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AWK 简明的教程

有一些网友看了前两天的《Linux下应该知道的技巧》希望我能教教他们用awksed,所以,出现了这篇文章。我估计这些80后的年轻朋友可能对awk/sed这类上古神器有点陌生了,所以需要我这个老家伙来炒炒冷饭。况且,AWK是贝尔实验室1977年搞出来的文本出现神器,今年是蛇年,是AWK的本命年,而且年纪和我相仿,所以非常有必要为他写篇文章。

之所以叫AWK是因为其取了三位创始人 Alfred AhoPeter Weinberger, 和 Brian Kernighan 的Family Name的首字符。要学AWK,就得提一提AWK的一本相当经典的书《The AWK Programming Language》,它在豆瓣上的评分是9.4分!在亚马逊上居然卖1022.30元。

我在这里的教程并不想面面俱到,本文和我之前的Go语言简介一样,全是示例,基本无废话。

我只想达到两个目的:

  • 你可以在乘坐公交地铁上下班,或是在坐马桶拉大便时读完(保证是一泡大便的工夫)。
  • 我只想让这篇博文像一个火辣的脱衣舞女挑起你的兴趣,然后还要你自己去下工夫去撸。

废话少说,我们开始脱吧(注:这里只是topless)。

起步上台

我从netstat命令中提取了如下信息作为用例:

$ cat netstat.txt
Proto Recv-Q Send-Q Local-Address Foreign-Address State
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245 TIME_WAIT
tcp 0 0 coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538 FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:1032 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49809 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502 FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49829 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970 TIME_WAIT
tcp 0 4166 coolshell.cn:80 61.148.242.38:30901 ESTABLISHED
tcp 0 1 coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825 FIN_WAIT1
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:4796 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082 TIME_WAIT
tcp 0 1 coolshell.cn:80 208.115.113.92:50601 LAST_ACK
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49840 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025 FIN_WAIT2
tcp 0 0 :::22 :::* LISTEN

下面是最简单最常用的awk示例,其输出第1列和第4例,

  • 其中单引号中的被大括号括着的就是awk的语句,注意,其只能被单引号包含。
  • 其中的$1..$n表示第几例。注:$0表示整个行。
$ awk '{print $1, $4}' netstat.txt
Proto Local-Address
tcp 0.0.0.0:3306
tcp 0.0.0.0:80
tcp 127.0.0.1:9000
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp :::22

我们再来看看awk的格式化输出,和C语言的printf没什么两样:

$ awk '{printf "%-8s %-8s %-8s %-18s %-22s %-15s\n",$1,$2,$3,$4,$5,$6}' netstat.txt
Proto Recv-Q Send-Q Local-Address Foreign-Address State
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245 TIME_WAIT
tcp 0 0 coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538 FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:1032 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49809 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502 FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49829 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970 TIME_WAIT
tcp 0 4166 coolshell.cn:80 61.148.242.38:30901 ESTABLISHED
tcp 0 1 coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825 FIN_WAIT1
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:4796 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082 TIME_WAIT
tcp 0 1 coolshell.cn:80 208.115.113.92:50601 LAST_ACK
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49840 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025 FIN_WAIT2
tcp 0 0 :::22 :::* LISTEN

脱掉外套

过滤记录

我们再来看看如何过滤记录(下面过滤条件为:第三列的值为0 && 第6列的值为LISTEN)

$ awk '$3==0 && $6=="LISTEN" ' netstat.txt
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 :::22

其中的“==”为比较运算符。其他比较运算符:!=, >, <, >=, <=

我们来看看各种过滤记录的方式:

$ awk ' $3>0 {print $0}' netstat.txt
Proto Recv-Q Send-Q Local-Address Foreign-Address State
tcp 0 4166 coolshell.cn:80 61.148.242.38:30901 ESTABLISHED
tcp 0 1 coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825 FIN_WAIT1
tcp 0 1 coolshell.cn:80

如果我们需要表头的话,我们可以引入内建变量NR:

$ awk '$3==0 && $6=="LISTEN" || NR==1 ' netstat.txt
Proto Recv-Q Send-Q Local-Address Foreign-Address State
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 :::22 :::* LISTEN

再加上格式化输出:

$ awk '$3==0 && $6=="LISTEN" || NR==1 {printf "%-20s %-20s %s\n",$4,$5,$6}' netstat.txt
Local-Address Foreign-Address State
0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
:::22

内建变量

说到了内建变量,我们可以来看看awk的一些内建变量:

$0 当前记录(这个变量中存放着整个行的内容)
$1~$n 当前记录的第n个字段,字段间由FS分隔
FS 输入字段分隔符 默认是空格或Tab
NF 当前记录中的字段个数,就是有多少列
NR 已经读出的记录数,就是行号,从1开始,如果有多个文件话,这个值也是不断累加中。
FNR 当前记录数,与NR不同的是,这个值会是各个文件自己的行号
RS 输入的记录分隔符, 默认为换行符
OFS 输出字段分隔符, 默认也是空格
ORS 输出的记录分隔符,默认为换行符
FILENAME 当前输入文件的名字

怎么使用呢,比如:我们如果要输出行号:

$ awk '$3==0 && $6=="ESTABLISHED" || NR==1 {printf "%02s %s %-20s %-20s %s\n",NR, FNR, $4,$5,$6}' netstat.txt
01 1 Local-Address Foreign-Address State
07 7 coolshell.cn:80 110.194.134.189:1032 ESTABLISHED
08 8 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49809 ESTABLISHED
10 10 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49829 ESTABLISHED
14 14 coolshell.cn:80 110.194.134.189:4796 ESTABLISHED
17 17 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49840 ESTABLISHED

指定分隔符

$ awk 'FS=":" {print $1,$3,$6}' /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin 1 /bin
daemon 2 /sbin
adm 3 /var/adm
lp 4 /var/spool/lpd
sync 5 /sbin
shutdown 6 /sbin
halt 7 /sbin

上面的命令也等价于:(-F的意思就是指定分隔符)

$ awk -F: '{print $1,$3,$6}' /etc/passwd

注:如果你要指定多个分隔符,你可以这样来:

awk -F '[;:]'

再来看一个以\t作为分隔符输出的例子(下面使用了/etc/passwd文件,这个文件是以:分隔的):

$ awk -F: '{print $1,$3,$6}' OFS="\t" /etc/passwd
root 0 /root
bin 1 /bin
daemon 2 /sbin
adm 3 /var/adm
lp 4 /var/spool/lpd
sync 5 /sbin

脱掉衬衫

字符串匹配

我们再来看几个字符串匹配的示例:

$ 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。这就是一个正则表达式的匹配。

其实awk可以像grep一样的去匹配第一行,就像这样:

$ awk '/LISTEN/' netstat.txt
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 :::22

我们可以使用“/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:

awk '!/WAIT/' netstat.txt

折分文件

awk拆分文件很简单,使用重定向就好了。下面这个例子,是按第6例分隔文件,相当的简单(其中的NR!=1表示不处理表头)。

$ awk 'NR!=1{print > $6}' netstat.txt

$ ls
ESTABLISHED FIN_WAIT1 FIN_WAIT2 LAST_ACK LISTEN netstat.txt TIME_WAIT

$ cat ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:1032 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49809 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49829 ESTABLISHED
tcp 0 4166 coolshell.cn:80 61.148.242.38:30901 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:4796 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49840 ESTABLISHED

$ cat FIN_WAIT1
tcp 0 1 coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825 FIN_WAIT1

$ cat FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538 FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502 FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025 FIN_WAIT2

$ cat LAST_ACK
tcp 0 1 coolshell.cn:80 208.115.113.92:50601 LAST_ACK

$ cat LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 :::22 :::* LISTEN

$ cat TIME_WAIT
tcp 0 0 coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245 TIME_WAIT
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970 TIME_WAIT
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082 TIME_WAIT

你也可以把指定的列输出到文件:

awk 'NR!=1{print $4,$5 > $6}' netstat.txt

再复杂一点:(注意其中的if-else-if语句,可见awk其实是个脚本解释器)

$ awk 'NR!=1{if($6 ~ /TIME|ESTABLISHED/) print > "1.txt";
else if($6 ~ /LISTEN/) print > "2.txt";
else print > "3.txt" }' netstat.txt

$ ls ?.txt
1.txt 2.txt 3.txt

$ cat 1.txt
tcp 0 0 coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245 TIME_WAIT
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:1032 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49809 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49829 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970 TIME_WAIT
tcp 0 4166 coolshell.cn:80 61.148.242.38:30901 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 110.194.134.189:4796 ESTABLISHED
tcp 0 0 coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082 TIME_WAIT
tcp 0 0 coolshell.cn:80 123.169.124.111:49840 ESTABLISHED

$ cat 2.txt
tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:9000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 :::22 :::* LISTEN

$ cat 3.txt
tcp 0 0 coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538 FIN_WAIT2
tcp 0 0 coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502 FIN_WAIT2
tcp 0 1 coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825 FIN_WAIT1
tcp 0 1 coolshell.cn:80 208.115.113.92:50601 LAST_ACK
tcp 0 0 coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025 FIN_WAIT2

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。

$ 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。注意其中的数组的用法)

$ 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

脱掉内衣

awk脚本

在上面我们可以看到一个END关键字。END的意思是“处理完所有的行的标识”,即然说到了END就有必要介绍一下BEGIN,这两个关键字意味着执行前和执行后的意思,语法如下:

  • BEGIN{ 这里面放的是执行前的语句 }
  • END {这里面放的是处理完所有的行后要执行的语句 }
  • {这里面放的是处理每一行时要执行的语句}

为了说清楚这个事,我们来看看下面的示例:

假设有这么一个文件(学生成绩表):

$ cat score.txt
Marry 2143 78 84 77
Jack 2321 66 78 45
Tom 2122 48 77 71
Mike 2537 87 97 95
Bob 2415 40 57 62

我们的awk脚本如下(我没有写有命令行上是因为命令行上不易读,另外也在介绍另一种用法):

$ cat cal.awk
#!/bin/awk -f
#运行前
BEGIN {
math = 0
english = 0
computer = 0

printf "NAME NO. MATH ENGLISH COMPUTER TOTAL\n"
printf "---------------------------------------------\n"
}
#运行中
{
math+=$3
english+=$4
computer+=$5
printf "%-6s %-6s %4d %8d %8d %8d\n", $1, $2, $3,$4,$5, $3+$4+$5
}
#运行后
END {
printf "---------------------------------------------\n"
printf " TOTAL:%10d %8d %8d \n", math, english, computer
printf "AVERAGE:%10.2f %8.2f %8.2f\n", math/NR, english/NR, computer/NR
}

我们来看一下执行结果:(也可以这样运行 ./cal.awk score.txt)

$ awk -f cal.awk score.txt
NAME NO. MATH ENGLISH COMPUTER TOTAL
---------------------------------------------
Marry 2143 78 84 77 239
Jack 2321 66 78 45 189
Tom 2122 48 77 71 196
Mike 2537 87 97 95 279
Bob 2415 40 57 62 159
---------------------------------------------
TOTAL: 319 393 350
AVERAGE: 63.80 78.60 70.00

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

几个花活

最后,我们再来看几个小例子:

#从file文件中找出长度大于80的行
awk 'length>80' file

#按连接数查看客户端ip
netstat -ntu | awk '{print $5}' | cut -d: -f1 | sort | uniq -c | sort -nr

#打印99乘法表
seq 9 | sed 'H;g' | awk -v RS='' '{for(i=1;i<=NF;i++)printf("%dx%d=%d%s", i, NR, i*NR, i==NR?"\n":"\t")}'

自己撸吧

关于其中的一些知识点可以参看gawk的手册

(全文完)

延伸阅读

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