17.Bash中set和shopt

set命令是 Bash 脚本的重要环节，却常常被忽视，导致脚本的安全性和可维护性出问题。本章介绍set的基本用法，帮助你写出更安全的 Bash 脚本。

简介

我们知道，Bash 执行脚本时，会创建一个子 Shell。

$ bash script.sh

上面代码中，script.sh是在一个子 Shell 里面执行。这个子 Shell 就是脚本的执行环境，Bash 默认给定了这个环境的各种参数。

set命令用来修改子 Shell 环境的运行参数，即定制环境。一共有十几个参数可以定制，官方手册有完整清单，本章介绍其中最常用的几个。

顺便提一下，如果命令行下不带任何参数，直接运行set，会显示所有的环境变量和 Shell 函数。

$ set

set -u

执行脚本时，如果遇到不存在的变量，Bash 默认忽略它。

#!/usr/bin/env bash

echo $a
echo bar

上面代码中，$a是一个不存在的变量。执行结果如下。

$ bash script.sh

bar

可以看到，echo $a输出了一个空行，Bash 忽略了不存在的$a，然后继续执行echo bar。大多数情况下，这不是开发者想要的行为，遇到变量不存在，脚本应该报错，而不是一声不响地往下执行。

set -u就用来改变这种行为。脚本在头部加上它，遇到不存在的变量就会报错，并停止执行。

#!/usr/bin/env bash
set -u

echo $a
echo bar

运行结果如下。

$ bash script.sh
bash: script.sh:行4: a: 未绑定的变量

可以看到，脚本报错了，并且不再执行后面的语句。

-u还有另一种写法-o nounset，两者是等价的。

set -o nounset

set -x

默认情况下，脚本执行后，只输出运行结果，没有其他内容。如果多个命令连续执行，它们的运行结果就会连续输出。有时会分不清，某一段内容是什么命令产生的。

set -x用来在运行结果之前，先输出执行的那一行命令。

#!/usr/bin/env bash
set -x

echo bar

执行上面的脚本，结果如下。

$ bash script.sh
+ echo bar
bar

可以看到，执行echo bar之前，该命令会先打印出来，行首以+表示。这对于调试复杂的脚本是很有用的。

-x还有另一种写法-o xtrace。

set -o xtrace

脚本当中如果要关闭命令输出，可以使用set +x。

#!/bin/bash

number=1

set -x
if [ $number = "1" ]; then
  echo "Number equals 1"
else
  echo "Number does not equal 1"
fi
set +x

上面的例子中，只对特定的代码段打开命令输出。

Bash 的错误处理

如果脚本里面有运行失败的命令（返回值非0），Bash 默认会继续执行后面的命令。

#!/usr/bin/env bash

foo
echo bar

上面脚本中，foo是一个不存在的命令，执行时会报错。但是，Bash 会忽略这个错误，继续往下执行。

$ bash script.sh
script.sh:行3: foo: 未找到命令
bar

可以看到，Bash 只是显示有错误，并没有终止执行。

这种行为很不利于脚本安全和除错。实际开发中，如果某个命令失败，往往需要脚本停止执行，防止错误累积。这时，一般采用下面的写法。

command || exit 1

上面的写法表示只要command有非零返回值，脚本就会停止执行。

如果停止执行之前需要完成多个操作，就要采用下面三种写法。

# 写法一
command || { echo "command failed"; exit 1; }

# 写法二
if ! command; then echo "command failed"; exit 1; fi

# 写法三
command
if [ "$?" -ne 0 ]; then echo "command failed"; exit 1; fi

另外，除了停止执行，还有一种情况。如果两个命令有继承关系，只有第一个命令成功了，才能继续执行第二个命令，那么就要采用下面的写法。

command1 && command2

set -e

上面这些写法多少有些麻烦，容易疏忽。set -e从根本上解决了这个问题，它使得脚本只要发生错误，就终止执行。

#!/usr/bin/env bash
set -e

foo
echo bar

执行结果如下。

$ bash script.sh
script.sh:行4: foo: 未找到命令

可以看到，第4行执行失败以后，脚本就终止执行了。

set -e根据返回值来判断，一个命令是否运行失败。但是，某些命令的非零返回值可能不表示失败，或者开发者希望在命令失败的情况下，脚本继续执行下去。这时可以暂时关闭set -e，该命令执行结束后，再重新打开set -e。

set +e
command1
command2
set -e

上面代码中，set +e表示关闭-e选项，set -e表示重新打开-e选项。

还有一种方法是使用command || true，使得该命令即使执行失败，脚本也不会终止执行。

#!/bin/bash
set -e

foo || true
echo bar

上面代码中，true使得这一行语句总是会执行成功，后面的echo bar会执行。

-e还有另一种写法-o errexit。

set -o errexit

set -o pipefail

set -e有一个例外情况，就是不适用于管道命令。

所谓管道命令，就是多个子命令通过管道运算符（|）组合成为一个大的命令。Bash 会把最后一个子命令的返回值，作为整个命令的返回值。也就是说，只要最后一个子命令不失败，管道命令总是会执行成功，因此它后面命令依然会执行，set -e就失效了。

请看下面这个例子。

#!/usr/bin/env bash
set -e

foo | echo a
echo bar

执行结果如下。

$ bash script.sh
a
script.sh:行4: foo: 未找到命令
bar

上面代码中，foo是一个不存在的命令，但是foo | echo a这个管道命令会执行成功，导致后面的echo bar会继续执行。

set -o pipefail用来解决这种情况，只要一个子命令失败，整个管道命令就失败，脚本就会终止执行。

#!/usr/bin/env bash
set -eo pipefail

foo | echo a
echo bar

运行后，结果如下。

$ bash script.sh
a
script.sh:行4: foo: 未找到命令

可以看到，echo bar没有执行。

set -E

一旦设置了-e参数，会导致函数内的错误不会被trap命令捕获（参考《trap 命令》一章）。-E参数可以纠正这个行为，使得函数也能继承trap命令。

#!/bin/bash
set -e

trap "echo ERR trap fired!" ERR

myfunc()
{
  # 'foo' 是一个不存在的命令
  foo
}

myfunc

上面示例中，myfunc函数内部调用了一个不存在的命令foo，导致执行这个函数会报错。

$ bash test.sh
test.sh:行9: foo：未找到命令

但是，由于设置了set -e，函数内部的报错并没有被trap命令捕获，需要加上-E参数才可以。

#!/bin/bash
set -Eeuo pipefail

trap "echo ERR trap fired!" ERR

myfunc()
{
  # 'foo' 是一个不存在的命令
  foo
}

myfunc

执行上面这个脚本，就可以看到trap命令生效了。

$ bash test.sh
test.sh:行9: foo：未找到命令
ERR trap fired!

其他参数

set命令还有一些其他参数。

set -n：等同于set -o noexec，不运行命令，只检查语法是否正确。
set -f：等同于set -o noglob，表示不对通配符进行文件名扩展。
set -v：等同于set -o verbose，表示打印 Shell 接收到的每一行输入。
set -o noclobber：防止使用重定向运算符>覆盖已经存在的文件。

上面的-f和-v参数，可以分别使用set +f、set +v关闭。

set 命令总结

上面重点介绍的set命令的几个参数，一般都放在一起使用。

# 写法一
set -Eeuxo pipefail

# 写法二
set -Eeux
set -o pipefail

这两种写法建议放在所有 Bash 脚本的头部。

另一种办法是在执行 Bash 脚本的时候，从命令行传入这些参数。

$ bash -euxo pipefail script.sh

shopt 命令

shopt命令用来调整 Shell 的参数，跟set命令的作用很类似。之所以会有这两个类似命令的主要原因是，set是从 Ksh 继承的，属于 POSIX 规范的一部分，而shopt是 Bash 特有的。

直接输入shopt可以查看所有参数，以及它们各自打开和关闭的状态。

$ shopt

shopt命令后面跟着参数名，可以查询该参数是否打开。

$ shopt globstar
globstar  off

上面例子表示globstar参数默认是关闭的。

（1）-s

-s用来打开某个参数。

$ shopt -s optionNameHere

（2）-u

-u用来关闭某个参数。

$ shopt -u optionNameHere

举例来说，histappend这个参数表示退出当前 Shell 时，将操作历史追加到历史文件中。这个参数默认是打开的，如果使用下面的命令将其关闭，那么当前 Shell 的操作历史将替换掉整个历史文件。

$ shopt -u histappend

（3）-q

-q的作用也是查询某个参数是否打开，但不是直接输出查询结果，而是通过命令的执行状态（$?）表示查询结果。如果状态为0，表示该参数打开；如果为1，表示该参数关闭。

$ shopt -q globstar
$ echo $?
1

上面命令查询globstar参数是否打开。返回状态为1，表示该参数是关闭的。

这个用法主要用于脚本，供if条件结构使用。下面例子是如果打开了这个参数，就执行if结构内部的语句。

if (shopt -q globstar); then
  ...
fi