Shell, biến môi trường và script đầu tiên

Vì sao cần học

Mọi tiến trình nhận cấu hình qua biến môi trường: database URL, mức log, proxy. Rất nhiều sự cố "chạy tay được, chạy bằng service thì lỗi" đến từ khác biệt môi trường. Script ngắn là công cụ tự động hóa đầu tiên của người vận hành. Script không kiểm tra lỗi sẽ âm thầm làm sai. Module 03 sẽ đi sâu vào Bash; bài này đặt nền móng.

Mục tiêu

• Phân biệt biến shell và biến môi trường, hiểu export.
• Hiểu PATH quyết định lệnh nào được chạy.
• Biết file nào được đọc khi đăng nhập: /etc/profile.d/, ~/.bashrc.
• Viết script có tham số, giá trị mặc định, exit code và chế độ an toàn set -euo pipefail.

Điều kiện tiên quyết

• Bài Tiến trình, signal và độ ưu tiên.

Mental model

Môi trường được copy từ cha sang con. Khi shell chạy một lệnh, tiến trình con nhận bản sao các biến đã export. Con sửa biến thì cha không thấy. Biến không export chỉ tồn tại trong shell hiện tại.

PATH là danh sách thư mục tìm lệnh, theo thứ tự. which và type cho biết lệnh nào sẽ chạy.

Exit code là cách chương trình báo kết quả: 0 là thành công, khác 0 là lỗi. $? chứa exit code của lệnh vừa chạy. systemd, cron, CI và Kubernetes đều dựa vào exit code.

set -euo pipefail: -e dừng khi một lệnh lỗi, -u báo lỗi khi dùng biến chưa đặt, -o pipefail coi cả pipeline là lỗi nếu một lệnh giữa pipeline lỗi.

Thực hành (Guided Lab)

1. Biến shell và biến môi trường

GREETING=xin-chao
bash -c 'echo "con thấy: [$GREETING]"'
export GREETING
bash -c 'echo "con thấy: [$GREETING]"'
env | grep GREETING
echo "$PATH" | tr ':' '\n'
type ls cd systemctl

Lần đầu tiến trình con không thấy biến; sau export thì thấy.

2. Biến cho mọi phiên đăng nhập

echo 'export KDC_ENV=lab' | sudo tee /etc/profile.d/kdc-env.sh

Đăng xuất rồi đăng nhập lại, chạy echo $KDC_ENV. Dịch vụ systemd không đọc file này: chúng nhận biến qua Environment= hoặc EnvironmentFile= trong unit. Kiểm tra bằng sudo systemctl show-environment.

3. Script kiểm tra ổ đĩa

sudo tee /usr/local/bin/kdc-diskcheck <<'EOF'
#!/usr/bin/env bash
# kdc-diskcheck: báo mức dùng của một mountpoint.
# Exit 0 = OK, 1 = vượt ngưỡng, 2 = dùng sai.
set -euo pipefail

usage() {
  echo "Cách dùng: kdc-diskcheck <thư-mục> [ngưỡng-%]" >&2
  exit 2
}

[[ $# -ge 1 ]] || usage
target=$1
limit=${2:-${KDC_DISK_LIMIT:-80}}
[[ -d $target ]] || { echo "Không phải thư mục: $target" >&2; exit 2; }

used=$(df --output=pcent "$target" | tail -1 | tr -dc '0-9')
if (( used >= limit )); then
  echo "STATUS=WARN used=${used}% limit=${limit}% target=$target"
  exit 1
fi
echo "STATUS=OK used=${used}% limit=${limit}% target=$target"
EOF
sudo chmod 755 /usr/local/bin/kdc-diskcheck

Đặt biến đường dẫn trong dấu nháy kép như "$target" để một đường dẫn có dấu cách vẫn là một đối số.

${2:-${KDC_DISK_LIMIT:-80}}: dùng tham số thứ hai nếu có, nếu không thì biến môi trường KDC_DISK_LIMIT, cuối cùng là 80.

4. Thử các exit code

kdc-diskcheck /; echo "exit=$?"
kdc-diskcheck / 1; echo "exit=$?"
KDC_DISK_LIMIT=1 kdc-diskcheck /; echo "exit=$?"
kdc-diskcheck; echo "exit=$?"
kdc-diskcheck /khong-ton-tai; echo "exit=$?"

KDC_DISK_LIMIT=1 lệnh đặt biến môi trường chỉ cho đúng lệnh đó.

5. Lưu kết quả

mkdir -p ~/kdc-labs/shell
kdc-diskcheck / | tee ~/kdc-labs/shell/diskcheck.txt

Tự kiểm tra (Verification)

ls -l /usr/local/bin/kdc-diskcheck
cat /etc/profile.d/kdc-env.sh
cat ~/kdc-labs/shell/diskcheck.txt

Chọn server và bấm Kiểm tra kết quả.

Lỗi thường gặp

• VAR = value có dấu cách: shell hiểu là chạy lệnh VAR. Gán biến không có dấu cách quanh =.
• Không đặt biến trong dấu nháy kép: [[ -d $target ]] an toàn, nhưng rm -rf $dir/ với $dir rỗng thì nguy hiểm. Luôn viết "$dir".
• Script chạy được trong terminal nhưng lỗi trong cron/systemd: PATH và biến môi trường khác nhau. Dùng đường dẫn tuyệt đối hoặc khai báo môi trường rõ ràng.

Ghi chú production

• Secret không nên nằm trong /etc/profile.d/: mọi user đăng nhập đều đọc được. Dùng EnvironmentFile= quyền 600, hoặc công cụ quản lý secret ở các module sau.
• Script được dùng trong monitoring phải có exit code ổn định; Module 03 sẽ biến script này thành server-health.sh đầy đủ.

Dọn dẹp

sudo rm -f /usr/local/bin/kdc-diskcheck /etc/profile.d/kdc-env.sh

Tài liệu chính thức

• GNU Bash Reference Manual
• environ(7)
• systemd.exec(5) — Environment