Linux Shell脚本基础与Python环境部署
·
一、Shell 脚本基础语法
1. Shell 脚本核心基础
1.1 执行方式
| 执行方式 | 命令示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 直接执行 | ./test.sh | 需给脚本添加执行权限（chmod +x test.sh），脚本首行需指定解释器（#!/bin/bash） |
| 解释器执行 | bash test.sh | 无需执行权限，直接调用 bash 解释器运行 |
| 导入执行 | source test.sh 或 . test.sh | 在当前 Shell 环境执行（变量 / 函数可全局生效），常用于环境配置脚本 |
1.2 核心语法详解
（1）变量
#!/bin/bash
# 【Shell变量基础示例】
# 1. 普通变量定义（等号两侧无空格）
TEST_DIR="/opt/test_env" # 测试环境根目录
PYTHON_VERSION="3.10.12" # Python版本号
# 2. 命令替换（获取命令执行结果）
CURRENT_USER=$(whoami) # 获取当前登录用户
SERVER_IP=$(ifconfig eth0 | grep "inet " | awk '{print $2}') # 获取网卡eth0的IP
# 3. 变量引用（$变量名 或 ${变量名}，推荐后者避免歧义）
echo "测试环境目录：${TEST_DIR}"
echo "当前用户：${CURRENT_USER}"
echo "服务器IP：${SERVER_IP}"
# 4. 环境变量（全局生效）
export PATH="${TEST_DIR}/bin:$PATH" # 将测试环境bin目录加入系统PATH
（2）条件判断
#!/bin/bash
# 【Shell条件判断示例（测试环境检查）】
TEST_DIR="/opt/test_env"
PYTHON_BIN="/usr/local/bin/python3.10"
# 1. 文件/目录判断
if [ -d "${TEST_DIR}" ]; then # -d：判断是否为目录
echo "✅ 测试环境目录 ${TEST_DIR} 已存在"
else
echo "❌ 测试环境目录不存在，正在创建..."
mkdir -p "${TEST_DIR}" # -p：递归创建目录（父目录不存在则自动创建）
fi
# 2. 文件存在+可执行判断
if [ -x "${PYTHON_BIN}" ]; then # -x：判断文件是否存在且可执行
echo "✅ Python3.10 可执行文件存在"
else
echo "❌ Python3.10 未安装或无执行权限"
exit 1 # 退出脚本，返回非0表示执行失败
fi
# 3. 多条件判断（&&：且，||：或）
if [ "${CURRENT_USER}" = "root" ] && [ -w "/usr/local" ]; then # -w：判断是否可写
echo "✅ 当前用户为root，且/usr/local目录可写"
else
echo "❌ 请使用root用户执行该脚本"
exit 1
fi
（3）循环
#!/bin/bash
# 【Shell循环示例（批量操作测试环境）】
# 1. for循环（批量创建测试用户）
TEST_USERS=("test01" "test02" "test03") # 测试用户列表
for user in "${TEST_USERS[@]}"; do # 遍历数组
id "${user}" &>/dev/null # 检查用户是否存在（&>/dev/null：屏蔽输出）
if [ $? -eq 0 ]; then # $?：上一条命令的返回值（0=成功，非0=失败）
echo "用户 ${user} 已存在，跳过创建"
else
useradd "${user}" # 创建用户
echo "test123" | passwd --stdin "${user}" # 设置密码（免交互）
echo "✅ 已创建测试用户：${user}"
fi
done
# 2. while循环（检查服务是否启动）
SERVICE_NAME="nginx" # 测试环境Nginx服务
COUNT=0
MAX_RETRY=5 # 最大重试次数
while [ ${COUNT} -lt ${MAX_RETRY} ]; do # -lt：小于
systemctl is-active "${SERVICE_NAME}" &>/dev/null
if [ $? -eq 0 ]; then
echo "✅ ${SERVICE_NAME} 服务已启动"
break # 退出循环
else
echo "⏳ 等待${SERVICE_NAME}启动...（第${COUNT}次重试）"
sleep 2 # 休眠2秒
COUNT=$((COUNT + 1)) # 计数+1
fi
done
if [ ${COUNT} -eq ${MAX_RETRY} ]; then
echo "❌ ${SERVICE_NAME} 服务启动失败"
exit 1
fi
（4）函数
#!/bin/bash
# 【Shell函数示例（测试环境通用工具函数）】
# 1. 定义函数：检查端口是否占用
check_port() {
local PORT=$1 # local：局部变量（仅函数内生效）
local HOST=$2
# 使用nc命令检查端口（-z：扫描端口，-w：超时时间）
nc -z -w 3 "${HOST}" "${PORT}" &>/dev/null
if [ $? -eq 0 ]; then
echo "❌ 端口 ${HOST}:${PORT} 已被占用"
return 1 # 函数返回失败
else
echo "✅ 端口 ${HOST}:${PORT} 未被占用"
return 0 # 函数返回成功
fi
}
# 2. 定义函数：安装Python依赖
install_python_deps() {
local REQUIREMENTS_FILE=$1
if [ ! -f "${REQUIREMENTS_FILE}" ]; then # -f：判断是否为普通文件
echo "❌ 依赖文件 ${REQUIREMENTS_FILE} 不存在"
return 1
fi
echo "📦 开始安装Python依赖..."
pip3 install -r "${REQUIREMENTS_FILE}" -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
if [ $? -eq 0 ]; then
echo "✅ 依赖安装完成"
return 0
else
echo "❌ 依赖安装失败"
return 1
fi
}
# 调用函数
check_port 8080 127.0.0.1
install_python_deps "/opt/test_env/requirements.txt"
1.3 测试常用 Shell 脚本模板
#!/bin/bash
# 【测试环境批量操作模板：批量执行远程命令】
# 脚本用途：批量在多台测试服务器执行指定命令
# 使用方式：./batch_execute.sh "要执行的命令" 服务器列表文件
set -e # 脚本遇到错误（返回非0）立即退出
set -u # 引用未定义变量时报错
# 检查参数
if [ $# -ne 2 ]; then # $#：参数个数
echo "❌ 使用方式错误！正确用法：$0 \"command\" server_list_file"
echo "示例：$0 \"df -h\" /opt/server_list.txt"
exit 1
fi
COMMAND=$1
SERVER_FILE=$2
# 检查服务器列表文件
if [ ! -f "${SERVER_FILE}" ]; then
echo "❌ 服务器列表文件 ${SERVER_FILE} 不存在"
exit 1
fi
# 遍历服务器列表执行命令
echo "📝 开始在以下服务器执行命令：${COMMAND}"
while read -r SERVER_IP; do # read -r：读取行（忽略反斜杠）
# 跳过空行和注释行
if [[ -z "${SERVER_IP}" || "${SERVER_IP}" =~ ^# ]]; then
continue
fi
echo -e "\n========== 服务器 ${SERVER_IP} =========="
# 免密登录执行命令（需提前配置SSH免密）
ssh -o ConnectTimeout=5 "${SERVER_IP}" "${COMMAND}"
if [ $? -eq 0 ]; then
echo "✅ ${SERVER_IP} 命令执行成功"
else
echo "❌ ${SERVER_IP} 命令执行失败"
fi
done < "${SERVER_FILE}"
echo -e "\n📊 批量命令执行完成！"
2. Linux 下 Python 环境部署
2.1 前置准备（安装依赖）
# 1. 更新系统包（CentOS/RHEL）
yum update -y
# 安装编译Python所需的依赖
yum install -y gcc zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel libffi-devel
# Ubuntu/Debian系统替换为：
# apt update -y
# apt install -y build-essential zlib1g-dev libbz2-dev libssl-dev libncurses5-dev libsqlite3-dev libreadline-dev tk-dev libgdbm-dev libdb-dev libpcap-dev xz-utils libffi-dev
解释：Python 源码编译需要依赖这些库（如 openssl-devel 用于 SSL 支持，libffi-devel 用于扩展模块），缺失会导致安装后功能不全。
2.2 下载并编译 Python
# 1. 创建下载目录
mkdir -p /opt/python_install && cd /opt/python_install
# 2. 下载Python3.10.12（可替换为其他版本）
wget https://www.python.org/ftp/python/3.10.12/Python-3.10.12.tgz
# 若wget下载慢，可换国内源：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/python/3.10.12/Python-3.10.12.tgz
# 3. 解压
tar -zxvf Python-3.10.12.tgz && cd Python-3.10.12
# 4. 配置编译参数（关键）
./configure --prefix=/usr/local/python3.10 \ # 指定安装目录
--enable-optimizations \ # 开启优化（提升Python运行速度）
--with-ssl # 强制链接系统SSL库（解决pip报错）
# 5. 编译并安装（-j：指定CPU核心数，加速编译）
make -j $(nproc) && make install
解释：
--prefix：指定安装路径，避免覆盖系统默认 Python（系统默认 Python 可能被系统工具依赖，不可修改）；--enable-optimizations：通过编译优化提升 Python 性能；make -j $(nproc)：$(nproc)自动获取 CPU 核心数，加速编译过程。
2.3 配置软链接（全局调用）
# 1. 创建python3和pip3软链接（替换系统默认版本）
ln -s /usr/local/python3.10/bin/python3.10 /usr/bin/python3
ln -s /usr/local/python3.10/bin/pip3.10 /usr/bin/pip3
# 2. 验证软链接
ls -l /usr/bin/python3 /usr/bin/pip3
# 输出示例：lrwxrwxrwx 1 root root 30 Mar 8 10:00 /usr/bin/python3 -> /usr/local/python3.10/bin/python3.10
# 3. 检查Python版本
python3 --version # 输出：Python 3.10.12
pip3 --version # 输出：pip 22.2.2 from /usr/local/python3.10/lib/python3.10/site-packages/pip (python 3.10)
解释：软链接相当于 Windows 的 “快捷方式”，将 Python3.10 的可执行文件链接到/usr/bin（系统默认 PATH 路径），实现全局调用python3/pip3。
2.4 配置 pip 国内源（加速包安装）
# 1. 创建pip配置目录（当前用户）
mkdir -p ~/.pip
# 2. 写入清华源配置
cat > ~/.pip/pip.conf << EOF
[global]
index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
[install]
trusted-host = pypi.tuna.tsinghua.edu.cn
EOF
# 3. 系统级配置（所有用户生效）
mkdir -p /etc/pip
cat > /etc/pip/pip.conf << EOF
[global]
index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
[install]
trusted-host = pypi.tuna.tsinghua.edu.cn
EOF
# 验证：安装一个包测试
pip3 install requests
解释：国内源（清华 / 阿里 / 豆瓣）比官方源快，trusted-host解决 HTTPS 证书验证问题。
2.5 环境验证脚本（Python）
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Python环境验证脚本
功能：检查Python版本、pip源、第三方包安装是否正常
"""
import sys
import platform
import requests
def check_python_version():
"""检查Python版本是否符合要求（3.10+）"""
version = sys.version_info
if version >= (3, 10):
print(f"✅ Python版本符合要求：{sys.version}")
return True
else:
print(f"❌ Python版本过低，当前：{sys.version}，要求3.10+")
return False
def check_pip_source():
"""检查pip源是否为国内源"""
import configparser
import os
# 优先读取用户级配置
pip_conf = os.path.expanduser("~/.pip/pip.conf")
if not os.path.exists(pip_conf):
pip_conf = "/etc/pip/pip.conf"
if not os.path.exists(pip_conf):
print("⚠️ 未找到pip配置文件，使用默认源")
return False
config = configparser.ConfigParser()
config.read(pip_conf)
if "index-url" in config["global"] and "tsinghua" in config["global"]["index-url"]:
print("✅ pip源已配置为清华源")
return True
else:
print("⚠️ pip源未配置为国内源")
return False
def check_third_party_package():
"""检查第三方包是否能正常导入"""
try:
response = requests.get("https://www.baidu.com", timeout=5)
if response.status_code == 200:
print("✅ 第三方包（requests）导入并使用正常")
return True
else:
print("❌ requests请求失败")
return False
except Exception as e:
print(f"❌ 第三方包使用异常：{e}")
return False
if __name__ == "__main__":
print("===== Python环境验证开始 =====")
# 检查系统信息
print(f"系统信息：{platform.system()} {platform.release()}")
# 执行所有检查
checks = [
check_python_version,
check_pip_source,
check_third_party_package
]
results = [check() for check in checks]
if all(results):
print("===== Python环境验证通过 =====")
else:
print("===== Python环境验证失败 =====")
sys.exit(1)
3. 简单自动化脚本（测试环境批量操作）
3.1 批量创建测试目录 + 文件
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
测试环境批量操作脚本
功能：为多个测试用例创建独立的目录和配置文件
"""
import os
import sys
import argparse
def create_test_env(base_dir, case_num, clear_old=False):
"""
创建测试环境目录结构
:param base_dir: 基础目录
:param case_num: 测试用例数量
:param clear_old: 是否清空旧目录
"""
# 检查基础目录
if os.path.exists(base_dir):
if clear_old:
print(f"🗑️ 清空旧测试目录：{base_dir}")
# 递归删除目录（谨慎使用！）
import shutil
shutil.rmtree(base_dir)
else:
print(f"⚠️ 基础目录已存在，跳过创建：{base_dir}")
else:
os.makedirs(base_dir, exist_ok=True)
print(f"✅ 创建基础目录：{base_dir}")
# 批量创建测试用例目录
for i in range(1, case_num + 1):
case_dir = os.path.join(base_dir, f"test_case_{i:03d}") # 03d：补零为3位（001/002）
os.makedirs(case_dir, exist_ok=True)
# 创建配置文件
config_file = os.path.join(case_dir, "config.ini")
with open(config_file, "w", encoding="utf-8") as f:
f.write(f"""[test_config]
case_id = {i:03d}
case_name = test_case_{i:03d}
env = test
server_ip = 127.0.0.1
port = {8080 + i}
""")
print(f"✅ 创建测试用例{i:03d}：{case_dir}")
if __name__ == "__main__":
# 解析命令行参数
parser = argparse.ArgumentParser(description="测试环境批量创建脚本")
parser.add_argument("--base-dir", default="/opt/test_cases", help="测试用例基础目录")
parser.add_argument("--case-num", type=int, default=10, help="测试用例数量")
parser.add_argument("--clear-old", action="store_true", help="是否清空旧目录")
args = parser.parse_args()
# 执行创建
try:
create_test_env(args.base_dir, args.case_num, args.clear_old)
print("\n🎉 测试环境创建完成！")
except Exception as e:
print(f"\n❌ 执行失败：{e}")
sys.exit(1)
使用方式：
# 创建10个测试用例目录（不清空旧目录）
python3 create_test_env.py --case-num 10
# 创建20个测试用例目录（清空旧目录）
python3 create_test_env.py --base-dir /opt/new_test_cases --case-num 20 --clear-old
3.2 批量检查测试服务状态
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
测试服务批量检查脚本
功能：检查多台服务器的指定端口/服务是否正常
"""
import socket
import subprocess
import time
def check_port(host, port, timeout=3):
"""
检查端口是否可连接
:param host: 主机IP/域名
:param port: 端口号
:param timeout: 超时时间（秒）
:return: 成功返回True，失败返回False
"""
try:
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(timeout)
result = sock.connect_ex((host, port)) # 0=成功，非0=失败
sock.close()
return result == 0
except Exception as e:
print(f"⚠️ 检查{host}:{port}异常：{e}")
return False
def check_service(server_list, port_list):
"""
批量检查服务器端口
:param server_list: 服务器列表
:param port_list: 端口列表
"""
print("===== 测试服务状态检查 =====")
print(f"检查时间：{time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")
print("-" * 50)
for server in server_list:
print(f"服务器：{server}")
for port in port_list:
if check_port(server, port):
print(f" ✅ {port}端口：正常")
else:
print(f" ❌ {port}端口：异常")
print("-" * 50)
if __name__ == "__main__":
# 测试服务器列表（可从文件读取）
SERVER_LIST = ["127.0.0.1", "192.168.1.100", "192.168.1.101"]
# 测试端口列表（对应不同测试服务）
PORT_LIST = [8080, 8081, 8082, 9000]
# 执行检查
check_service(SERVER_LIST, PORT_LIST)
4. Linux 全模块复盘（Docker/K8s 前置基础）
| 核心模块 | 关键知识点 | 与 Docker/K8s 的关联 |
|---|---|---|
| 文件系统 | 1. 目录结构（/etc//var//usr//opt/）2. 权限管理（chmod/chown/chgrp）3. 软链接 / 硬链接 | Docker 镜像基于 Linux 文件系统，K8s 挂载卷需理解目录权限 |
| 进程管理 | 1. ps/top/pstree 查看进程2. kill/systemctl 管理进程3. 后台运行（&/nohup/screen） | Docker 容器本质是单进程，K8s 管理 Pod（容器组）进程生命周期 |
| 网络配置 | 1. IP / 子网 / 网关配置2. 端口监听（netstat/ss）3. 防火墙（iptables/firewalld）4. SSH 免密登录 | Docker 网络模式（桥接 / 宿主 / 容器），K8s Service/Ingress/NetworkPolicy |
| 包管理 | 1. YUM/APT 安装软件2. 源码编译安装3. RPM/DEB 包管理 | Docker 镜像构建（安装依赖），K8s 容器镜像打包 |
| 存储管理 | 1. 磁盘挂载（mount/umount）2. 分区（fdisk）3. 卷（LVM） | Docker 数据卷（Volume），K8s PV/PVC 存储持久化 |
| 环境变量 | 1. export 设置环境变量2. /etc/profile/~/.bashrc 配置 | Docker run -e 传递环境变量，K8s ConfigMap/Secret 管理配置 |
二、总结
核心要点回顾
- Shell 脚本：掌握变量（普通 / 命令替换 / 环境变量）、条件判断（文件 / 多条件）、循环（for/while）、函数（局部变量 / 返回值），可编写批量操作测试环境的脚本（如批量执行命令、检查服务）。
- Python 环境部署：Linux 下通过源码编译安装（指定路径避免覆盖系统 Python），配置软链接实现全局调用，修改 pip 源加速包安装，通过验证脚本确认环境可用性。
- 自动化脚本：Python 可编写批量创建测试目录、检查服务状态的脚本，结合参数解析提升脚本灵活性，满足测试环境批量操作需求。
- Linux 复盘：重点掌握文件系统、进程、网络、存储、环境变量核心知识点，这些是 Docker/K8s 理解容器 / 集群运行机制的基础。
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