Scripting (eBook)

1.2 Script-Sprachen

Rein formal unterscheiden sich Script-Sprachen von anderen, »höheren« Programmiersprachen dadurch, dass der Code interpretiert wird. Der Code wird also in einer Textdatei formuliert und dann direkt durch die Bash, die PowerShell oder den Python-Interpreter ausgeführt. Der Code braucht nicht vorher kompiliert (also in eine binäre Darstellung umgewandelt) werden.

Dieses Konzept hat den Vorteil, dass Scripts ohne lange Vorbereitungsarbeiten sofort ausgeführt werden können. Das beschleunigt den Entwicklungsprozess.

Die Verwendung eines Interpreters hat allerdings den Nachteil, dass Scripts zumeist etwas langsamer laufen als kompilierte Programme. Deswegen ist eine Script-Sprache selten die ideale Wahl, um rechenintensive Algorithmen zu entwickeln. Da viele Scripts überwiegend aus Aufrufen anderer Kommandos bestehen, spielt der Effizienzverlust durch den fehlenden Compiler gar keine Rolle.

Als »klassische« Script-Sprachen gelten sämtliche Linux-Shells, also z. B. Bourne Shell, die Korn Shell, Bash und Zsh. Eine Shell ist eigentlich ein Kommandointerpreter, also ein Programm, das Kommandos entgegennimmt und diese ausführt. Werden mehrere solche Kommandos in einer Textdatei gespeichert, entsteht die ursprüngliche Form eines Scripts.

Im Laufe der Zeit wurden unzählige Script-Sprachen entwickelt, die mehr syntaktische Möglichkeiten als traditionelle Shells boten und oft für spezifische Aufgaben optimiert wurden. Dazu zählen beispielsweise JavaScript, Python, PHP und Tcl.

In der Windows-Welt übernahm ursprünglich das unsägliche Programm cmd.exe die Rolle der Shell. Darauf aufbauende *.bat-Dateien sind trotz der äußerst bescheidenen Scripting-Möglichkeiten bis heute im Einsatz. Es folgten VBScript, die für den Office-Einsatz optimierte Sprache VBA und schließlich die PowerShell. Erst damit hatte Microsoft Erfolg: Die PowerShell gilt heute als die Sprache, wenn es darum geht, große Windows-Netzwerkinstallationen zu warten und zu administrieren.

Bash und Zsh

Es liegt auf der Hand, dass ich in diesem Buch nicht auf alle populären Script-Sprachen eingehen kann. Ich habe mich vielmehr auf drei (mit der Zsh vier) Sprachen fokussiert, die für administrative Aufgaben sowie im DevOps-Umfeld am wichtigsten sind. Diese Sprachen möchte ich Ihnen im Folgenden kurz vorstellen.

Der Name Bash ist eine Abkürzung für Bourne Again Shell. Die Bourne Shell war vor mehr als 30 Jahren unter Unix sehr beliebt. Allerdings stand dieses Programm nicht unter einer Open-Source-Lizenz zur Verfügung. Das führte zur Entwicklung der weitgehend kompatiblen Bash, die sich später als Standard-Shell bei den meisten Linux-Distributionen durchsetzte.

Wenn im Linux-Umfeld ohne weitere Erläuterungen von Scripting die Rede ist, dann ist als Scripting-Sprache nahezu immer die Bash gemeint. Egal, ob Server-Prozesse gestartet, Netzwerkverbindungen eingerichtet oder Firewall-Regeln verändert werden sollen – ganz häufig kommen dazu bereits auf Betriebssystemebene Bash-Scripts zum Einsatz. Daher ist es naheliegend, auch eigene Aufgaben mit der Bash zu erledigen.

Die weite Verbreitung der Bash lässt manchmal darüber hinwegsehen, dass die Wurzeln und die Syntax der Bash sehr alt sind. Dementsprechend ist die Syntax der Sprache mitunter inkonsistent, ab und zu auch einfach grauenhaft. Statt einfacher Funktionen müssen unzählige Sonderzeichen herhalten, um ganz triviale Aufgaben zu erledigen (Zeichenketten bearbeiten, Berechnungen durchführen). Neben Zeichenketten und Arrays gibt es keine weiteren Datentypen. Objektorientierung ist in der Bash sowieso ein Fremdwort.

Auf der Plusseite steht die schier grenzenlose Auswahl von Unix-Tools, die in Scripts genutzt und kombiniert werden können. Die Stärke der Bash liegt also nicht ihren sprachlichen Möglichkeiten, sondern bei den Kommandos, die Sie in Scripts unkompliziert aufrufen können. (Und Sie wissen ja schon: Diese Kommandos wurden unter dem Motto Do One Thing … entwickelt.)

Einschränkend muss ich noch erwähnen, dass es Einsteigerinnen und Einsteigern schwerfällt, sich in der Bash- und Linux-Kommandowelt zu orientieren. Zwar ist (fast) jedes Kommando für sich gut dokumentiert, aber es gibt keine zentrale Übersicht. (Das begründet den Erfolg meines Buchs »Die Linux-Kommandoreferenz«, das im Rheinwerk Verlag bereits mehrere Auflagen erlebt hat.)

PowerShell

Microsoft hat lange Zeit auf grafische Benutzeroberflächen gesetzt – nicht nur im Office-Bereich, sondern auch zur Server-Administration. Auf den ersten Blick schien das ein Vorteil im Vergleich zu Linux zu sein: Ein paar Mausklicks erschließen sich leichter als dubiose Konfigurationsdateien.

Für Administratorinnen und Administratoren hat sich das zum Albtraum entwickelt: Das Hauptproblem besteht darin, dass die Konfigurationsarbeit nicht skaliert. Zehn Server zu administrieren, dauert per Mausklick eben zehn Mal länger als bei einem Server. Anders als unter Linux gab es kaum Möglichkeiten, derartige Arbeiten zu automatisieren.

Das änderte sich mit der Präsentation der PowerShell 2006. Microsoft hat die Gelegenheit des Neuanfangs gut genutzt: Im Vergleich zur Bash punktet die PowerShell mit einer deutlich logischeren Syntax. Das technisch interessanteste Feature der PowerShell besteht darin, dass der Datentransport von einem Kommando zum nächsten nicht in Textform erfolgt, sondern dass dabei vollwertige Objekte übertragen werden. Das ermöglicht weitreichende Verarbeitungsmöglichkeiten durch das Auslesen von Eigenschaften und den Aufruf von Methoden. Der objektorientierte Ansatz funktioniert allerdings nur mit speziell für die PowerShell optimierten Kommandos, die Microsoft CmdLets nennt. (Der Aufruf traditioneller Kommandos ist auch möglich, unterliegt aber Einschränkungen.)

Ein weiterer Erfolgsfaktor der PowerShell ist im Umfeld zu suchen: Microsoft hat begonnen, viele Windows-Komponenten und Server-Dienste vollständig durch CmdLets konfigurierbar zu machen. Während früher maximal Grundeinstellungen per Script verändert werden konnten, andere Optionen aber doch nur per Mausklick erreichbar waren, gilt jetzt: PowerShell first.

Neben den standardmäßig ausgelieferten CmdLets gibt es im Internet unzählige Erweiterungsmodule mit CmdLets für bestimmte Aufgaben. Rund um die PowerShell ist eine aktive Community entstanden. Seit 2018 ist die PowerShell zudem ein Open-Source-Projekt und kann auch unter Linux und macOS installiert werden. Allerdings ist das CmdLet-Angebot außerhalb der Windows-Welt deutlich kleiner. Typische administrative Aufgaben (Benutzer einrichten, Netzwerkkonfiguration ändern usw.) funktionieren nur unter Windows. Plattformübergreifend lässt sich die PowerShell nur für Aufgaben nutzen, die nicht Windows-spezifisch sind.

Python

Die erste Python-Version wurde 1991 veröffentlicht. Damit ist Python beinahe so alt wie die Bash, deren erste Version 1989 erschien. Aber anders als der Bash merkt man Python das Alter kaum an: Python zeichnet sich durch eine elegante, gut durchdachte Syntax aus, die bis heute Maßstäbe setzt.

Python ist insofern eine Script-Sprache, als der Code ursprünglich von einem Interpreter ausgeführt wurde. Bei aktuellen Versionen wird der Code aus Performance-Gründen allerdings zuerst in ein binäres Zwischenformat (den sogenannten Byte-Code) kompiliert. Bei der Anwendung von Python bemerken Sie davon nichts. Anders formuliert: Python verhält sich wie eine...