的指令，以提升跨平台相容性。
處理錯誤：使用錯誤檢查機制，確保腳本在異常情況下仍能正常運行。

結論

Bash 是 Linux 系統管理與自動化任務的強大工具。本指南介紹了 Bash 的基礎概念、基本指令、腳本編寫方法、錯誤處理及最佳實踐。透過不斷學習與實踐，您將能夠更有效地利用 Bash 來提升工作效率。