Shell 简介

什么是 Shell？

Shell 是用户与 Linux 内核之间的接口，它接收用户输入的命令，将其解释并传递给内核执行，然后将结果返回给用户。

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        用户                               │
│                         │                                │
│                         ▼                                │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │                    Shell                         │    │
│  │   • 命令解释器                                    │    │
│  │   • 脚本编程环境                                  │    │
│  │   • 用户交互界面                                  │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘    │
│                         │                                │
│                         ▼                                │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │                  Linux 内核                       │    │
│  │   • 进程管理                                      │    │
│  │   • 内存管理                                      │    │
│  │   • 文件系统                                      │    │
│  │   • 设备驱动                                      │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘    │
│                         │                                │
│                         ▼                                │
│                      硬件                                 │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

Shell 的功能

1. 命令解释

Shell 读取并执行用户输入的命令：

$ ls -la /home
# Shell 解析这个命令，调用 ls 程序，传递参数 -la 和 /home

2. 脚本编程

Shell 是一种脚本编程语言，可以编写自动化脚本：

#!/bin/bash
for file in *.txt; do
    echo "处理文件: $file"
done

3. 环境管理

Shell 管理环境变量和工作环境：

$ export PATH=$PATH:/new/path
$ echo $HOME

4. 输入输出重定向

Shell 可以重定向命令的输入和输出：

$ command > output.txt     # 输出重定向
$ command < input.txt      # 输入重定向
$ command1 | command2      # 管道

5. 作业控制

Shell 可以管理后台进程：

$ command &                # 后台运行
$ jobs                     # 查看作业
$ fg                       # 恢复到前台

常见的 Shell

Bash（Bourne Again Shell）

最流行的 Shell，是大多数 Linux 发行版的默认 Shell。

特点

GNU 项目的一部分
兼容 Bourne Shell (sh)
丰富的功能：命令补全、历史、别名
强大的脚本能力

# 检查是否使用 Bash
$ echo $BASH_VERSION
5.1.16(1)-release

Zsh（Z Shell）

功能更丰富的 Shell，macOS 的默认 Shell。

特点

强大的自动补全
主题和插件支持（Oh My Zsh）
拼写纠正
共享历史

# 安装 Zsh
$ sudo apt install zsh

# 设置为默认 Shell
$ chsh -s /bin/zsh

Fish（Friendly Interactive Shell）

用户友好的现代 Shell。

特点

开箱即用的语法高亮
智能自动补全
基于 Web 的配置
不兼容 POSIX

# 安装 Fish
$ sudo apt install fish

# 运行 Fish
$ fish

其他 Shell

Shell	说明
sh (Bourne Shell)	最早的 Unix Shell
csh (C Shell)	类 C 语法
tcsh	csh 的增强版
ksh (Korn Shell)	商业 Unix 常用
dash	Debian 系统脚本默认 Shell

查看和切换 Shell

查看当前 Shell

# 方法 1：查看 $SHELL 变量
$ echo $SHELL
/bin/bash

# 方法 2：查看当前进程
$ ps -p $$
  PID TTY          TIME CMD
 1234 pts/0    00:00:00 bash

# 方法 3：查看 $0
$ echo $0
-bash

查看可用 Shell

$ cat /etc/shells
/bin/sh
/bin/bash
/bin/zsh
/usr/bin/zsh
/bin/fish

临时切换 Shell

# 启动 Zsh
$ zsh

# 启动 Fish
$ fish

# 退出回到原 Shell
$ exit

更改默认 Shell

# 使用 chsh 命令
$ chsh -s /bin/zsh

# 或编辑 /etc/passwd（需要 root）
$ sudo usermod -s /bin/zsh username

Bash 配置文件

Bash 使用多个配置文件，在不同场景下加载。

配置文件概览

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Shell 启动类型                            │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│   登录 Shell                      非登录 Shell              │
│   (Login Shell)                   (Non-login Shell)         │
│        │                                │                   │
│        ▼                                ▼                   │
│   /etc/profile                    /etc/bash.bashrc          │
│        │                                │                   │
│        ▼                                ▼                   │
│   ~/.bash_profile                 ~/.bashrc                 │
│   或 ~/.bash_login                                          │
│   或 ~/.profile                                             │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

登录 Shell vs 非登录 Shell

登录 Shell

用户登录系统时启动（TTY 登录、SSH 登录）
执行 /etc/profile 和 ~/.bash_profile

非登录 Shell

打开终端模拟器时启动
执行 /etc/bash.bashrc 和 ~/.bashrc

# 判断是否为登录 Shell
$ shopt -q login_shell && echo "Login Shell" || echo "Non-login Shell"

# 强制登录 Shell
$ bash --login
$ bash -l

主要配置文件

/etc/profile（系统级，登录时）

# 系统范围的环境变量设置
# 所有用户登录时执行

~/.bash_profile（用户级，登录时）

# 用户的登录配置
# 通常包含：
if [ -f ~/.bashrc ]; then
    . ~/.bashrc
fi

~/.bashrc（用户级，每次启动）

# 用户的 Shell 配置
# 别名、函数、提示符等

# 别名
alias ll='ls -la'
alias grep='grep --color=auto'

# 环境变量
export EDITOR=vim

# 自定义函数
mkcd() {
    mkdir -p "$1" && cd "$1"
}

# 提示符
PS1='\u@\h:\w\$ '

~/.bash_logout（退出时）

# 登出时执行的命令
# 例如清理临时文件

加载配置文件

# 重新加载 .bashrc
$ source ~/.bashrc
$ . ~/.bashrc

# 重新加载 .profile
$ source ~/.profile

Shell 提示符

PS1 - 主提示符

# 查看当前 PS1
$ echo $PS1
\u@\h:\w\$

# 自定义提示符
$ PS1="[\t] \u@\h:\w\$ "
[10:30:00] maxwell@ubuntu:~$

特殊字符

字符	含义
`\u`	用户名
`\h`	主机名
`\H`	完整主机名
`\w`	当前目录
`\W`	当前目录名（不含路径）
`\d`	日期
`\t`	时间（24小时）
`\T`	时间（12小时）
`\n`	换行
`\$`	提示符（普通用户 $，root #）
`\[...\]`	非打印字符包装（用于颜色）

彩色提示符

# 颜色代码
# \e[颜色代码m 开始，\e[0m 结束

# 示例：绿色用户名，蓝色路径
PS1='\[\e[32m\]\u@\h\[\e[0m\]:\[\e[34m\]\w\[\e[0m\]\$ '

常用颜色代码

代码	颜色
30	黑色
31	红色
32	绿色
33	黄色
34	蓝色
35	紫色
36	青色
37	白色

PS2 - 续行提示符

# 当命令未完成时显示
$ echo "hello
> world"

PS3 和 PS4

# PS3 - select 语句的提示符
# PS4 - 调试模式的提示符

Bash 特性

命令历史

# 查看历史
$ history

# 历史配置
HISTSIZE=1000           # 内存中保存的命令数
HISTFILESIZE=2000       # 历史文件中保存的命令数
HISTCONTROL=ignoreboth  # 忽略重复和空格开头的命令
HISTIGNORE="ls:cd:pwd"  # 忽略特定命令

命令补全

# Tab 补全文件和命令
$ cd Doc<Tab>
$ cd Documents/

# 安装增强补全
$ sudo apt install bash-completion

别名

# 定义别名
$ alias ll='ls -la'

# 查看别名
$ alias

# 删除别名
$ unalias ll

# 临时跳过别名
$ \ls
$ command ls

命令类型

# 内建命令：Shell 内置的命令
$ type cd
cd is a shell builtin

# 外部命令：独立的可执行文件
$ type ls
ls is /usr/bin/ls

# 别名
$ type ll
ll is aliased to 'ls -la'

# 函数
$ type mkcd
mkcd is a function

Oh My Bash

Oh My Bash 是 Bash 的配置框架，提供主题和插件。

安装

$ bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/ohmybash/oh-my-bash/master/tools/install.sh)"

配置

编辑 ~/.bashrc：

# 主题
OSH_THEME="powerline"

# 插件
plugins=(git bashmarks)

小结

本章介绍了 Shell 的基本概念：

Shell 的作用：命令解释、脚本编程、环境管理
常见 Shell：Bash、Zsh、Fish
配置文件：.bashrc、.bash_profile 等
提示符定制：PS1 及颜色设置
Bash 特性：历史、补全、别名

Shell 是 Linux 的核心工具，深入理解 Shell 将极大提高你的工作效率。接下来我们将学习输入输出重定向。

上一章：文件查找

下一章：输入输出重定向

#Shell 简介

#什么是 Shell？

#Shell 的功能

#1. 命令解释

#2. 脚本编程

#3. 环境管理

#4. 输入输出重定向

#5. 作业控制

#常见的 Shell

#Bash（Bourne Again Shell）

#Zsh（Z Shell）

#Fish（Friendly Interactive Shell）

#其他 Shell

#查看和切换 Shell

#查看当前 Shell

#查看可用 Shell

#临时切换 Shell

#更改默认 Shell

#Bash 配置文件

#配置文件概览

#登录 Shell vs 非登录 Shell

#主要配置文件

#/etc/profile（系统级，登录时）

#~/.bash_profile（用户级，登录时）

#~/.bashrc（用户级，每次启动）

#~/.bash_logout（退出时）

#加载配置文件

#Shell 提示符

#PS1 - 主提示符

#特殊字符

#彩色提示符

#PS2 - 续行提示符

#PS3 和 PS4

#Bash 特性

#命令历史

#命令补全

#别名

#命令类型

#Oh My Bash

#安装

#配置

#小结