bashスクリプトをデバッグする方法は？

すべてのプログラミング言語には、バグを見つけるためのいくつかの一般的でいくつかの異なるアプローチがあります。たとえば、デバッグプログラムを使用して、エラーをすばやく削除できます。一方、シェルスクリプトには、コードをデバッグするための特定のツールはありません。この記事では、bashスクリプトをエラーなしにするために使用できるさまざまなデバッグ手法について説明します。メソッドに飛び込む前に、シェルとシェルスクリプトの基本を理解しましょう。

Linuxのシェルとは何ですか？

コンピューターを起動すると、カーネルは接続されているハードウェアに関する情報を取得し、接続されている他のコンポーネントが相互作用できるようにします。それとは別に、メモリ、CPUを管理し、新しい周辺機器を認識します。全体として、カーネルはあらゆるオペレーティングシステムのバックボーンです。しかし、カーネルと直接対話して、特定のタスクを実行するようにカーネルに命令することを考えたことはありますか？それを行うことさえ実用的ですか？絶対！シェル、インタラクティブなインターフェースを備えたコンピュータプログラムの助けを借りて、誰でもカーネルを操作することができます。シェルを使用すると、人間はカーネルと対話して、任意のタスクを実行するように指示できます。

Unixには、2つの主要なシェルがあります ボーンシェル と Cシェル 。これらのタイプには両方ともサブカテゴリがあります。さまざまな種類のBourneシェルがあります Kornシェル（ksh）、Almquistシェル（ash）、Bourne againシェル（bash）、 と Zシェル（zsh） 。同時に、Cシェルには次のような独自のサブカテゴリがあります。 Cシェル（csh） と TENEXCシェル （tcsh） 。上記のように、すべてのシェルのうち、 Bash（ボーンアゲインシェル） は最も広く使用されているシェルであり、その効率性と使いやすさから、多くのLinuxディストリビューションですぐに使用できます。

Bashは多くのLinuxディストリビューションのデフォルトのシェルであり、何百万ものLinuxユーザーによって広く使用されています。非常に多様で影響力があるため、GUIベースのアプリケーションで通常実行するすべてのタスクを実行できます。ファイルの編集、ファイルの管理、写真の表示、音楽の再生、ビデオの再生などを行うことができます。

シェルスクリプトとは：

シェルの基本的な考え方を学んだので、シェルスクリプトに移りましょう。シェルスクリプトは、特定の機能を実行するためのインタープリターとして機能するシェルで複数のコマンドを実行するコンピュータープログラムです。上で説明したように、シェルには2つの特定のタイプがあります。ただし、このガイドでは、Bourne Againシェル（Bash）に焦点を当てています。
では、bashスクリプトとは何ですか？ Linuxでは、すべてのbashコマンドはに保存されます / usr / binおよび/ bin フォルダー。たとえば、コマンドを実行するたびに、bashはそのコマンドがディレクトリに存在するかどうかを検索します。コマンドがディレクトリで見つかった場合は実行され、それ以外の場合はエラーが発生します。

ターミナルで実行するために複数のコマンドを必要とするタスクを実行するのはどうですか？この特定の状況では、bashスクリプトが役立ちます。 Bashスクリプトは、特定のタスクを実行するために複数のbashコマンドを実行するプログラムを作成できるシェルスクリプトの形式です。

bashスクリプトのバグは何ですか：

bashスクリプトまたは他のプログラミング言語で作業していると、多くのエラーが発生します。バグとは、プログラムのエラーまたは障害であり、プログラムが正しく動作しない原因となる可能性があります。

すべてのプログラミング言語には、バグを見つけるための独自の手順があります。同様に、bashには、ターミナルプログラムをデバッグするための多くの組み込みオプションもあります。

エラーの管理とプログラムのデバッグは、面倒なことです。これは時間のかかる作業であり、プログラムをデバッグするための適切なツールを知らないと悪化する可能性があります。この記事は、スクリプトをエラーのないものにするためのbashスクリプトのデバッグに関する完全なガイドです。それでは始めましょう：

bashスクリプトをデバッグする方法：

大規模なプログラミングプロジェクトで作業する場合、多くのエラーやバグが発生します。プログラムのデバッグは複雑な場合があります。プログラマーは通常、デバッグツールを利用します。また、多くのコードエディターは、構文を強調表示することでバグの発見を支援します。

Linuxには、コードをデバッグするためのさまざまなツールがあります。たとえば、GNUデバッガー（別名gdb）です。 GDBのようなツールは、バイナリにコンパイルされるプログラミング言語に役立ちます。 bashは単純なインタプリタ言語であるため、デバッグするための重いツールは必要ありません。

bashスクリプトコードをデバッグするためのさまざまな従来の手法があり、そのうちの1つが追加されています アサーション。 アサーションは、特定の条件をチェックし、それに応じてプログラムを実行するためにプログラムに追加される条件です。これは、バグの発見やテストにも役立つ防御的な手法です。あなたは多くを見つけることができます ツール これは、bashスクリプトにアサーションを追加するのに役立ちます。

まあ、アサーションを追加することは、古い伝統的な手法の1つです。 bashスクリプトをデバッグするためにbashで使用できるフラグ/オプションのセットがあります。これらのオプションは、スクリプトにシバンと一緒に追加することも、ターミナルでプログラムを実行するときに追加することもできます。これから取り上げるトピックは以下のとおりです。

1. 有効にしてbashスクリプトをデバッグする方法 詳細-v オプション
2. を使用してbashスクリプトをデバッグする方法 xtrace -x オプション
3. を使用してbashスクリプトをデバッグする方法 noexec -n オプション
4. を識別する方法 未設定の変数 bashスクリプトのデバッグ中
5. デバッグする方法 特定の部分 bashスクリプトの
6. を使用してbashスクリプトをデバッグする方法 トラップ 指図
7. 削除してbashスクリプトをデバッグする方法 ファイルグロブ を使用して -NS オプション
8. 方法 混ぜる シェルスクリプトをデバッグするためのデバッグオプション
9. 方法 リダイレクトデバッグレポート ファイルに

それでは、bashスクリプトをデバッグするためにbashのさまざまな手法を確認しましょう。

1. verbose -vオプションを有効にしてbashスクリプトをデバッグする方法：

bashスクリプトをデバッグする最も簡単なアプローチの1つは、 -v オプション、冗長とも呼ばれます。このオプションは、シバンを使用して追加することも、実行中にスクリプトファイル名を明示的に指定することもできます。詳細オプションは、インタープリターによるプロセスとして、コードのすべての行を実行および出力します。 bashスクリプトの例でそれを理解しましょう：

上記のコードは、ユーザーから2つの数値を取得し、いくつかの条件ステートメントを実行して、その数値が他の入力された数値よりも重要か、少ないか、等しいかを確認しています。 bashスクリプトにはどのテキストエディタでも使用できますが、私はVimエディタを使用しています。 Vimは、bashスクリプトの構文を強調表示し、構文エラーの可能性を減らす、強力で機能豊富なエディターです。 Vimエディターをお持ちでない場合は、以下のコマンドを実行して入手してください。

以下を使用してbashスクリプトファイルを作成します。

Vimエディターを初めて使用する場合は、学ぶことをお勧めします vimエディターの使い方 先に進む前に。

ここで、スクリプトに戻り、を使用してスクリプトを実行します。 -v オプション：

上記の出力から、スクリプトの各行がインタープリターによって処理されるときにターミナルに出力されることがわかります。スクリプトはユーザーからの入力の取得を停止し、スクリプトの次の行を処理することに注意してください。上で議論したように、 -v オプションは、次のようにシバンの後に配置できます。

同様に、冗長フラグは、シバンの次の行に追加することもできます。 設定 指図：

上で説明した方法のいずれも、冗長を有効にすることができます。

2 xtrace -xオプションを使用してbashスクリプトをデバッグする方法：

xtraceとも呼ばれる実行トレースは、特に論理エラーをトレースするためのスマートで便利なデバッグオプションです。論理エラーは通常、変数とコマンドに関連しています。スクリプトの実行中に変数の状態を確認するには、 -NS オプション。もう一度、を実行します b_script.sh とファイル -NS 国旗：

出力には、実行プロセス中の各変数の値が明示的に示されています。繰り返しますが、 -NS setコマンドを使用して、シバンの横およびシバン行の後に使用できます。 xtraceは、スクリプトの各行に+記号を付けます。

3 noexec -nオプションを使用してbashスクリプトをデバッグする方法：

構文エラーは、バグの主な原因の1つです。 bashスクリプトを構文的にデバッグするには、次を使用します。 noexec （実行なし）モード。 noexecモードに使用されるオプションは次のとおりです。 -NS。 コードを実行するのではなく、コードの構文エラーのみを表示します。コードをデバッグするためのはるかに安全なアプローチ。実行しましょう b_script.sh 再び -NS オプション：

構文エラーがなければ、コードは実行されません。それでは、コードを変更しましょう。

コメントしています それから 後 エリフ 。さて、-nを使用して実行します b_script.sh 脚本：

予想通り、エラーを明確に識別し、端末に表示しました。

4 bashスクリプトのデバッグ中に未設定の変数を識別する方法：

コードを書いているときにタイプミスをするのはよくあることです。多くの場合、変数の入力を間違えると、コードが実行されません。このようなエラーを特定するために、 -u オプション。コードをもう一度変更してみましょう。

最初に もしも 条件文、名前を変更しました ナンバー1 変数 num1 。今 num1 未設定の変数です。次に、スクリプトを実行します。

出力は、未設定の変数の名前を識別して明示的に表示します。

5. bashスクリプトの特定の部分をデバッグする方法：

xtraceモードは、コードのすべての行を処理し、出力を提供します。ただし、エラーの原因となっている可能性のある部分がすでにわかっている場合は、大きなコードでエラーを見つけるのに時間がかかります。幸い、xtraceを使用すると、コードの特定の部分をデバッグすることもできます。これは、 設定 指図。場所 セット-x デバッグが必要な部分の最初に、次に + xを設定する 最後に。たとえば、次の条件文をデバッグしたい b_script.sh 、だから私はすべての条件文をで囲みます セット-x と + xを設定する 以下のコードに示すオプション：

次に、を使用してスクリプトを実行します bash b_script.sh 。

出力は、指定されたif条件のみをデバッグしています。

6. trapコマンドを使用してbashスクリプトをデバッグする方法：

スクリプトが複雑な場合は、デバッグのためのより詳細な手法もあります。それらの1つは トラップ 指図。 NS トラップ コマンドは信号をキャッチし、特定の状況が発生したときにコマンドを実行します。コマンドは、シグナルまたは関数にすることができます。次の名前で別のスクリプトを作成しました sum_script.sh ：

NS トラップ とのコマンド デバッグ シグナルは変数のステータスを表示します ナンバー1 、 2番 と 和 次の出力画像に示すように、各行の実行後：

ユーザーがまだ入力を入力していないため、黄色のブロックは空白です。これらのスペースは、ユーザーが値を入力するといっぱいになります。この方法は、bashスクリプトのデバッグにも非常に役立ちます。

7. -fオプションを使用してファイルグロブを排除することにより、bashスクリプトをデバッグする方法：

ファイルグロブは、ワイルドカード文字を含むファイルを見つけるプロセスです。 * と ？ 。多くの場合、デバッグ中にファイルを展開する必要はありません。このような場合、を使用してファイルのグロブをブロックできます。 -NS オプション。スクリプトで理解しましょう fglobe_script.sh ：

上記のコードは、現在のディレクトリ内のすべてのテキストファイルを表示します。実行します。

ファイルグロブをオフにするには、 -NS オプション：

同様に、あなたはそれをシェバンと一緒に使うことができます 設定 コマンドも：

今、実行します bash fglobe_script.sh：

で囲まれた部分 set -f / set + f optionsは、ワイルドカード文字を含むコマンドを処理しませんでした。

8.デバッグオプションを組み合わせてシェルスクリプトをデバッグする方法：

上記のデバッグ手法では1つのオプションしか使用しませんが、さまざまなオプションを組み合わせて理解を深めることができます。実装しましょう -NS と -v オプション sum_script.sh 脚本。私は使用しています sum_script.sh 脚本。

次に実行します。

両方 -NS と -v 出力画像に表示されているように、出力が結合されます。同様に、 -u エラー検出用のverbose-vを指定したオプション。私は交換しています ナンバー1 変数 1つに スクリプトの6行目：

出力を表示するには、以下のコマンドを実行します。

9.デバッグレポートをファイルにリダイレクトする方法：

bashスクリプトのデバッグレポートをファイルに保存すると、多くの状況で便利です。 debug-reportをファイルにリダイレクトするので、少し注意が必要です。いくつかの特別な変数を使用します。に実装しましょう b_script.sh コード：

コードの2行目では、出力をにリダイレクトしていることがわかります。 debug_report.log を使用してファイル exec ファイル記述子5（FD5）を使用したコマンド。

exec 5> debug_report.log： NS exec コマンドは、シェルで発生しているすべてのものをファイルにリダイレクトしています debug_report.log。

BASH_XTRACEFD = 5： それは 特定のbash変数 他のシェルでは使用できません。有効なファイル記述子を割り当てる必要があり、bashは抽出された出力をに書き込みます debug_report.log。

PS4 = ’$ LINENO– ‘：xtraceモードを使用したデバッグ中に行番号を出力するために使用されるbash変数でもあります。 PS4のデフォルト値は + サイン

上記のスクリプトは、というログファイルを生成しています。 debug_report.log、 それを読むには、 猫 指図：

結論：

バグでいっぱいのコードは、プログラムのパフォーマンスに影響を与え、ハードウェアにも害を及ぼす可能性があります。デバッグは、プログラムをより効率的にするため、すべてのプログラムにとって非常に重要です。プログラムの開発中に既存のエラーや潜在的なエラーを見つけることで、プログラムが予期しない動作をするのを防ぐことができます。大きなコードは通常、アクティブなデバッグを必要とし、コードのチャンクを消費する手段を排除することでコードの有効性を高めます。

多くのプログラミング言語と環境には、独自のコンパニオンデバッガがあります。 bashスクリプトでは、スクリプトをデバッグするためにさまざまな手法を実装できます。このガイドでは、bashスクリプトのバグを見つけるために使用できるすべての方法に完全に焦点を当てました。したがって、bashスクリプトが期待どおりに動作していないと感じる場合は、上記の手法のいずれかを使用してください。ただし、ほとんどの場合、xtraceモード（-x）が非常に役立ちます。