14.5 退出状态码与错误处理

每个命令在结束时都会向操作系统返回一个数字，即 退出状态码（exit status）。这个简单的机制是 Shell 脚本判断命令成败、控制程序流程的基础。

1. 退出状态码的基本规则

• 0 表示成功：命令正常结束，没有发生任何错误。
• 非 0 表示失败：具体的非零值通常指示不同的错误类型，值范围在 1 到 255 之间。

例如，ls 列出一个不存在的目录时会返回 2；grep 找不到匹配行时返回 1；cp 如果源文件不存在或目标不可写也可能返回非 0。

在命令行中，上一个命令的退出状态码会保存在特殊变量 $? 中，可以直接查看：

ls /exist
echo $?          # 输出 0

ls /nonexistent
echo $?          # 输出 2

注意，$? 只保存最近一条命令的退出状态，执行任何新命令（包括 echo）后它就会被覆盖，因此如果需要多次使用，应当立即保存到一个变量里：

some_command
ret=$?
echo "返回值是 $ret"

2. 在脚本中据此判断成功与否
退出状态码最常见的用途是作为 if 语句或逻辑连接符的条件：

• if command; then ... fi：if 会根据 command 的退出状态（0 则真，非 0 则假）选择分支。
• && 和 ||：
• command1 && command2：仅当 command1 成功（退出码 0）时才执行 command2。
• command1 || command2：仅当 command1 失败（非 0）时才执行 command2。

例如：

mkdir -p /tmp/backup && cp file /tmp/backup/ && echo "备份成功"
wget -q "$url" || { echo "下载失败"; exit 1; }

在管道中，默认只有最后一个命令的退出状态会反映到 $?。如果需要检测管道中任意命令是否失败，可以使用 set -o pipefail（在 Bash 中），这样管道只要有一个命令失败，整体退出状态就是非 0。

3. 自定义脚本的退出码
在自己的脚本里，用 exit N 就可以让脚本以状态码 N 结束。如果没有显式调用 exit，脚本的退出状态就是最后一条执行命令的退出状态。为了更好地与系统其他部分协作，通常遵循约定：

• 用 0 表示正常完成；
• 用 1 表示一般性错误；
• 用其他数字（2-255）区分具体错误场景，例如 2 表示参数错误，3 表示文件不存在等。这样做便于外部调用者根据状态码采取不同动作。

4. 基本的错误处理模式
健壮的脚本不能假定每条命令都会成功。常见的实用处理方法：

（a）立即退出：set -e
在脚本开头加上 set -e，任何一条命令返回非 0 值时，脚本会立刻退出。这可以避免在失败状态下继续执行导致更严重的后果。需注意，有些命令的预期行为就可能返回非 0（如 grep 找不到匹配），可通过 || true 来排除：

set -e
grep "something" file || true   # 即使找不到也继续

（b）检查关键命令并手动处理
对于重要步骤，显式检查 $? 是更清晰的方式：

backup_db
if [ $? -ne 0 ]; then
    echo "数据库备份失败，请检查！" >&2
    exit 5
fi

（c）使用 trap 捕获意外中断
可以用 trap 命令指定在脚本收到信号或退出时执行清理操作，例如删除临时文件：

trap "rm -f /tmp/workfile; echo '已清理'" EXIT

（d）输出错误信息到标准错误
当命令出错时，错误提示应该送往标准错误（stderr），而不是标准输出，以保持输出流的干净：

echo "错误：文件未找到" >&2

5. 常用工具的状态码惯例
虽然没有强制标准，但多数 GNU 工具遵循相似的语义：

• grep：0（找到匹配），1（未找到），2（语法错误或文件问题）。
• diff：0（无差异），1（有差异），2（出错）。
• curl：成功时为 0，失败时多为 6（无法解析主机）等，具体查询手册。

了解这些惯例可以帮助你编写更准确的判断条件。

退出状态码看似简单，却是 Shell 脚本可靠性的基石。养成检查关键命令退出状态的习惯，善用 $?、set -e 和 || 处理异常，你的脚本会在实际运维环境中表现得更加稳固和可控。