函数与脚本结构

这一课你将能做到

1. 定义和调用带参数的函数，说清 return 与 echo 两种「返回数据」方式的区别
2. 用 local、source、set -euo pipefail 搭出可维护的生产级脚本骨架
3. 写一个包含日志函数、错误处理、main 入口的部署/检查类脚本，结构对标公司运维脚本规范

为什么要学

脚本一超过 50 行，没有函数就是灾难：同一段「检查进程在不在」的逻辑复制五遍，改一处漏四处。函数让脚本获得和 Java 一样的能力——封装、复用、单一职责。面试官看你的脚本，先看有没有 set -euo pipefail、有没有 main 函数、错误怎么处理，这三点直接暴露工程素养，比背多少命令都有说服力。

人话：函数就像 Java 的方法：起个名字、收点参数、干完活给个交代。区别是 Shell 的 return 只能返 0-255 当状态码，要「返回数据」得靠 echo 输出 + 命令替换接住——这个差异是本课最重要的知识点。

先建立图像

生产级脚本的通用骨架（先看整体再拆解）：

#!/bin/bash
─────────────────────────────
set -euo pipefail        ← 第一层：全局安全带
─────────────────────────────
常量与默认配置            ← 第二层：可调参数集中放
─────────────────────────────
函数定义区                ← 第三层：log / die / 业务函数
  log()    统一日志格式
  die()   报错即退出
  业务函数们
─────────────────────────────
main "$@"                ← 第四层：唯一入口

对应到 Java 你已经熟悉的结构：

Shell	Java 类比
函数	方法
$1 $2	方法参数
return N	返回状态码（≈ 抛异常与否）
echo 字符串	return 返回值
source xx.sh	import / include
set -euo pipefail	全局 try-catch + fail-fast

跟着做

步骤 1：定义与调用第一个函数

cat > func1.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
# 定义：function 关键字可省略，推荐写法如下
greet() {
  echo "你好, $1"          # $1 是函数的第一个参数
}

greet "deploy"             # 调用：函数名 + 参数，不是括号！
greet "reviewer"
EOF
bash func1.sh

注意：调用写 greet "deploy"，写成 greet("deploy") 会报错——Shell 函数不是 C 系语法。

步骤 2：return 与 echo 的两种「返回」

cat > func2.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
# 方式一：return 返回状态码（0 成功，非 0 失败）
file_exists() {
  [[ -f "$1" ]]
  # 函数最后一个命令的退出码自动成为 return 值，可省略 return
}

# 方式二：echo 输出数据，调用方用命令替换接住
today() {
  date +%F
}

# 判断逻辑走 return
if file_exists /etc/hostname; then
  echo "hostname 文件存在"
fi

# 取数据走 echo + $()
d=$(today)
echo "今天是 $d"

# 两者可结合：输出数据 + 退出码
get_error_count() {
  grep -c ERROR /opt/myapp/logs/app.log 2>/dev/null || echo 0
}
echo "错误行数：$(get_error_count)"
EOF
bash func2.sh

背下来：return 传「成败」，echo 传「数据」。想 return 一个字符串是做不到的，用 echo。

步骤 3：local 变量与作用域

cat > func3.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
name="全局"

rename() {
  local name="局部"       # 不加 local 会污染全局！
  echo "函数内：$name"
}

rename
echo "函数外：$name"       # 仍是 全局
EOF
bash func3.sh

函数里可变的临时变量一律 local，这是脚本能维护的前提，和 Java 方法内局部变量同理。

步骤 4：log 与 die：所有脚本的标配

cat > lib.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
log() {
  echo "[$(date '+%F %T')] $*"
}
die() {
  log "ERROR: $*" >&2      # 错误走 stderr
  exit 1
}
EOF

$* 把所有参数拼成一句话，>&2 把输出重定向到标准错误——日志和错误分流，采集系统才能正确归类。

步骤 5：source 与脚本模块化

cat > main.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
source ./lib.sh                 # 加载函数库，当前 Shell 直接获得 log/die

TARGET=${1:?用法：$0 <目录>}
[[ -d "$TARGET" ]] || die "目录不存在：$TARGET"
log "开始检查 $TARGET"
log "文件数：$(find "$TARGET" -type f | wc -l)"
EOF
mkdir -p ~/func-lab/demo && touch ~/func-lab/demo/a.txt
cd ~/func-lab && bash main.sh demo

# 对比：source 与 bash 的区别
cat > env-demo.sh << 'EOF'
export DEMO_VAR=hello
myfunc() { echo "我是函数"; }
EOF
bash env-demo.sh; echo "bash 方式后：$DEMO_VAR"       # 空：子进程里执行
source env-demo.sh; echo "source 方式后：$DEMO_VAR"   # hello：当前 Shell 执行
myfunc                                               # 函数也留在当前 Shell

bash xx.sh 开子进程跑完即焚；source xx.sh 在当前 Shell 里执行，变量函数全留下。.bashrc 之所以要 source，就是这个原理。

步骤 6：set -euo pipefail 与 main 收口

cat > deploy-demo.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
set -euo pipefail
# -e：任何命令失败立即退出（不再默默往下跑）
# -u：引用未定义变量直接报错（拼错变量名当场暴露）
# -o pipefail：管道中任何一环失败，整条管道算失败

source ./lib.sh

APP_NAME="demo-app"

check() {
  log "检查 $APP_NAME"
  [[ -d "/opt/$APP_NAME" ]] || die "/opt/$APP_NAME 不存在"
}

backup() {
  log "备份 $APP_NAME"
  tar -czf "/tmp/$APP_NAME-$(date +%F).tar.gz" -C /opt "$APP_NAME"
}

main() {
  check
  backup
  log "全部完成"
}

main "$@"
EOF
cd ~/func-lab && bash deploy-demo.sh demo-app && ls -lh /tmp/demo-app-*.tar.gz

main "$@" 把脚本参数转交给 main 函数，逻辑全在函数里，排查时一眼定位。这就是可以直接放进公司仓库的脚本形态。

讲清楚要点

1. 函数先定义后调用：bash 逐行解释执行，调用写在定义前会报 command not found。所以约定「函数区在上，main 在下」。
2. 函数内部 $1 是函数自己的参数，与脚本参数 $1 是两个世界；$# 同理在函数内变成函数的参数个数。想拿脚本参数，在 main 里显式传递 main "$@"。
3. return 数值上限 255：return 256 等于 return 0。所以「返回行数、大小」这类数据绝不能走 return，必须 echo + $()。
4. set -e 不是万能的：条件判断里的命令失败（if、&&、|| 右侧）不触发退出；管道默认只看最后一环（pipefail 补上）。理解边界才不会被「它怎么没退出」困惑。
5. $? 检查要在命令后立刻做：中间插入一条 echo，$? 就变成 echo 的退出码（0）。要么紧跟检查，要么直接依赖 set -e。
6. 库脚本只放函数和常量：库文件被 source，任何顶层执行语句都会在 source 时跑一遍。lib.sh 里出现 rm、启动服务这类语句是重大事故源。

你可能会懵的地方

• $* 和 $@ 在函数里怎么用？ 和脚本顶层规则一致：遍历用 "$@"（保参数边界），拼一句话用 "$*"。log 函数里 echo "$*" 就是把「多个参数拼成一条日志」。

• 函数名能不能和命令重名？ 能，函数优先于外部命令。有人用 grep() { command grep --color=auto "$@"; } 给 grep 加默认参数，command 用于调原名避免无限递归。日常别滥用，坑队友。

• 如何让函数在每次开终端都可用？ 写进 ~/.bashrc，或单独建 ~/.bash_functions 再在 .bashrc 里 source 它。改完 source ~/.bashrc 立即生效。

• 脚本退出码到底是什么在决定？ 最后一条被执行命令的退出码；显式 exit N 可随时指定；main "$@" 收尾的脚本，main 里最后一条命令决定成败。crontab、CI 正是读这个码判断任务成败。

• 递归函数 Shell 支持吗？ 支持，语法和 Java 方法递归一样。但 Shell 没有尾递归优化，深层递归性能差。需要递归遍历时优先考虑 find 或 tree 这类现成命令。

错法对照

错法	问题	正解
greet ("deploy") 调用带括号	Shell 不认 C 系语法	greet "deploy"
函数内不 local 直接赋值	污染全局变量，连环事故	临时变量一律 local
return "some string"	return 只接受 0-255	数据用 echo，调用方 $() 接
在 if 外写 [[ ... ]] 但依赖其失败	set -e 下脚本直接退出	判断逻辑放进 if / && / || 语境
lib.sh 顶层写了执行语句	source 时被意外执行	库文件只放函数、常量定义

卡点急救

1. command not found 调用函数时：检查函数是否在调用点之前定义；是否拼写不一致；是否忘了 source 库文件。
2. unbound variable 报错：这是 set -u 在保护你——引用了未定义变量。给变量补默认值 ${VAR:-}，或修正拼写。上线脚本建议带着 -u 跑一遍测试。
3. 脚本中途失败但看不出哪行：加 PS4='+ $LINENO: ' set -x 调试模式，每条命令执行前打印行号；或临时 bash -x script.sh 运行。排查完记得关掉，trace 日志量很大。

面试常问

• Shell 函数如何返回字符串？ 函数不能 return 字符串（return 仅 0-255 状态码）。标准做法是函数内 echo 输出，调用方用命令替换接收：result=$(my_func)。副作用变量（需多处共享）也可用全局变量，但要控制数量。

• set -euo pipefail 分别是什么？为什么生产脚本要加？ -e 任何命令失败立即退出，避免「前一步备份失败还继续删除旧包」的灾难；-u 禁止引用未定义变量，拦截拼写错误；-o pipefail 让管道任一环节失败都判定失败，避免 grep x file | wc -l 在 grep 失败时返回假成功。三者合称脚本安全带。

• source 和 bash 执行脚本的区别？ bash xx.sh 创建子 Shell 执行，变量、函数、cd 都随子进程销毁；source xx.sh 在当前 Shell 环境中逐行执行，变量函数直接生效。典型应用：.bashrc 必须 source、配置文件加载、让 cd/export 影响当前终端。

自测三问

1. 函数既要返回「是否成功」又要返回数据，怎么设计？
2. set -e 在哪些情况下不会触发退出？
3. 为什么说 lib.sh 里不能有顶层执行语句？

小结一句话

函数 + local + source + set -euo pipefail + main 收口——这套组合拳让你的脚本从「一次性命令堆」升级为可测试、可维护、可进公司仓库的工程件。

延伸

• Google Shell 风格指南
• 下一课：正则表达式——给 grep/awk/sed 装上精准匹配的眼睛。