AWK 简明教程
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awk和sed，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 Aho，Peter 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：
1）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）。
2）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 :::* LISTEN
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:80 208.115.113.92:50601 LAST_ACK
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 :::* LISTEN
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 'BEGIN{FS=":"} {print $1,$3,$6}' /etc/passwd
root 0 /root
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 :::* LISTEN
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：
- 内建变量，参看：http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Built_002din-Variables
- 流控方面，参看：http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Statements
- 内建函数，参看：http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Built_002din
- 正则表达式，参看：http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Regexp
（全文完）
Face your past without regret. Handle your present with confidence.Prepare for future without fear. keep the faith and drop the fear.
面对过去无怨无悔，把握现在充满信心，备战未来无所畏惧。保持信念，克服恐惧！一点一滴的积累，一点一滴的沉淀，学技术需要不断的积淀！
