Bash Scripting چیست؟ آموزش و نکات Bash
برای آموزش بش اسکریپت با ما در این مقاله همراه باشید. لینوکس یک سیستم عامل قدرتمند و چندمنظوره است که به خاطر پایداری امنیت و متن‌باز بودنش به‌طور گسترده‌ای شناخته شده است. این یک سیستم عامل شبه یونیکس است به این معنا که ویژگی‌های زیادی با سیستم یونیکس اصلی که در دهه ۱۹۷۰ توسعه یافت مشترک دارد. لینوکس به گزینه‌ای ترجیحی در محیط‌های مختلف محاسباتی تبدیل شده است از رایانه‌های شخصی و سرورها گرفته تا سیستم‌های نهفته و ابررایانه‌ها. انعطاف‌پذیری و گزینه‌های سفارشی‌سازی آن همراه با یک سیستم پشتیبانی قوی از سوی جامعه کاربران به پذیرش گسترده آن کمک کرده‌اند.
تاریخچه Bash Scripting
یکی از فلسفه‌های اصلی در طراحی سیستم‌های متن‌باز اولویت دادن به خوانایی انسانی عمیق است که کاملاً در تضاد با ابهام‌آفرینی است که اغلب در سیستم‌عامل‌های مالکیتی دیده می‌شود. در قلب این فلسفه و در واقع در مرکز تقریباً تمام سیستم‌های لینوکسی محیط رابط خط فرمان یا «شل» قرار دارد. شل bash (مخفف “Bourne Again Shell”) یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین شل‌ها در دنیای لینوکس است. این شل نسخه‌ای ارتقاء یافته از شل اصلی Bourne (sh) است که توسط Stephen Bourne در آزمایشگاه‌های Bell شرکت AT&T توسعه داده شده بود. bash توسط Brian Fox برای پروژه GNU به عنوان جایگزینی نرم‌افزار آزاد برای Bourne Shell نوشته شد.
Bash Scripting چیست؟
شل bash هم به عنوان مفسر دستورات قدرتمند برای تعامل مستقیم کاربر و هم به عنوان یک زبان اسکریپت‌نویسی برای خودکارسازی وظایف عمل می‌کند. این شل به کاربران اجازه می‌دهد دستورات را اجرا کنند در سیستم فایل جابجا شوند و اسکریپت‌هایی را اجرا کنند که می‌توانند وظایف تکراری را خودکارسازی کنند. bash در واقع یک محیط برنامه‌نویسی است و به همین دلیل ابزاری ضروری برای مدیران سیستم برنامه‌نویسان و کاربران حرفه‌ای محسوب می‌شود.
برخلاف زبان‌های اسکریپت‌نویسی دیگر مانند Python یا Perl bash به‌طور عمیق با محیط‌های UNIX/Linux یکپارچه شده است و تعامل مستقیمی با هسته سیستم عامل و سیستم فایل دارد. ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن شامل یکپارچگی ذاتی با خط فرمان دسترسی مستقیم به توابع و ابزارهای سیستم و سهولت استفاده برای مدیریت فایل‌ها و وظایف مدیریتی سیستم است. bash به‌خاطر کارایی در انجام عملیات رایج سیستمی و کاربرد گسترده در وظایف خودکارسازی متمایز است.
چرا Bash Scripting مهم است؟
اهمیت Bash Scripting در مدیریت سیستم و توسعه نرم‌افزار غیرقابل انکار است به‌ویژه در چارچوب فلسفه متن‌باز لینوکس که بر خوانایی انسانی و شفافیت تأکید دارد.
bash تجسم این روحیه متن‌باز است زیرا نحوی شفاف و خوانا ارائه می‌دهد که به‌راحتی توسط کاربران درک و ویرایش می‌شود. اسکریپت‌های آن فایل‌های متنی ساده هستند که به‌صورت ذاتی شفاف و قابل اصلاح‌اند. این باز بودن کاملاً با فلسفه لینوکس هم‌راستا است جایی که درک و تغییر رفتار سیستم نه‌تنها ممکن بلکه تشویق‌شده است.
نقش‌های کلیدی bash در مدیریت سیستم و توسعه
خودکارسازی بهینه: اسکریپت‌های bash برای خودکارسازی وظایف ضروری‌اند از دستکاری‌های ساده فایل گرفته تا فرآیندهای پیچیده استقرار. این خودکارسازی فقط برای صرفه‌جویی در زمان نیست بلکه برای کاهش خطای انسانی و افزایش انسجام در وظایف تکراری نیز مهم است.
نگهداری و پایش سیستم: bash به مدیران اجازه می‌دهد سلامت سیستم را پایش کرده و وظایف نگهداری را انجام دهند. اسکریپت‌ها می‌توانند بررسی خودکار فضای دیسک پایش استفاده از شبکه و حتی اعمال خودکار به‌روزرسانی‌ها یا وصله‌ها را انجام دهند تا سیستم‌ها روان و ایمن اجرا شوند.
حل سریع مشکلات: در صورت بروز مشکلات سیستمی اسکریپت‌های bash می‌توانند سریعاً نوشته یا ویرایش شوند تا مشکلات را تشخیص داده و اغلب برطرف کنند. این انعطاف‌پذیری و چرخه یادگیری و بازخورد کوتاه در محیط‌های حساس زمانی که پاسخ سریع حیاتی است بسیار مهم است.
راه‌حل‌های سفارشی: برخلاف سیستم‌های مالکیتی که در آن‌ها سفارشی‌سازی محدود است bash در لینوکس این امکان را می‌دهد تا راه‌حل‌ها دقیقاً مطابق نیازهای خاص تنظیم شوند. این می‌تواند از اسکریپت‌های پشتیبان‌گیری شخصی‌سازی‌شده تا گزارش‌های اختصاصی سیستم متغیر باشد و سطحی از سفارشی‌سازی را فراهم کند که در سیستم‌های مالکیتی نادر است.
یکپارچگی و سازگاری: bash به‌خوبی با سایر فناوری‌ها کار می‌کند و آن را برای محیط‌هایی که از ابزارها و زبان‌های مختلف استفاده می‌کنند مناسب می‌سازد. این اسکریپت‌ها می‌توانند به‌راحتی اسکریپت‌های Python را فراخوانی کنند به پایگاه‌های داده متصل شوند یا با داده‌ها در قالب‌های مختلف کار کنند که نشان‌دهنده تطبیق‌پذیری فوق‌العاده آن است.
bash فقط یک ابزار نیست – بلکه تجلی روحیه متن‌بازِ شفافیت خوانایی و توانمندسازی کاربران است. اهمیت آن در محیط‌های لینوکسی که این ارزش‌ها بنیادی‌اند چند برابر می‌شود و bash را به مهارتی ضروری برای هر کسی که با سیستم‌های متن‌باز کار می‌کند تبدیل می‌کند.
شروع کار با Bash Scripting
راه‌اندازی bash برای اسکریپت‌نویسی در سیستم‌عامل‌های مختلف متفاوت است.
لینوکس: bash معمولاً به‌صورت پیش‌فرض نصب شده است. اگر نیاز به به‌روزرسانی یا نصب مجدد آن از طریق مدیر بسته داشتید از این دستورات استفاده کنید:
Debian/Ubuntu: sudo apt-get install bash
Fedora/RHEL: sudo yum install bash
OpenSUSE: sudo zypper in bash
ویندوز: نصب bash از طریق Windows Subsystem for Linux (WSL) از Microsoft Store انجام می‌شود. در WSL/WSL2 باید توزیع‌های لینوکس سازگار با WSL2 مانند Ubuntu openSUSE یا Debian نصب شوند.
macOS: bash را می‌توان با استفاده از مدیرهای بسته‌ای مانند MacPorts (sudo port install bash) یا Homebrew (brew install bash) نصب کرد.
دسترسی به ترمینال در macOS از طریق برنامه Terminal.app انجام می‌شود اگرچه ترمینال‌های جایگزین برای امکانات بیشتر نیز قابل نصب هستند.
مفاهیم پایه و نحو
نحو در اسکریپت‌نویسی bash فقط مجموعه‌ای از قواعد برای نوشتن دستورات نیست – بلکه دروازه‌ای به محیط‌های Unix/Linux است. در bash هر دستور تابع و اسکریپت در بستر این محیط‌ها اجرا می‌شود و امکان تعامل مستقیم با هسته سیستم عامل سیستم فایل و برنامه‌های نصب‌شده را فراهم می‌سازد. این نحو به گونه‌ای طراحی شده که هم شهودی و هم قدرتمند باشد و به کاربران اجازه می‌دهد وظایف پیچیده را با دستورات ساده و در عین حال بیانی اجرا کنند. این هم‌افزایی میان اسکریپت‌های bash و سیستم‌های Unix/Linux است که اسکریپت‌نویسی bash را به ابزاری حیاتی در خودکارسازی و مدیریت سیستم تبدیل می‌کند.
درک خط Shebang
در ابتدای هر اسکریپت bash معمولاً خط shebang دیده می‌شود: `#!/bin/bash`. (“Shebang” ترکیبی از “sharp” – اصطلاح موسیقی برای # – و “bang” اصطلاح چاپ‌چی‌ها برای ! است.) این خط حیاتی است – زیرا مشخص می‌کند که کدام مفسر باید برای اجرای اسکریپت استفاده شود. هنگامی که یک اسکریپت bash اجرا می‌شود سیستم به خط shebang نگاه می‌کند تا تعیین کند از کدام شل استفاده کند که تضمین می‌کند اسکریپت به‌درستی تفسیر شود. در مواردی که نسخه‌های مختلفی از bash یا حتی شل‌های متفاوتی مانند sh یا zsh ممکن است استفاده شوند خط shebang به یک دستورالعمل ضروری برای سازگاری اسکریپت و اجرای صحیح آن تبدیل می‌شود.
متغیرها
تعریف یک متغیر در bash ساده است: `username=”Alice”`
برای استفاده از مقدار ذخیره‌شده در یک متغیر باید آن را با علامت دلار فراخوانی کرد: `echo $username`
متغیرها می‌توانند رشته عدد یا خروجی دستورات را ذخیره کنند و مقدار آن‌ها در طول اسکریپت قابل تغییر است. به‌عنوان مثال:
`file_count=$(ls | wc -l)`
تعداد فایل‌های موجود در یک دایرکتوری را در متغیر file_count ذخیره می‌کند.
اجرای دستورات در اسکریپت
در اسکریپت‌های bash دستورات به‌صورت ترتیبی و از بالا به پایین اجرا می‌شوند. این ترتیب اجرا اهمیت زیادی دارد چون مشخص می‌کند اسکریپت چگونه داده‌ها را پردازش می‌کند و به شرایط پاسخ می‌دهد. برای مثال دستوری که دایرکتوری کاری جاری را تغییر می‌دهد (مثل `cd /var/log`) بر تمام دستورات بعدی که به دایرکتوری جاری وابسته‌اند تأثیر می‌گذارد. درک این ترتیب اجرایی برای نوشتن اسکریپت مؤثر ضروری است چون روی نحوه تخصیص متغیرها فراخوانی توابع و مدیریت خروجی‌ها تأثیر می‌گذارد.
ساختارهای کنترلی: دستورات شرطی
دستورات شرطی در bash برای تصمیم‌گیری بر اساس شرایط خاص ضروری هستند. ساختار پایه شامل if else و elif است:
– `if`: شرط را آغاز می‌کند که به‌دنبال آن یک عبارت تست می‌آید مانند `if [ $count -gt 10 ]`.
– `else`: مشخص می‌کند اگر شرط if برقرار نبود چه دستوری اجرا شود.
– `elif`: برای شرایط اضافی استفاده می‌شود.
این ساختارها به اسکریپت‌ها اجازه می‌دهند تا سناریوهای مختلف را به‌صورت پویا مدیریت کنند.
ساختارهای کنترلی: حلقه‌ها
حلقه‌ها در Bash اجازه می‌دهند وظایف تکراری به‌طور مؤثر اجرا شوند. این حلقه‌ها برای وظایفی مانند پردازش فایل‌ها تولید گزارش‌ها یا انتظار برای رویدادها ضروری هستند. انواع اصلی شامل for while و until هستند:
for حلقه‌ای است که روی یک لیست یا بازه تکرار می‌شود:
for i in {1..5}; do echo $i; done.
حلقه‌ها و آرایه‌ها:
for item in ${array[@]}; do برای تکرار روی آرایه‌ها.
while تا زمانی اجرا می‌شود که یک شرط برقرار باشد:
while [ $i -lt 10 ]; do i=$((i+1)); done.
until تا زمانی اجرا می‌شود که یک شرط برقرار شود:
until [ $i -eq 10 ]; do i=$((i+1)); done.
توابع
توابع در اسکریپت‌های Bash بلوک‌های کد قابل استفاده مجدد را در خود جای می‌دهند. آن‌ها با یک نام تعریف می‌شوند به‌دنبال آن پرانتز و مجموعه‌ای از دستورات که در آکولاد قرار دارند.