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Bash中的脚本与代码审查工具

2021-08-066.9k 阅读

Bash脚本基础回顾

在深入探讨Bash中的脚本与代码审查工具之前，让我们先回顾一下Bash脚本的基础概念。Bash（Bourne - Again SHell）是Linux和Unix系统中广泛使用的命令行解释器。Bash脚本是由一系列Bash命令组成的文本文件，这些命令按照顺序执行，可用于自动化各种系统管理任务、数据处理等。

脚本的基本结构

一个简单的Bash脚本通常以#!/bin/bash开头，这被称为Shebang行，它告诉系统使用哪个解释器来执行脚本。例如，以下是一个简单的脚本，用于输出“Hello, World!”：

#!/bin/bash
echo "Hello, World!"

在这个脚本中，echo是Bash的内置命令，用于在标准输出上打印文本。

变量

变量在Bash脚本中用于存储数据。变量的定义不需要指定数据类型，并且赋值时等号两边不能有空格。例如：

#!/bin/bash
name="John"
echo "Hello, $name!"

在上面的脚本中，定义了一个名为name的变量，并将其值设置为“John”。在echo命令中，通过在变量名前加上$符号来引用变量的值。

条件语句

条件语句允许脚本根据不同的条件执行不同的代码块。Bash中最常用的条件语句是if - then - else结构。例如：

#!/bin/bash
num=10
if [ $num -gt 5 ]; then
    echo "The number is greater than 5"
else
    echo "The number is less than or equal to 5"
fi

在这个脚本中，[ $num -gt 5 ]是一个测试条件，-gt表示“大于”。如果条件为真，则执行then后面的代码块；否则，执行else后面的代码块。

循环语句

循环语句用于重复执行一段代码。Bash中有for循环和while循环。以下是for循环的示例，用于打印1到5的数字：

#!/bin/bash
for i in {1..5}; do
    echo $i
done

在这个for循环中，{1..5}定义了一个从1到5的序列，变量i会依次取这个序列中的值，然后执行do和done之间的代码块。

代码审查的重要性

代码审查是软件开发过程中的一个关键环节，对于Bash脚本也不例外。以下是代码审查在Bash脚本开发中的重要意义：

发现错误

Bash脚本虽然相对简单，但也容易出现语法错误、逻辑错误等。例如，在条件判断中使用错误的比较运算符，或者在变量引用时拼写错误。通过代码审查，可以在早期发现这些错误，避免在生产环境中出现故障。例如：

#!/bin/bash
# 错误示例：误将 -eq 写成 =
num1=10
num2=20
if [ $num1 = $num2 ]; then
    echo "Numbers are equal"
else
    echo "Numbers are not equal"
fi

在这个脚本中，应该使用-eq来比较两个整数是否相等，而不是=。代码审查可以发现并纠正这类错误。

提高代码质量

代码审查有助于提高Bash脚本的整体质量。审查过程中，可以检查代码是否遵循最佳实践，例如是否有适当的注释、变量命名是否规范等。良好的代码质量不仅使脚本更易于理解和维护，还能减少潜在的错误。例如：

#!/bin/bash
# 计算两个数的和
# 变量命名规范且有注释说明用途
num1=5
num2=3
sum=$((num1 + num2))
echo "The sum of $num1 and $num2 is $sum"

在这个脚本中，通过注释和规范的变量命名，提高了代码的可读性和可维护性。

促进知识共享

在团队开发中，代码审查是团队成员之间交流和学习的重要机会。通过审查他人的代码，团队成员可以学习到不同的编程技巧和解决问题的方法，从而提升整个团队的技术水平。例如，团队中的新成员可以通过参与代码审查，快速熟悉团队的编码规范和常用的Bash脚本编写技巧。

常用的Bash代码审查工具

ShellCheck

ShellCheck是一款广泛使用的Bash代码审查工具，它可以静态分析Bash脚本，发现语法错误、潜在的逻辑错误以及不符合最佳实践的地方。

安装

在大多数Linux系统上，可以通过包管理器安装ShellCheck。例如，在Ubuntu上：

sudo apt - get install shellcheck

在CentOS上：

sudo yum install epel - release
sudo yum install shellcheck

使用示例

假设有以下Bash脚本test.sh：

#!/bin/bash
# 测试脚本
num=10
if [ $num -gt 5 ]; then
    echo "The number is greater than 5"
else
    echo "The number is less than or equal to 5"
fi
# 错误示例：未定义变量引用
echo "The value of non_existent_variable is $non_existent_variable"

运行ShellCheck对该脚本进行检查：

shellcheck test.sh

ShellCheck会输出如下结果：

In test.sh line 7:
echo "The value of non_existent_variable is $non_existent_variable"
                                               ^-----------------------^ SC2154: non_existent_variable is referenced but not assigned.

从结果中可以看出，ShellCheck指出了脚本中引用了未定义的变量non_existent_variable，并给出了相应的错误提示。

常见检查项

  1. 语法错误：例如遗漏fi、done等关键字，ShellCheck能够准确检测并指出错误位置。
  2. 变量使用问题：除了未定义变量引用，还能检测变量是否被正确赋值，以及是否存在变量名拼写错误等。
  3. 命令使用不当：例如使用已废弃的命令选项，或者命令参数顺序错误等，ShellCheck都能发现并提示。

ShellLint

ShellLint是另一个用于Bash脚本审查的工具，它专注于检查代码风格和潜在的逻辑问题。

安装

ShellLint可以通过pip安装：

pip install shelllint

使用示例

假设有如下脚本script.sh：

#!/bin/bash
# 不规范的变量命名
a=10
# 没有必要的空格
if [ $a -gt 5 ];then
    echo "Greater"
else
    echo "Less"
fi

运行ShellLint进行检查：

shelllint script.sh

ShellLint可能会输出：

script.sh:3:1: warning: variable name 'a' should be more descriptive (var-naming)
script.sh:5:12: warning: missing space after '[' (whitespace/bracket-spacing)
script.sh:5:20: warning: missing space before ']' (whitespace/bracket-spacing)
script.sh:5:21: warning: missing space after 'then' (whitespace/then)

从输出结果可以看出，ShellLint指出了变量命名不规范、缺少空格等代码风格问题。

常见检查项

  1. 代码风格：包括变量命名规范、空格使用、缩进等方面的检查，有助于保持代码的一致性和可读性。
  2. 逻辑问题：例如重复的代码块、不必要的条件判断等，能够帮助优化脚本的逻辑结构。

Checkbashisms

Checkbashisms是一个用于检测Bash脚本中可能存在的非标准或不可移植代码的工具。

安装

在大多数Linux系统上，可以通过包管理器安装，例如在Debian或Ubuntu上：

sudo apt - get install checkbashisms

使用示例

假设有如下脚本portability.sh：

#!/bin/bash
# 非标准的Bash扩展
echo ${array[*]}

运行Checkbashisms进行检查：

checkbashisms portability.sh

Checkbashisms可能会输出：

portability.sh:3: ${array[*]}: ${array[*]} is a bashism.

这表明脚本中使用了非标准的Bash扩展，在其他Shell环境中可能无法正常运行。

常见检查项

  1. 非标准Bash扩展：识别出仅在Bash中可用，但在其他Shell（如sh）中不可用的语法和特性，以确保脚本的可移植性。
  2. 可移植性问题：例如某些命令在不同系统上的行为差异，Checkbashisms可以给出相应的提示，帮助编写更通用的脚本。

自定义代码审查规则

虽然上述工具提供了丰富的代码审查功能，但在实际项目中，可能需要根据特定的项目需求和编码规范自定义代码审查规则。

使用工具扩展

一些代码审查工具允许通过插件或配置文件来扩展其功能。例如，ShellCheck支持通过配置文件~/.shellcheckrc来自定义检查规则。假设项目要求变量名必须以特定前缀开头，我们可以在.shellcheckrc文件中添加如下规则：

# 自定义规则：变量名必须以 "proj_" 开头
[var-naming]
regex = ^proj_

这样，当运行ShellCheck时，它会按照自定义的变量命名规则进行检查。

编写自定义脚本

除了使用工具的扩展功能，还可以编写自定义的Bash脚本来进行特定规则的审查。例如，假设项目要求所有脚本必须有版权声明，可以编写如下脚本copyright_check.sh：

#!/bin/bash
# 检查脚本是否有版权声明
file=$1
if grep -q "Copyright (c) [年份] [公司名称]" $file; then
    echo "The script $file has a valid copyright notice."
else
    echo "The script $file is missing a copyright notice."
fi

然后在项目中，可以对所有Bash脚本运行这个自定义脚本进行检查：

for script in *.sh; do
    ./copyright_check.sh $script
done

通过这种方式，可以根据项目的具体需求，灵活定制代码审查规则。

代码审查流程集成

为了使代码审查在项目开发中发挥最大作用，需要将其集成到项目的开发流程中。

持续集成（CI）流程

在使用持续集成工具（如Jenkins、GitLab CI/CD等）的项目中，可以将代码审查工具集成到CI流程中。例如，在GitLab CI/CD中，可以在.gitlab-ci.yml文件中添加如下配置：

image: alpine

stages:
  - code_check

code_check:
  stage: code_check
  script:
    - apk add --update shellcheck
    - shellcheck **/*.sh

这样，每次代码提交到仓库时，GitLab CI/CD会自动运行ShellCheck对项目中的所有Bash脚本进行检查。如果发现问题，CI流程会失败，开发人员可以及时修复。

团队协作流程

在团队协作开发中，建立明确的代码审查流程非常重要。例如，可以规定在代码合并到主分支之前，必须经过至少一名其他团队成员的代码审查。开发人员在提交代码时，需要同时提交详细的代码说明，包括功能描述、修改原因等。审查人员在审查过程中，不仅要检查代码的正确性和质量，还要确保代码符合项目的整体架构和编码规范。如果发现问题，审查人员应及时与开发人员沟通，共同解决问题，然后再进行代码合并。

通过将代码审查集成到开发流程中，可以确保Bash脚本的质量，减少错误，提高项目的整体稳定性和可维护性。

实际案例分析

案例一：系统管理脚本的审查

假设一个系统管理员编写了一个Bash脚本，用于定期清理服务器上的临时文件。脚本如下：

#!/bin/bash
# 清理临时文件脚本
tmp_dir="/tmp"
rm -rf $tmp_dir/*

使用ShellCheck进行审查：

shellcheck clean_tmp.sh

ShellCheck输出：

In clean_tmp.sh line 4:
rm -rf $tmp_dir/*
         ^-- SC2045: Iterating over globs is insecure! Use nullglob option or quote the glob.

ShellCheck指出，直接使用rm -rf $tmp_dir/*是不安全的，因为如果$tmp_dir为空，*会匹配当前目录下的所有文件，可能导致误删重要文件。可以通过添加set -o nullglob来解决这个问题：

#!/bin/bash
# 清理临时文件脚本
tmp_dir="/tmp"
set -o nullglob
rm -rf $tmp_dir/*

通过代码审查，提高了脚本的安全性。

案例二：数据处理脚本的审查

一个数据分析团队编写了一个Bash脚本，用于从日志文件中提取特定信息并进行统计。脚本如下：

#!/bin/bash
log_file="app.log"
count=0
while read line; do
    if echo $line | grep -q "ERROR"; then
        count=$((count + 1))
    fi
done < $log_file
echo "Number of ERROR messages: $count"

使用ShellLint进行审查：

shelllint log_analysis.sh

ShellLint输出：

log_analysis.sh:5:12: warning: missing space after '|' (whitespace/pipeline)

ShellLint指出在管道符|后缺少空格，虽然这并不影响脚本的功能，但不符合代码风格规范。修改后的脚本如下：

#!/bin/bash
log_file="app.log"
count=0
while read line; do
    if echo $line | grep -q "ERROR"; then
        count=$((count + 1))
    fi
done < $log_file
echo "Number of ERROR messages: $count"

通过代码审查，使脚本的代码风格更加规范。

案例三：跨平台脚本的审查

开发团队编写了一个Bash脚本，用于在不同的Linux服务器上部署应用程序。脚本如下：

#!/bin/bash
# 应用部署脚本
cp -rf /source/dir /target/dir
chmod -R 755 /target/dir

使用Checkbashisms进行审查：

checkbashisms deploy.sh

Checkbashisms输出：

deploy.sh:3: chmod -R 755 /target/dir: chmod -R is a bashism. Use chmod -Rf on Solaris.

Checkbashisms指出chmod -R在某些系统（如Solaris）上可能不可用，建议使用chmod -Rf。修改后的脚本如下：

#!/bin/bash
# 应用部署脚本
cp -rf /source/dir /target/dir
# 根据不同系统选择合适的命令
if [[ "$(uname)" == "SunOS" ]]; then
    chmod -Rf 755 /target/dir
else
    chmod -R 755 /target/dir
fi

通过代码审查，提高了脚本的跨平台兼容性。

代码审查中的注意事项

审查人员的技能要求

代码审查人员需要具备扎实的Bash编程知识，包括语法、变量、流程控制等方面。同时，了解系统管理、文件操作等相关知识也有助于更好地审查脚本。例如，在审查涉及文件权限操作的脚本时，审查人员需要清楚不同权限设置的含义和影响。

平衡审查深度和效率

在代码审查过程中，需要在审查深度和效率之间找到平衡。一方面，要确保全面检查脚本的正确性、质量和安全性；另一方面，不能花费过多时间在一些微小的细节上，影响项目进度。例如，对于一些不影响功能的代码风格问题，可以适当放宽审查标准，优先关注可能导致严重错误的问题。

沟通与协作

代码审查是一个团队协作的过程，审查人员和开发人员之间的良好沟通至关重要。当审查人员发现问题时，应清晰、准确地向开发人员说明问题的性质和影响，避免产生误解。开发人员在接到审查意见后，应积极配合，及时修改代码，并与审查人员确认修改是否正确。通过良好的沟通与协作，提高代码审查的效果和效率。

在Bash脚本开发中，合理使用代码审查工具，遵循最佳实践，将代码审查集成到开发流程中，并注意审查过程中的各种事项，能够有效提高脚本的质量，确保项目的顺利进行。无论是小型的系统管理脚本，还是大型的数据处理和应用部署脚本，代码审查都能为其保驾护航。