Linux实战笔记(五) shell

大家好，我是半虹，这篇文章我们介绍一下 shell

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1、Shell

Shell 通常泛指系统提供给用户的操作界面，是系统内核与用户之间的连接

Shell 这个名字其实还挺形象的，中文翻译是壳，什么的壳呢，自然是系统内核的壳

操作界面可以分为两种，分别是命令行接口 (CLI) 和图形用户接口 (GUI)

现在一般说的 Shell 通常都是指命令行接口 ，也可以理解成是终端

在 Linux 上的 Shell 种类很多，下面来介绍一些常见的：

• Bourne Shell (sh)：Unix 系统中最早的 Shell 之一 ，功能较为基础，用户交互较弱
• Bourne Again Shell (bash)：sh 的拓展，提供更多新特性，是大多数 Linux 默认的 Shell
• Z Shell (zsh )：功能更强大但配置较复杂，搭配 oh-my-zsh 还是非常推荐的

下面这些命令可以用来查看和修改用户 Shell：

• 查看所有可用 Shell

cat /etc/shells

# /bin/sh
# /bin/bash
# /bin/dash

• 查看默认登录 Shell

cat /etc/passwd

# root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
# ...
# ...
# 输出信息以 : 为分割，其中第一项为用户名，最后一项为该用户的默认登录 Shell

• 修改默认登录 Shell

chsh

# Password: 
# Changing the login shell for <当前用户>
# Enter the new value, or press ENTER for the default
# 	Login Shell [/bin/bash]: 

2、配置文件

不同的 Shell 会有不同的配置文件，这些配置文件可以用来设置环境变量、定义别名等等

下面以 Ubuntu 18.04.6 系统下的 Bash 为例进行介绍：

文件路径	影响范围	一般作用	执行时机	修改后如何生效
/etc/profile	所有用户	完成系统级初始化任务	用户登陆	使用 source，或重新登录
/etc/bash.bashrc	所有用户	设置系统级自定义终端	打开终端	使用 source，或新开终端
~/.profile	当前用户	完成用户级初始化任务	用户登陆	使用 source，或重新登录
~/.bashrc	当前用户	设置用户级自定义终端	打开终端	使用 source，或新开终端

这四个配置文件有着密切关联，下面会从 login shell 和 non-login shell 的角度切入分析

login shell 意味着需要通过密码登录进入 shell，反之，non-login shell 则无需重复登录

无论我们通过图形化界面，还是通过命令行界面登录 shell ，这些都属于 login shell

而在登录后的图形化界面打开终端，或者通过 su 切换用户，这些则属于 non-login shell

login shell 配置文件读取流程如下：

1. login 进程 调用 /etc/profile，/etc/profile 调用 /etc/bash.bashrc

   # /etc/profile
   # 包含调用 /etc/bash.bashrc 的关键代码
   
   if [ "${PS1-}" ]; then
     if [ "${BASH-}" ] && [ "$BASH" != "/bin/sh" ]; then
       # The file bash.bashrc already sets the default PS1.
       # PS1='\h:\w\$ '
       if [ -f /etc/bash.bashrc ]; then
         . /etc/bash.bashrc # 调用 /etc/bash.bashrc【关键代码】
       fi
     else
       if [ "`id -u`" -eq 0 ]; then
         PS1='# '
       else
         PS1='$ '
       fi
     fi
   fi
   
   if [ -d /etc/profile.d ]; then
     for i in /etc/profile.d/*.sh; do
       if [ -r $i ]; then
         . $i # 调用 /etc/profile.d/ 下的所有脚本
       fi
     done
     unset i
   fi

2. login 进程 调用 ~/.profile，~/.profile 调用 ~/.bashrc

   # ~/.profile
   # 包含调用 ~/.bashrc 的关键代码
   
   # if running bash
   if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then
       # include .bashrc if it exists
       if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then
           . "$HOME/.bashrc" # 调用 ~/.bashrc【关键代码】
       fi
   fi
   
   # set PATH so it includes user's private bin if it exists
   if [ -d "$HOME/bin" ] ; then
       PATH="$HOME/bin:$PATH" # 设置环境变量
   fi
   
   # set PATH so it includes user's private bin if it exists
   if [ -d "$HOME/.local/bin" ] ; then
       PATH="$HOME/.local/bin:$PATH" # 设置环境变量
   fi

non-login shell 配置文件读取流程如下：

1. non-login 进程 调用 /etc/bash.bashrc

2. non-login 进程 调用 ~/.bashrc

   关于 non-login shell 配置文件的读取，其实还有些微妙

   现在网上大多数博客的写法是 non-login shell 只会读取 ~/.bashrc

   但是经过测试后发现，/etc/bash.bashrc 也会被执行

   当然还有一部分博客，包括 ChatGPT 都说是因为 ~/.bashrc 调用的 /etc/bash.bashrc

   但是经过测试后发现，/etc/bash.bashrc 是在 ~/.bashrc 之前被执行的，这就不可能是调用了

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   怎么测试的呢，也比较简单

   在 /etc/bash.bashrc 文件可执行的第一行和最后一行分别加上：
   echo "-> /etc/bash.bashrc start"
   echo "-> /etc/bash.bashrc end"

   在 ~/.bashrc 文件可执行的第一行和最后一行分别加上：
   echo "-> ~/.bashrc start"
   echo "-> ~/.bashrc end"

   然后登录 root 用户，再用 su username 切换回设置的用户，输出顺序如下：
   -> /etc/bash.bashrc start
   -> /etc/bash.bashrc end
   -> ~/.bashrc start
   -> ~/.bashrc end

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   现在可以确定的一点是，至少在 Ubuntu 18.04.6 系统下，non-login shell 会执行 /etc/bash.bashrc 和 ~/.bashrc

   但是其中具体的细节目前还不是很清楚，如果有朋友对这块比较了解，还请不吝赐教！

说到这里，或许你就能理解为啥有时候使用 su 切换用户后，某些环境变量没有生效

因为这时候登录的是 non-login shell，不会执行 /etc/profile 以及 ~/.profile

如果有一些环境变量写在这两个文件，文件没有被执行，那么自然也就没有进行设置

其实， su 是能够以 login shell 的方式切换用户的

只需要加上 -l 参数即可，例如 su -l username

这时候就能读取完整配置，正确设置所有环境变量，这是一个常常被大家忽视的技巧

3、环境变量

在使用 Shell 的时候，一个最常见的需求就是为各种软件去设置环境变量

环境变量有很多，下面分类介绍下：

• 配置系统信息，例如
  • PATH：指定可执行文件的搜索路径
  • LANG：设置默认语言环境
• 定义用户环境，例如
  • PS1 ：定制命令行提示符
  • HOME：指定用户的主目录
• 控制应用行为，例如
  • 以 NVM_ 开头的变量：定义 nvm 相关信息
  • 以 CONDA_ 开头的变量：定义 conda 相关信息

一般来说，安装软件的时候会自动配置环境变量，如果没有，那就需要我们手动配置

下面就以配置可执行文件的搜索路径 PATH 为例来进行讲解，通常有两种不同的方式

1. 临时生效：在当前终端配置，在当前终端生效
2. 永久生效：在配置文件配置，对所有终端有效

（1）临时生效

查看所有环境变量：

env

输出指定环境变量：

echo $PATH

设置临时环境变量：

export PATH=$PATH:/new/path # 注意这里赋值 PATH 时，需要拼接上原来 PATH 的值

（2）永久生效

因为每次登录或者打开终端都会执行配置文件，所以写在其中的命令对所有终端生效

这样就能避免对每一个终端都要手动进行设置，达到永久有效的目的

对于用户级配置，一般都会写在 ~/.bashrc ，具体设置的步骤如下：

1. 打开配置文件

vi ~/.bashrc

2. 在文件的最后写入配置命令，保存并关闭文件

export PATH=$PATH:/new/path

3. 激活配置文件

source ~/.bashrc

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好啦，本文到此结束，感谢您的阅读！

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