Shell 脚本调试技巧详解
本文将系统地介绍一些重要的shell脚本调试技术，希望能对shell的初学者有所裨益。
一. 在shell脚本中输出调试信息
Shell程序员通常使用echo(ksh程序员常使用print)语句输出信息，但仅仅依赖echo语句的输出跟踪信息很麻烦，调试阶段在脚本中加入的大量的echo语句在产品交付时还得再费力一一删除。
1. 使用trap命令
trap命令用于捕获指定的信号并执行预定义的命令。
其基本的语法是:
trap 'command' signal
其中signal是要捕获的信号，command是捕获到指定的信号之后，所要执行的命令。可以用kill –l命令看到系统中全部可用的信号名，捕获信号后所执行的命令可以是任何一条或多条合法的shell语句，也可以是一个函数名。
shell脚本在执行时，会产生三个所谓的“伪信号”，(之所以称之为“伪信号”是因为这三个信号是由shell产生的，而其它的信号是由操作系统产生的)，通过使用trap命令捕获这三个“伪信号”并输出相关信息对调试非常有帮助。
表 1. shell伪信号
信号名 | 何时产生 |
EXIT | 从一个函数中退出或整个脚本执行完毕 |
ERR | 当一条命令返回非零状态时(代表命令执行不成功) |
DEBUG | 脚本中每一条命令执行之前 |
通过捕获EXIT信号,我们可以在shell脚本中止执行或从函数中退出时，输出某些想要跟踪的变量的值，并由此来判断脚本的执行状态以及出错原因,其使用方法是：
trap 'command' EXIT 或 trap 'command' 0
通过捕获ERR信号,我们可以方便的追踪执行不成功的命令或函数，并输出相关的调试信息，以下是一个捕获ERR信号的示例程序，其中的$LINENO是一个shell的内置变量，代表shell脚本的当前行号。
$ cat -n exp1.sh 1 ERRTRAP() 2 { 3 echo "[LINE:$1] Error: Command or function exited with status $?" 4 } 5 foo() 6 { 7 return 1; 8 } 9 trap 'ERRTRAP $LINENO' ERR 10 abc 11 foo
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其输出结果如下：
$ sh exp1.sh exp1.sh: line 10: abc: command not found [LINE:10] Error: Command or function exited with status 127 [LINE:11] Error: Command or function exited with status 1
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在调试过程中，为了跟踪某些变量的值，我们常常需要在shell脚本的许多地方插入相同的echo语句来打印相关变量的值，这种做法显得烦琐而笨拙。而通过捕获DEBUG信号，我们只需要一条trap语句就可以完成对相关变量的全程跟踪。
以下是一个通过捕获DEBUG信号来跟踪变量的示例程序:
$ cat –n exp2.sh 1 #!/bin/bash 2 trap 'echo “before execute line:$LINENO, a=$a,b=$b,c=$c”' DEBUG 3 a=1 4 if [ "$a" -eq 1 ] 5 then 6 b=2 7 else 8 b=1 9 fi 10 c=3 11 echo "end" |
其输出结果如下：
$ sh exp2.sh before execute line:3, a=,b=,c= before execute line:4, a=1,b=,c= before execute line:6, a=1,b=,c= before execute line:10, a=1,b=2,c= before execute line:11, a=1,b=2,c=3 end |
从运行结果中可以清晰的看到每执行一条命令之后，相关变量的值的变化。同时，从运行结果中打印出来的行号来分析，可以看到整个脚本的执行轨迹，能够判断出哪些条件分支执行了，哪些条件分支没有执行。
2. 使用tee命令
在shell脚本中管道以及输入输出重定向使用得非常多，在管道的作用下，一些命令的执行结果直接成为了下一条命令的输入。如果我们发现由管道连接起来的一批命令的执行结果并非如预期的那样，就需要逐步检查各条命令的执行结果来判断问题出在哪儿，但因为使用了管道，这些中间结果并不会显示在屏幕上，给调试带来了困难，此时我们就可以借助于tee命令了。
tee命令会从标准输入读取数据，将其内容输出到标准输出设备,同时又可将内容保存成文件。例如有如下的脚本片段，其作用是获取本机的ip地址：
ipaddr=`/sbin/ifconfig | grep 'inet addr:' | grep -v '127.0.0.1' | cut -d : -f3 | awk '{print $1}'` #注意=号后面的整句是用反引号(数字1键的左边那个键)括起来的。 echo $ipaddr |
运行这个脚本，实际输出的却不是本机的ip地址，而是广播地址,这时我们可以借助tee命令，输出某些中间结果，将上述脚本片段修改为：
ipaddr=`/sbin/ifconfig | grep 'inet addr:' | grep -v '127.0.0.1' | tee temp.txt | cut -d : -f3 | awk '{print $1}'` echo $ipaddr |
之后，将这段脚本再执行一遍，然后查看temp.txt文件的内容：
$ cat temp.txt inet addr:192.168.0.1 Bcast:192.168.0.255 Mask:255.255.255.0 |
我们可以发现中间结果的第二列(列之间以:号分隔)才包含了IP地址，而在上面的脚本中使用cut命令截取了第三列，故我们只需将脚本中的cut -d : -f3改为cut -d : -f2即可得到正确的结果。
具体到上述的script例子，我们也许并不需要tee命令的帮助，比如我们可以分段执行由管道连接起来的各条命令并查看各命令的输出结果来诊断错误，但在一些复杂的shell脚本中，这些由管道连接起来的命令可能又依赖于脚本中定义的一些其它变量，这时我们想要在提示符下来分段运行各条命令就会非常麻烦了，简单地在管道之间插入一条tee命令来查看中间结果会更方便一些。