awk怎么写?

发表于 2020-01-16 更新于 2024-07-31 分类于技术

本篇文章主要是参考左耳朵耗子前辈的博文整理而来, 作为自己学习备忘之用.

简介

awk是一个强大的文本分析工具, 相对于grep的查找, sed的编辑, awk在其对数据分析并生成报告时, 显得尤为强大. 简单来说awk就是把文件逐行的读入, 以空格为默认分隔符将每行切片, 切开的部分再进行各种分析处理.

awk有3个不同版本: awk, nawk和gawk, 未作特别说明, 一般指gawk, gawk是AWK的GNU版本.

awk其名称得自于它的创始人Alfred Aho, Peter Weinberger和Brian Kernighan姓氏的首个字母. 实际上 AWK 的确拥有自己的语言: AWK 程序设计语言, 三位创建者已将它正式定义为”样式扫描和处理语言”. 它允许您创建简短的程序, 这些程序读取输入文件, 为数据排序, 处理数据, 对输入执行计算以及生成报表, 还有无数其他的功能.

使用方法

1	awk 'pattern + {action}' {filenames}

尽管操作可能会很复杂, 但语法总是这样, 其中 pattern 表示 AWK 在数据中查找的内容, 而 action 是在找到匹配内容时所执行的一系列命令.花括号（{}）不需要在程序中始终出现, 但它们用于根据特定的模式对一系列指令进行分组. pattern就是要表示的正则表达式, 用斜杠括起来.

awk语言的最基本功能是在文件或者字符串中基于指定规则浏览和抽取信息, awk抽取信息后, 才能进行其他文本操作.完整的awk脚本通常用来格式化文本文件中的信息.
通常, awk是以文件的一行为处理单位的.awk每接收文件的一行, 然后执行相应的命令, 来处理文本.

调用awk有三种方式调用awk

命令行方式awk [-F field-separator] ‘commands’ input-file(s)其中, commands 是真正awk命令, [-F域分隔符]是可选的. input-file(s) 是待处理的文件.在awk中, 文件的每一行中, 由域分隔符分开的每一项称为一个域.通常, 在不指名-F域分隔符的情况下, 默认的域分隔符是空格.
shell脚本方式将所有的awk命令插入一个文件, 并使awk程序可执行, 然后awk命令解释器作为脚本的首行, 以便通过键入脚本名称来调用.相当于shell脚本首行的：#!/bin/sh可以换成：#!/bin/awk
将所有的awk命令插入一个单独文件, 然后调用：awk -f awk-script-file input-file(s)其中, -f选项加载awk-script-file中的awk脚本, input-file(s)跟上面的是一样的.

入门实例

假设last -n 5的输出如下

$ last -n 5 <==仅取出前五行
root     pts/1   192.168.1.100  Tue Feb 10 11:21   still logged in
root     pts/1   192.168.1.100  Tue Feb 10 00:46 - 02:28  (01:41)
root     pts/1   192.168.1.100  Mon Feb  9 11:41 - 18:30  (06:48)
dmtsai   pts/1   192.168.1.100  Mon Feb  9 11:41 - 11:41  (00:00)
root     tty1                   Fri Sep  5 14:09 - 14:10  (00:01)

如果只是显示最近登录的5个帐号

$ last -n 5 | awk  '{print $1}'  -- 必须是单引号' '," "不生效的
root
root
root
dmtsai
root

awk工作流程是这样的：读入有’\n’换行符分割的一条记录, 然后将记录按指定的域分隔符划分域, 填充域, $0则表示所有域, $1表示第一个域, $n表示第n个域. 默认域分隔符是”空白键” 或 “[tab]键”, 所以$1表示登录用户, $3表示登录用户ip,以此类推.
字符串匹配的示例：

$ awk '$6 ~ /FIN/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
6       coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538    FIN_WAIT2
9       coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502    FIN_WAIT2
13      coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825   FIN_WAIT1
18      coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025     FIN_WAIT2

$ awk '$6 ~ /WAIT/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
5       coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245     TIME_WAIT
6       coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538    FIN_WAIT2
9       coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502    FIN_WAIT2
11      coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970     TIME_WAIT
13      coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825   FIN_WAIT1
15      coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082    TIME_WAIT
18      coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025     FIN_WAIT2

上面的第一个示例匹配FIN状态, 第二个示例匹配WAIT字样的状态.其实 ~ 表示模式开始./ /中是模式.其实就是一个正则表达式的匹配.
可以使用 “/FIN|TIME/“ 来匹配 FIN 或者 TIME :

$ awk '$6 ~ /FIN|TIME/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
5       coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245     TIME_WAIT
6       coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538    FIN_WAIT2
9       coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502    FIN_WAIT2
11      coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970     TIME_WAIT
13      coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825   FIN_WAIT1
15      coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082    TIME_WAIT
18      coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025     FIN_WAIT2

再来看看模式取反的例子：

$ awk '$6 !~ /WAIT/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
2       0.0.0.0:3306    0.0.0.0:*       LISTEN
3       0.0.0.0:80      0.0.0.0:*       LISTEN
4       127.0.0.1:9000  0.0.0.0:*       LISTEN
7       coolshell.cn:80 110.194.134.189:1032    ESTABLISHED
8       coolshell.cn:80 123.169.124.111:49809   ESTABLISHED
10      coolshell.cn:80 123.169.124.111:49829   ESTABLISHED
12      coolshell.cn:80 61.148.242.38:30901     ESTABLISHED
14      coolshell.cn:80 110.194.134.189:4796    ESTABLISHED
16      coolshell.cn:80 208.115.113.92:50601    LAST_ACK
17      coolshell.cn:80 123.169.124.111:49840   ESTABLISHED
19      :::22   :::*    LISTEN

或是：

1	awk '!/WAIT/' netstat.txt

如果只是显示/etc/passwd的账户

1 2	$ cat /etc/passwd \|awk -F ':' '{print $1}' rootdaemonbinsys

这种是awk+action的示例, 每行都会执行action {print $1}.

-F指定域分隔符为’:’.
如果只是显示/etc/passwd的账户和账户对应的shell,而账户与shell之间以tab键分割

$ cat /etc/passwd |awk  -F ':'  '{print $1"\t"$7}'
root    /bin/bash
daemon  /bin/sh
bin     /bin/sh
sys     /bin/sh

如果只是显示/etc/passwd的账户和账户对应的shell, 而账户与shell之间以逗号分割, 而且在所有行添加列名name, shell, 在最后一行添加”blue,/bin/nosh”.

$ cat /etc/passwd |awk  -F ':'  'BEGIN {print "name,shell"}  {print $1","$7} END {print "blue,/bin/nosh"}'
name,shell
root,/bin/bash
daemon,/bin/sh
bin,/bin/sh
sys,/bin/sh
....
blue,/bin/nosh

awk工作流程是这样的：先执行BEGIN, 然后读取文件, 读入有/n换行符分割的一条记录, 然后将记录按指定的域分隔符划分域, 填充域, $0则表示所有域,$1表示第一个域,$n表示第n个域,随后开始执行模式所对应的动作action.接着开始读入第二条记录······直到所有的记录都读完, 最后执行END操作.
搜索/etc/passwd有root关键字的所有行

1 2	$ awk -F: '/root/' /etc/passwd root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

这种是pattern的使用示例, 匹配了pattern(这里是root)的行才会执行action(没有指定action, 默认输出每行的内容).
搜索支持正则, 例如找root开头的: awk -F: ‘/^root/‘ /etc/passwd
搜索/etc/passwd有root关键字的所有行, 并显示对应的shell

1 2	$ awk -F: '/root/ {print $7}' /etc/passwd /bin/bash

这里指定了action{print $7}
awk内置变量awk有许多内置变量用来设置环境信息, 这些变量可以被改变, 下面给出了最常用的一些变量.

ARGC               命令行参数个数
ARGV               命令行参数排列
ENVIRON            支持队列中系统环境变量的使用
FILENAME           awk浏览的文件名
FNR                浏览文件的记录数
FS                 设置输入域分隔符, 等价于命令行 -F选项
NF                 浏览记录的域的个数
NR                 已读的记录数
OFS                输出域分隔符   默认空格
ORS                输出记录分隔符 默认换行符
RS                 控制记录分隔符 默认换行符
此外,$0变量是指整条记录.$1表示当前行的第一个域,$2表示当前行的第二个域,......以此类推.

统计/etc/passwd:文件名, 每行的行号, 每行的列数, 对应的完整行内容:

$ awk  -F ':'  '{print "filename:" FILENAME ",linenumber:" NR ",columns:" NF ",linecontent:"$0}' /etc/passwd
filename:/etc/passwd,linenumber:1,columns:7,linecontent:root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
filename:/etc/passwd,linenumber:2,columns:7,linecontent:daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/bin/sh
filename:/etc/passwd,linenumber:3,columns:7,linecontent:bin:x:2:2:bin:/bin:/bin/sh
filename:/etc/passwd,linenumber:4,columns:7,linecontent:sys:x:3:3:sys:/dev:/bin/sh

使用printf替代print,可以让代码更加简洁, 易读

1	awk -F ':' '{printf("filename:%10s,linenumber:%s,columns:%s,linecontent:%s\n",FILENAME,NR,NF,$0)}' /etc/passwd

print和printf

awk中同时提供了print和printf两种打印输出的函数.

其中print函数的参数可以是变量, 数值或者字符串. 字符串必须用双引号引用, 参数用逗号分隔. 如果没有逗号, 参数就串联在一起而无法区分. 这里, 逗号的作用与输出文件的分隔符的作用是一样的, 只是后者是空格而已.
printf函数, 其用法和c语言中printf基本相似, 可以格式化字符串, 输出复杂时, printf更加好用, 代码更易懂.

awk编程

变量和赋值

除了awk的内置变量, awk还可以自定义变量.

下面统计/etc/passwd的账户人数

awk '{count++;print $0;} END{print "user count is ", count}' /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
......
user count is  40

count是自定义变量. 之前的action{}里都是只有一个print, 其实print只是一个语句, 而action{}可以有多个语句, 以;号隔开.
这里没有初始化count, 虽然默认是0, 但是妥当的做法还是初始化为0:

awk 'BEGIN {count=0;print "[start]user count is ", count} {count=count+1;print $0;} END{print "[end]user count is ", count}' /etc/passwd
[start]user count is  0
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
...
[end]user count is  40

统计某个文件夹下的文件占用的字节数

1 2	ls -l \|awk 'BEGIN {size=0;} {size=size+$5;} END{print "[end]size is ", size}' [end]size is 8657198

如果以M为单位显示:

1 2	ls -l \|awk 'BEGIN {size=0;} {size=size+$5;} END{print "[end]size is ", size/1024/1024,"M"}' [end]size is 8.25889 M

注意, 统计不包括文件夹的子目录.

条件语句

awk中的条件语句是从C语言中借鉴来的, 见如下声明方式：

if (expression)
{
    statement;
    statement;
    ... ...
}


if (expression)
{
    statement;
}
else
{
    statement2;
}


if (expression)
{
    statement1;
}
else if (expression1)
{
    statement2;
}
else
{
    statement3;
}

统计某个文件夹下的文件占用的字节数,过滤4096大小的文件(一般都是文件夹):

1 2	ls -l \|awk 'BEGIN {size=0;print "[start]size is ", size} {if($5!=4096){size=size+$5;}} END{print "[end]size is ", size/1024/1024,"M"}' [end]size is 8.22339 M

统计下面的命令计算所有的C文件, CPP文件和H文件的文件大小总和.

1 2	$ ls -l .cpp .c *.h \| awk '{sum+=$5} END {print sum}' 2511401

我们再来看一个统计各个connection状态的用法：（我们可以看到一些编程的影子了, 大家都是程序员我就不解释了）

$ awk 'NR!=1{a[$6]++;} END {for (i in a) print i ", " a[i];}' netstat.txt
TIME_WAIT, 3
FIN_WAIT1, 1
ESTABLISHED, 6
FIN_WAIT2, 3
LAST_ACK, 1
LISTEN, 4

再来看看统计每个用户的进程的占了多少内存（注：sum的RSS那一列）

$ ps aux | awk 'NR!=1{a[$1]+=$6;} END { for(i in a) print i ", " a[i]"KB";}'
dbus, 540KB
mysql, 99928KB
www, 3264924KB
root, 63644KB
hchen, 6020KB

环境变量即然说到了脚本, 我们来看看怎么和环境变量交互：（使用-v参数和ENVIRON, 使用ENVIRON的环境变量需要export）

> x=5

> y=10
> export y

> echo $x $y
5 10

$ awk -v val=$x '{print $1, $2, $3, $4+val, $5+ENVIRON["y"]}' OFS="\t" score.txt
Marry   2143    78      89      87
Jack    2321    66      83      55
Tom     2122    48      82      81
Mike    2537    87      102     105
Bob     2415    40      62      72

循环语句

awk中的循环语句同样借鉴于C语言, 支持while, do/while, for, break, continue, 这些关键字的语义和C语言中的语义完全相同.

数组

因为awk中数组的下标可以是数字和字母, 数组的下标通常被称为关键字(key). 值和关键字都存储在内部的一张针对key/value应用hash的表格里.由于hash不是顺序存储, 因此在显示数组内容时会发现, 它们并不是按照你预料的顺序显示出来的. 数组和变量一样, 都是在使用时自动创建的, awk也同样会自动判断其存储的是数字还是字符串.一般而言, awk中的数组用来从记录中收集信息, 可以用于计算总和, 统计单词以及跟踪模板被匹配的次数等等.

显示/etc/passwd的账户

# 这里使用for循环遍历数组

awk -F ':' 'BEGIN {count=0;} {name[count] = $1;count++;}; END{for (i = 0; i < NR; i++) print i, name[i]}' /etc/passwd
0 root
1 daemon
2 bin
3 sys
4 sync
5 games
......