bash调试技巧 - 《实验物理的大数据方法》

🔧 一、基础调试方法：追踪命令执行

-x 选项（Xtrace 模式）

作用：逐行打印执行前的命令（变量已展开），显示实际执行的指令。

启用方式：

bash -x script.sh      # 命令行启用

或在脚本内局部启用：

#!/bin/bash
set -x                 # 开启调试
echo "调试区域"
set +x                 # 关闭调试

输出示例：
```
+ echo 'Hello World'
Hello World
```

-v 选项（Verbose 模式）
- 作用：打印原始命令（未展开变量），与 -x 结合使用更全面：
```
bash -vx script.sh    # 同时显示原始命令和执行结果
```

⚡ 二、增强调试技巧

自定义调试信息格式（PS4 变量）
- 默认输出为 +，可改为包含文件名、行号、函数名等：
```
export PS4='+ [${BASH_SOURCE}:${LINENO} in ${FUNCNAME[0]}]: '
set -x
```
  输出示例：
```
+ [script.sh:10 in main]: echo "调试中"
```

重定向调试日志到文件
避免终端输出混乱，将追踪信息写入文件：

exec 5> debug.log        # 创建文件描述符5指向日志文件
BASH_XTRACEFD="5"        # 指定调试输出到描述符5
set -x

局部调试（子Shell隔离）
仅调试脚本片段，避免全局干扰：
```
( set -x; command1; command2 )  # 子Shell内启用调试
```

🛡️ 三、严格模式（预防性调试）

组合选项提升脚本健壮性，提前暴露问题：

set -euxo pipefail

-e：命令失败时立即退出脚本。
-u：使用未定义变量时报错（防止空变量）。
-o pipefail：管道中任意命令失败则整个管道失败。

适用于生产环境脚本，避免隐藏错误。

🐞 四、高级调试工具

静态检查工具 shellcheck
提前检测语法和潜在问题：
```
shellcheck script.sh    # 输出警告和建议
```

💎 调试模式最佳实践

渐进定位：先用 -x 定位大致范围，再结合 PS4 精细化调试。
错误捕获：使用 trap '错误处理命令' ERR 拦截错误并输出上下文。
日志分级：区分调试日志（>&2 输出到标准错误）和正常输出。
生产环境：调试后务必关闭调试模式（set +x），避免泄露敏感信息。

示例：调试一个数据处理函数

#!/bin/bash
set -euo pipefail
PS4='+ [${LINENO}]: '  # 显示行号

process_data() {
  set -x
  [ ! -f "$1" ] && echo "文件不存在" >&2
  # ... 处理逻辑
  set +x
}

trap 'echo "错误发生在行 $LINENO" >&2' ERR
process_data "input.txt"

掌握这些技巧，可快速解决大部分 Bash 脚本问题。简单调试用 -x 和 set，复杂场景用 bashdb，预防错误用严格模式组合。