学习新的事物，我认为要解决what、why、how三个方面。以shell为例，就要解决：

1、  什么是shell？

2、  为什么要用shell？

3、  怎么应用shell？

 

因为学习shell的时间不长，还是初步理解阶段，如果理解有误，欢迎留言指正。

 

记录的过程也是学习的过程，我想在记录的过程中会对问题有更深入的认识。记录不是照搬，要结合自己的认识体会。下面先总结一下前两个问题，第三个问题太多了，还没学完，而且需要在不断的编程实践中总结经验，才会有更为深入的认识，只总结一两点就是了。我认为前面两个问题解决好了，对第三个问题的用处是不言而喻的。

 

一、什么是shell

 

首先需要了解Linux的结构，理解shell处于一个什么层次，才能把握shell的含义。

 

Linux一般有3个主要部分：内核(kernel)、命令解释层(Shell或其他操作环境)、文件结构(file structure)。

 

1、内核是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。

 

2、命令解释层

 

在kernel和用户之间，有操作环境提供操作界面，它可以描述为一个命令解释器，这一层称之为命令解释层，可以认为是一种接口，它的作用就是对用户输入的命令进行解释，再将其发送到内核。Linux存在几种操作环境，分别是：桌面(desktop)、窗口管理器(window manager)和命令行shell(command line shell)。Linux系统中的每个用户都可以拥有自己的用户操作界面，根据自己的要求进行定制。现在比较流行的窗口管理器是KDE和GNOME。

 

这样就比较清楚shell了：1）Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令，并且是把它送入内核去执行。2）制订用户环境，通常在shell初始化文件中作这种工作。例如：设置终端键及窗口特征；设置搜索路径、权限、提示等。3）shell可以用作解释编程语言。Shell程序也叫命令表，由在文件中列出的命令组成。

 

3、文件结构

 

文件结构是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法，主要体现在对文件和目录的组织上。目录提供了管理文件的一个方便而有效的途径。用户能够从一个目录切换到另一个目录，而且可以设置目录和文件的权限，设置文件的共享程度。

 

使用Linux，用户可以设置目录和文件的权限，以便允许或拒绝其他人对其进行访问。Linux目录采用多级树形结构。用户可以浏览整个系统，进入任何一个已授权进入的目录，访问那里的文件。

 

文件结构的相互关联性使共享数据变得容易，几个用户可以访问同一个文件。Linux是一个多用户系统，操作系统本身的驻留程序存放在以根目录开始的专用目录中，有时被指定为系统目录。用户可以创建自己的子目录保存自己的文件，可以很容易地把文件从一个子目录移到另一个子目录中去。

 

操作环境(shell)和文件结构一起形成了基本的操作系统结构。它们使得用户可以运行程序、使用系统以及管理文件。此外，Linux操作系统还有许多被称为实用工具的程序，辅助用户完成一些特定的任务。实用工具可分三类:

 

编辑器：用于编辑文件。

过滤器：用于接收数据并过滤数据。

交互程序：允许用户发送信息或接收来自其他用户的信息。

 

Linux的编辑器主要有：Ed、Ex、Vi和Emacs。Ed和Ex是行编辑器，Vi和Emacs是全屏幕编辑器。

 

Linux的过滤器（Filter）读取从用户文件或其他地方的输入，检查和处理数据，然后输出结果。从这个意义上说，它们过滤了经过它们的数据。Linux有不同类型的过滤器，一些过滤器用行编辑命令输出一个被编辑的文件。另外一些过滤器是按模式寻找文件并以这种模式输出部分数据。还有一些执行字处理操作，检测一个文件中的格式，输出一个格式化的文件。过滤器的输入可以是一个文件，也可以是用户从键盘键入的数据，还可以是另一个过滤器的输出。过滤器可以相互连接，因此，一个过滤器的输出可能是另一个过滤器的输入。在有些情况下，用户可以编写自己的过滤器程序。

 

交互程序是用户与机器的信息接口。Linux是一个多用户系统，它必须和所有用户保持联系。信息可以由系统上的不同用户发送或接收。信息的发送有两种方式，一种方式是与其他用户一对一地链接进行对话，另一种是一个用户对多个用户同时链接进行通讯，即所谓广播式通讯。

 

二、为什么要用shell

 

Linux 的图形化环境最近这几年有很大改进。在X Window系统下，几乎可以做全部的工作，只需打开shell提示来完成极少量的任务。然而，在shell提示下要比在图形化用户界面(GUI)下完成得更快。Linux的很多初始化文件和配置文件都是使用shell来编写的，要想真正的了解和使用Linux，就必须学习shell。所以我使用shell的目的比较简单，总结如下：

 

1、  能够理解Linux初始化和配置文件，更好地使用Linux。

2、  在shell下工作消耗少，速度快，效率高。

3、  嵌入式Linux下基本上使用命令行界面，有时需要编写一些shell脚本，以更好地运行。

 

三、了解一下shell的基本知识

 

1、shell的历史

 

在 AT&T 的 Dennis Ritchie 和 Ken Thompson 设计 UNIX™ 的时候，他们想要为用户创建一种与他们的新系统交流的方法。那时的操作系统带有命令解释器。命令解释器接受用户的命令，然后解释它们，因而计算机可以使用这些命令。但是 Ritchie 和 Thompson 想要的不只是这些功能，他们想提供比当时的命令解释器具备更优异功能的工具。这导致了 Bourne shell（通称为sh）的开发，由 S.R. Bourne 创建。自从 Bourne shell 的创建，其它 shell 也被一一开发，如 C shell（csh）和 Korn shell（ksh）。

 

当自由软件基金会想寻求一种免费的 shell，开发者们开始致力于Bourne shell 以及当时其它 shell 中某些很受欢迎的功能背后的语言。这个开发结果是 Bourne Again Shell，或称 bash。Red Hat Linux 包括几种不同的shell，bash 是为互动用户提供的默认 shell 。这个可以在/etc/passwd用户文本域的第7域中查看。

 

总结一下，目前主要有下列版本的Shell。

 

●      Bourne Shell：是贝尔实验室开发的版本。

●      BASH：是GNU的Bourne Again Shell，是GNU操作系统上默认的Shell。

●      Korn Shell：是对Bourne Shell的发展，在大部分情况下与Bourne Shell兼容。

●      C shell：是SUN公司Shell的BSD版本。

2、选择shell

可以通过阅读它们各自的使用手册来了解各自的详细情况。对于各种不同的shell的学习和使用，主要归结为从以下几个方面进行。

●      这种shell的内建命令都有哪些？

●      怎样进行任务控制，即后台处理？

●      这种shell是否支持命令行编辑？

●      这种shell是否支持命令行历史记录？

●      什么是它的重要的开机启动文件或者配置文件？

●      各个shell的重要环境变量有哪些？

●      可以使用什么样的命令行提示符？

●      支持什么样的编程框架？

 

3、Bash shell的激活

 

Bash最常见的激活模式是交互式和非交互式两种。

 

3.1 交互式激活

 

指其标准输入和输出都连接到终端上，有分为四种类型：login、非login、posix以及受限的shell。

 

3.1.1 当Bash作为login shell被激活时,它将依次读取并执行以下文件:

 

1）/etc/profile

2）~/.bash_profile, ~/.bash_login or ~/.profile： 读取第一个存在的可读取的文件

3）~/.bash_logout 退出登陆的时候。

 

如果配置文件存在但是不能读取，错误消息将会显示。一个文件不存在，Bash将搜索下一个。使用--noprofile选项激活Bash可以禁止其读任何初始化文件。

 

3.1.2 当Bash作为非login shell被激活时,它将读取并执行~/.bashrc，此文件通常指向 ~/.bash_profile：

if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrc; fi

 

使用--norc选项激活Bash可以禁止执行任何初始化文件,使用 --rcfile file可以指定执行的初始化文件。

 

3.1.3 当Bash作为posix模式被激活时,Bash会试着尝试尽可能遵循POSIX的shell标准。读取的文件：由变量 ENV 定义

 

3.1.4  当Bash作为受限模式被激活时,它除了禁止某些操作以外,其他行为于其他模式相同。受限操作有。改变目录,修改$SHELL和$PATH变量, 运行exec,以绝对路径运行程序以及使用重定向。Bash 1.x中不包含受限模式。

 

3.2  非交互式激活

 

主要用来运行Shell脚本。启动后,Bash检查$BASH_ENV变量,若定义, 这执行该变量指定文件中包含的命令。

Bash 的激活选项
-c string 该选项表明string中包含了一条命令.如 bash -c ls ~
-i 使Bash以交互式方式运行
-r 使Bash以受限方式运行
--login 使Bash以登录Shell方式运行
--posix 使Bash遵循POSIX标准
--verbose 使Bash显示所有其读入的输入行
--help 打印Bash的使用信息
--version 打印版本信息
--noprofile
--norc
--rcfile file

4、Bash shell的初始化文件

4.1 跨系统配置文件

 

4.1.1 /etc/profile

 

通常设置一些shell变量，如PATH、USER、MAIL、HOSTNAME、HISTSIZE。

 

4.1.2 /etc/bashrc

 

/etc/profile只是存放了shell环境和程序启动设置，而/etc/bashrc则包含了为shell函数和别名的跨系统定义。/etc/bashrc文件可能指向/etc/profile或者单用户初始化文件。

 

4.2 单独用户配置文件

 

4.2.1 ～/.bash_profile

 

用户可以增加额外的配置选项或者改变默认的选项。前面所用到过的环境变量的定制就是在这里进行的。从第3部分bash shell的激活也可以看出为什么在这里定制的生命存活期是永久的，就是在于每次登陆shell都会配置一次，而每次配置之后生命周期就是直到shell退出。

 

4.2.2 ～/.bash_login

 

此文件包含只有在登陆进系统的时候才执行的特殊设置，在没有～/.bash_profile的情况下，此文件会被读取。

 

4.2.3 ～/.bashrc

 

当使用一个非登陆shell，比如X窗口登陆进图形模式的时候，打开一个这样的窗口后，用户不需要用户名和密码，无需认证。此时bash会搜索～/.bashrc，所以也指向登陆时读取的文件，同时意味着不需要在多个文件中进行相同的设置。

 

4.2.4 ～/.bash_logout

 

包含了退出shell时的特别指令。

前面的初始化脚本在修改后，应该是在下一次登陆时初始化生效，不过可以使用source命令，使之立刻生效。格式：source <filename>

 

5、shell命令行处理

 

当在shell提示符下面键入一个命令，shell是如何识别并且执行的，这个参考放在资料收藏里的《详解Bash命令行处理》一文，对此就会有比较清晰的认识，很多疑惑也就会迎刃而解了。

 

下面就fork-and-exec机制和Bash shell支持的内建命令简单介绍一下。