用 Bash 解析 JSON 設定檔

在日常的 Linux 系統管理與自動化腳本開發中，我們經常需要讀取外部設定檔。雖然傳統做法多使用 .conf 或 .ini 格式，但近年來 JSON 因其結構嚴謹、支援巢狀資料且人類可讀性高，已成為許多現代應用程式（如 Kubernetes、Docker Compose、Ansible）的首選配置格式。

許多初學者會認為 Bash 不擅長處理 JSON，必須依賴 Python 或 Node.js 才能完成。事實上，雖然 Bash 原生不支援 JSON 解析，但透過搭配輕量級的指令行工具 jq，我們可以在 Shell 腳本中高效、簡潔地提取所需數據。本文将介紹如何在 Ubuntu 22.04 或 Debian 12 環境中，利用 jq 實現 JSON 設定檔的解析。

環境準備與安裝

在開始編寫腳本之前，請確保您的系統已安裝 jq。對於 Ubuntu 22.04 和 Debian 12 使用者，安裝過程非常簡單。打開終端機，執行以下指令：

sudo apt update
sudo apt install -y jq

安裝完成後，您可以輸入 jq --version 確認安裝狀態。若顯示版本號（例如 jq-1.6），則表示環境已就緒。

實戰範例：解析巢狀 JSON 設定檔

假設我們有一個名為 config.json 的設定檔，內容如下。這個檔案模擬了一個應用程式的資料庫連線與日誌配置，包含巢狀結構與陣列資料。

{
  "app_name": "MyApp",
  "version": "1.2.0",
  "database": {
    "host": "192.168.1.100",
    "port": 5432,
    "credentials": {
      "username": "admin",
      "password": "secret123"
    }
  },
  "features": ["logging", "metrics", "alerts"],
  "debug": true
}

1. 提取基本鍵值

若我們只想取得應用程式名稱，可以使用 jq 的簡易查詢語法。在 Shell 腳本中，通常會將 jq 的輸出結果賦值給變數。

#!/bin/bash

CONFIG_FILE="config.json"

# 檢查檔案是否存在
if [[ ! -f "$CONFIG_FILE" ]]; then
    echo "錯誤：找不到設定檔 $CONFIG_FILE"
    exit 1
fi

# 提取 app_name
APP_NAME=$(jq -r '.app_name' "$CONFIG_FILE")
echo "應用程式名稱: $APP_NAME"

這裡關鍵參數 -r (raw output) 非常重要。若不加 -r，jq 會輸出帶有雙引號的字串 "MyApp"，而加上後則輸出純文字 MyApp，方便後續字串處理。

2. 提取巢狀資料

JSON 的強大之處在於其層級結構。若要提取資料庫的主機位址，只需使用點號（.）或方括號（[]）來導航路徑。

# 提取資料庫主機位址
DB_HOST=$(jq -r '.database.host' "$CONFIG_FILE")
echo "資料庫主機: $DB_HOST"

# 提取密碼（注意：實際生產環境應避免明文儲存密碼，此處僅為教學示範）
DB_PASS=$(jq -r '.database.credentials.password' "$CONFIG_FILE")
echo "資料庫密碼: $DB_PASS"

3. 處理陣列與過濾

若需要檢查某個功能是否啟用，或遍歷陣列中的項目，jq 提供了強大的過濾功能。例如，我們想確認 features 陣列中是否包含 logging，並將其轉換為單行字串輸出。

# 將陣列轉換為以逗號分隔的字串
FEATURES_STR=$(jq -r '.features | join(",")' "$CONFIG_FILE")
echo "啟用的功能: $FEATURES_STR"

# 檢查特定元素是否存在
if jq -e '.features | index("metrics")' "$CONFIG_FILE" > /dev/null; then
    echo "Metrics 功能已啟用"
else
    echo "Metrics 功能未啟用"
fi

其中 -e 參數用於判斷查詢是否有結果，若無結果則回傳非零狀態碼，非常適合用於 if 條件判斷。

常見問題與注意事項

在使用 Bash 解析 JSON 時，開發者常會遇到以下兩個問題：

1. 為什麼輸出結果帶有雙引號？ 這是因為 JSON 標準規定字串必須以雙引號包裹。jq 預設會遵循此標準輸出。若您需要在 Shell 變數中直接使用該值（例如拼接路徑或傳遞參數），務必加上 -r 參數以移除外層引號。

2. 遇到特殊字元或 Unicode 編碼時該如何處理？ jq 預設會將非 ASCII 字元（如中文）轉換為 Unicode 編碼序列。若您希望直接顯示中文，可以加上 -j 參數（raw input/output 的組合變體，視版本而定）或使用 --raw-output。此外，若 JSON 檔案包含單引號或特殊 Shell 字元，建議使用 jq -R 讀取原始字串並手動處理，或確保腳本使用雙引號包裹變數，防止 Shell 誤解字元。

小結

雖然 Bash 本身不支援 JSON 解析，但透過整合 jq 這個強大的工具，我們能夠以極少的程式碼完成複雜的資料提取工作。本文介紹了如何安裝 jq，並展示了提取基本值、導航巢狀結構以及處理陣列的實戰技巧。

掌握這些技巧後，您將能更靈活地處理現代化的設定檔格式，提升腳本的穩定性與可讀性。建議您在實際專案中，將 JSON 設定檔的路徑與權限管理納入考量，確保資料的安全性。