Linux Shell 函数库与脚本复用——建立自己的工具箱

大家好，我是冯哥的缓存。

上篇我们了解了Shell 脚本编写的基础——变量、条件、循环、函数、调试，还写了三个实用脚本（备份、重命名、磁盘监控）。

写完三个脚本之后，可能会发现一个问题：很多功能是重复的。比如"打印带颜色的信息"这个函数，备份脚本里要用，磁盘监控脚本里也要用，难道每次都复制粘贴一遍？

更严重的是，脚本多了以后：

1、不知道哪个脚本放哪了

2、换个机器，所有脚本都要重新配

3、想改一个通用功能，得改 N 个文件

这一篇，我们就来系统地聊一下怎么解决这些问题——把常用功能抽成函数库，建立自己的 Shell 工具箱。

一、为什么需要函数库

1.1 脚本越来越多的痛点

假设已经写了这些脚本：

~/bin/

├── backup.sh# 备份脚本

├── rename.sh# 批量重命名

├── disk_check.sh# 磁盘监控

├── git_pull_all.sh# 批量拉取 Git 仓库

└── serve.sh# 快速起一个 HTTP 服务器

然后发现：

函数库就是用来解决这些问题的——把通用功能抽出来，集中管理，随时调用。

1.2 函数库的核心思想

┌─────────────────────────────────────────────┐

│函数库（mylib.sh）│

│┌───────────┐┌───────────┐┌──────┐│

││ print_info ││ disk_usage ││ ...││

││ print_err││ ip_addr││││

││ confirm││ is_root││││

│└───────────┘└───────────┘└──────┘│

└──────────────────┬──────────────────────────┘

│ source mylib.sh

┌─────────┼─────────┐

▼▼▼

backup.shrename.shdisk_check.sh

（直接调用库里的函数，不用重复写）

一句话总结：函数库就是一个装满了"零件"的工具箱，脚本直接拿零件组装，不用每次从零造轮子。

二、建立函数库——从零开始

2.1 第一步：规划目录结构

先建立一个规范的目录结构：

bash

# 在主目录下创建工具箱目录，Ubuntu 默认会把~/.local/bin 加入 PATH，但 ~/bin 需要手动加。

mkdir -p ~/bin/lib

mkdir -p ~/bin/scripts

最终结构是这样的：

~/bin/

├── lib/# 函数库文件（被 source 的）

│├── mylib.sh# 通用函数库

│├── gitlib.sh# Git 相关函数

│└── syslib.sh# 系统相关函数

├── scripts/# 可直接执行的脚本

│├── backup.sh

│├── rename.sh

│└── disk_check.sh

└── mylib.sh -> lib/mylib.sh# 可选：在 ~/bin 根目录放个软链接

⚠️注意：~/.local/bin是系统推荐的用户二进制目录，但 ~/bin更短更好记，两者选一个坚持用就行。记得把 ~/bin加到 PATH里（上篇讲过）。

2.2 写一个基础函数库

在~/bin/lib/mylib.sh里写入以下内容：

bash

#!/bin/bash

# ============================================================

# mylib.sh —— 个人 Shell 函数库

# 使用方法：在脚本开头加 source ~/bin/lib/mylib.sh

# ============================================================

# 如果此文件已经被 source 过，直接返回（防止重复加载）

[[ -n "${MYLIB_LOADED:-}" ]] && return 0

readonly MYLIB_LOADED=1

# 如果需要在运行时重新加载库，先 unset MYLIB_LOADED 再 source。

# ============================================================

# 一、彩色输出函数

# ============================================================

# 颜色定义（方便后面直接用）

readonly RED='\033[0;31m'

readonly GREEN='\033[0;32m'

readonly YELLOW='\033[1;33m'

readonly BLUE='\033[0;34m'

readonly CYAN='\033[0;36m'

readonly BOLD='\033[1m'

readonly NC='\033[0m'# No Color

# 打印普通信息（绿色）

print_info() {

echo -e "${GREEN}[INFO]${NC} $*"

}

# 打印警告（黄色）

print_warn() {

echo -e "${YELLOW}[WARN]${NC} $*" >&2

}

# 打印错误（红色）

print_error() {

echo -e "${RED}[ERROR]${NC} $*" >&2

}

# 打印调试信息（青色，只在 DEBUG=1 时输出）

print_debug() {

[[ "${DEBUG:-0}" == "1" ]] && echo -e "${CYAN}[DEBUG]${NC} $*" >&2

}

# 打印成功信息（粗体绿色）

print_success() {

echo -e "${BOLD}${GREEN}✔ $*${NC}"

}

# ============================================================

# 二、系统信息函数

# ============================================================

# 获取本机 IP 地址（优先返回第一个非 lo 的 IPv4）

get_ip() {

ip -4 -o addr show scope global 2>/dev/null \

| awk '{print $4}' \

| cut -d/ -f1 \

| head -n1

}

# 获取当前发行版名称

get_distro() {

if [[ -f /etc/os-release ]]; then

source /etc/os-release

echo"$NAME"

else

uname -s

fi

}

# 检查是否为 root 用户

is_root() {

[[ "$(id -u)" -eq 0 ]]

}

# 检查命令是否存在

cmd_exists() {

command -v "$1" &>/dev/null

}

# 检查某个端口是否被占用

port_used() {

local port="$1"

if cmd_exists ss; then

ss -tuln | grep -q ":$port "

elif cmd_exists netstat; then

netstat -tuln | grep -q ":$port "

else

print_error "ss 和 netstat 都不存在，无法检查端口"

return 2

fi

}

# ============================================================

# 三、文件操作函数

# ============================================================

# 创建备份（自动加时间戳）

backup_file() {

local file="$1"

if [[ ! -f "$file" ]]; then

print_error "文件不存在：$file"

return 1

fi

local backup="${file}.$(date +%Y%m%d_%H%M%S).bak"

cp"$file""$backup"

print_info "已备份为：$backup"

}

# 安全删除（移动到 ~/.trash，而不是真的删除）

safe_rm() {

local trash_dir="$HOME/.trash"

mkdir -p "$trash_dir"

for file in"$@"; do

if [[ -e "$file" ]]; then

mv"$file""$trash_dir/"

print_info "已移动到回收站：$file"

else

print_warn "不存在，跳过：$file"

fi

done

}

# 在文件中查找内容（支持忽略大小写）

search_file() {

local pattern="$1"

local file="${2:-}"

if [[ -z "$file" ]]; then

# 没指定文件，就在当前目录递归搜索，如果目录很大，建议指定具体文件名以避免全目录扫描。

grep -rin "$pattern" . 2>/dev/null

else

grep -in"$pattern""$file"

fi

}

# ============================================================

# 四、确认提示函数

# ============================================================

# 用法：confirm "确定要删除吗" && rm file

confirm() {

local prompt="${1:-确认执行此操作？(y/N)}"

local response

read -r -p "$prompt " response

[[ "$response" =~ ^[Yy]$ ]]

}

# 必须确认（输 yes 才通过，用于危险操作）

must_confirm() {

local prompt="${1:-请输入 YES 确认：}"

local response

read -r -p "$prompt " response

[[ "$response" == "YES" ]]

}

# ============================================================

# 五、错误处理辅助

# ============================================================

# 在脚本里用：set -euo pipefail 开启严格模式

# 然后可以用 trap 捕获错误，打印出错行号

setup_error_trap() {

trap'print_error "脚本在第 $LINENO 行出错，命令：$BASH_COMMAND"' ERR

}

# 打印上次命令的退出码

last_exit() {

echo"上次命令退出码：$?"

}

# ============================================================

# 六、网络检测函数

# ============================================================

# 检查网络连通性

net_check() {

local host="${1:-8.8.8.8}"

if ping -c 1 -W 2 "$host" &>/dev/null; then

print_success "网络连通（$host可达）"

return 0

else

print_error "网络不通（$host不可达）"

return 1

fi

}

# 检查某个网址是否可访问（HTTP 状态码）

url_check() {

local url="$1"

local code

code=$(curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}""$url" 2>/dev/null)

if [[ "$code" =~ ^[23] ]]; then

print_success "$url可访问（HTTP $code）"

return 0

else

print_error "$url不可访问（HTTP $code）"

return 1

fi

}

# ============================================================

# 加载完成提示（可选，第一次 source 时显示）

# ============================================================

print_debug "mylib.sh 加载完成（调试模式开启）"

把以上内容保存为~/bin/lib/mylib.sh。

2.3 在脚本里使用函数库

写一个使用函数库的脚本，比如~/bin/scripts/disk_check.sh：

bash

#!/bin/bash

# disk_check.sh —— 磁盘空间监控（使用函数库版本）

# 加载函数库（如果找不到，尝试常见路径）

if [[ -f "$HOME/bin/lib/mylib.sh" ]]; then

source"$HOME/bin/lib/mylib.sh"

elif [[ -f "/usr/local/lib/mylib.sh" ]]; then

source"/usr/local/lib/mylib.sh"

else

echo"找不到 mylib.sh，请先安装函数库" >&2

exit 1

fi

# 现在可以直接用库里的函数了

print_info "开始检查磁盘空间..."

echo"----------------------------------------"

# 检查根分区使用率

root_usage=$(df / | awk 'NR==2 {gsub(/%/,""); print $5}')

if [[ "$root_usage" -ge 80 ]]; then

print_error "根分区使用率 ${root_usage}%，请及时清理！"

else

print_info "根分区使用率 ${root_usage}%（正常）"

fi

# 检查 home 分区

home_usage=$(df"$HOME" | awk 'NR==2 {gsub(/%/,""); print $5}')

if [[ "$home_usage" -ge 80 ]]; then

print_error "HOME 分区使用率 ${home_usage}%，请及时清理！"

else

print_info "HOME 分区使用率 ${home_usage}%（正常）"

fi

echo"----------------------------------------"

print_info "本机 IP：${CYAN}$(get_ip)${NC}"

💡提示：source和 .是等价的，source ~/bin/lib/mylib.sh也可以写成 . ~/bin/lib/mylib.sh。

三、让函数库随处可用

3.1 把函数库加入 bashrc

上面的方法在每个脚本里都要写一遍source路径，太麻烦。更好的办法是在 ~/.bashrc里统一加载，这样所有脚本（以及交互式终端）都能直接用库里的函数。

在~/.bashrc末尾加上：

bash

# ============================================================

# 加载个人函数库

# ============================================================

MY_LIB="$HOME/bin/lib/mylib.sh"

if [[ -f "$MY_LIB" ]]; then

source"$MY_LIB"

export -p MYLIB_LOADED

else

echo"⚠️找不到函数库：$MY_LIB" >&2

fi

# 也把 ~/bin 加入 PATH（如果还没加的话）

if [[ ":$PATH:" != *":$HOME/bin:"* ]]; then

export PATH="$HOME/bin:$HOME/bin/scripts:$PATH"

fi

保存后执行source ~/.bashrc，现在直接在终端里试试：

bash

print_info "Hello, World!"

print_success "函数库已加载"

get_ip

如果都能正常输出，说明函数库已经全局可用了 ✅

3.2 处理 bashrc 和脚本的冲突

有一个常见的坑：如果在~/.bashrc里 source了函数库，那么每个新开的终端都会加载它。这通常是好事，但要注意：

推荐的防护写法（在函数库开头）： 给不同库的函数加前缀，如my_color_info()、git_status()，避免命名冲突。

bash

# 防止在非交互式 Shell（如 cron）里产生输出

if [[ "$-" != *i* ]] && [[ "${QUIET_LOAD:-0}" == "1" ]]; then

# 非交互式且要求安静，不输出任何东西

:

fi

四、错误处理与脚本健壮性

4.1set -euo pipefail是什么

在函数库或脚本开头加上这行，可以让脚本更健壮：

bash

set -euo pipefail

示例：没有set -e时

bash

#!/bin/bash

rm /nonexistent/file# 失败，但脚本继续运行

echo"这一行还是会执行"# 会执行（这可能是想要的，也可能不是）

加了set -e后

bash

#!/bin/bash

set -e

rm /nonexistent/file# 失败，脚本立即退出

echo"这一行不会执行"

⚠️注意：set -e不是银弹。有些命令失败是预期的（比如 grep没找到匹配返回 1），这时需要用 command || true来抑制退出。

4.2 在函数库里用好 trap

trap可以在脚本收到信号（如 Ctrl+C、错误或正常退出）时执行清理操作：

bash

# 在函数库里加一个通用的清理函数模板

cleanup() {

local exit_code=$?

print_debug "脚本退出，退出码：$exit_code"

# 这里可以加清理临时文件的代码

# rm -f /tmp/myapp.$$.tmp

exit$exit_code

}

# 捕获常见退出信号

trap cleanup EXIT INT TERM

把这些加到函数库的末尾，每个脚本source之后都会自动有错误处理能力。

五、把函数库拆分成多个文件

当一个函数库越来越大，建议按功能拆分成多个文件：

~/bin/lib/

├── mylib.sh# 主入口（负责加载其他库）

├── color.sh# 颜色输出相关

├── system.sh# 系统信息相关

├── file.sh# 文件操作相关

├── network.sh# 网络检测相关

└── gitlib.sh# Git 相关

然后mylib.sh改成这样：

bash

#!/bin/bash

# mylib.sh —— 主入口，自动加载所有子库

MYLIB_DIR="$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)"

# 加载所有子库

for lib in"$MYLIB_DIR"/color.sh \

"$MYLIB_DIR"/system.sh \

"$MYLIB_DIR"/file.sh \

"$MYLIB_DIR"/network.sh; do

if [[ -f "$lib" ]]; then

source"$lib"

print_debug "已加载：$(basename "$lib")"

else

echo"⚠️找不到库文件：$lib" >&2

fi

done

readonly MYLIB_LOADED=1

print_debug "mylib 全部加载完成"

💡提示：${BASH_SOURCE[0]}获取当前脚本的路径，比 $0更可靠（0在source场景下是bash自身的路径，而0在source场景下是bash自身的路径，而{BASH_SOURCE[0]} 是当前被source 的文件的路径。）。

六、实用函数库模板——直接可用的版本

下面是一份精简但完整可用的函数库，可以直接保存到~/bin/lib/mylib.sh：

完整代码见上文第二节的mylib.sh示例，这里不再重复。建议把第二节的版本直接复制使用，它已经包含了：

彩色输出（6个函数）

系统信息（5个函数）

文件操作（3个函数）

确认提示（2个函数）

网络检测（2个函数）

共18个实用函数，覆盖日常脚本 80% 的需求。

七、让工具箱跟着走——dotfiles 思路预告

现在函数库已经很好用了，但还有一个问题没解决：换一台机器，所有东西都要重新配。

解决方案是用 Git 管理配置文件（dotfiles），把~/.bashrc、~/bin/这些内容推到 GitHub/Gitee，换机器时一条命令还原。

这涉及到：

哪些文件该纳入 Git 管理

怎么处理敏感信息（比如~/.ssh/不能推到公开仓库）

怎么用软链接让配置文件保持同步

怎么一键部署到新机器

这些内容比较多，我们下一篇聊。

八、本文速查表

函数库基础操作

set选项说明

目录结构规范

~/bin/# 加入 PATH

├── lib/# 函数库（被 source）

│└── mylib.sh

└── scripts/# 可执行脚本

└── *.sh

下篇预告：《Linux多机器配置同步——dotfiles 管理与一键部署》，函数库建好了，脚本也好维护了，但换台机器还是要从零开始配，如何用 Git 管理所有配置文件，换机器一条命令还原全套环境，再也不重复劳动。