什么是shell

作者：Rick Rummel

注：红色部分是有疑问的部分

介绍
你可以做许多事情而不必知道它们实际上如何运作。比如，你不必懂得发动机燃烧的物理原理就可以开汽车。缺乏电子知识也不会阻止你用CD机听音乐。不知道什么是Shell和它的工作原理，你还是可以使用UNIX。但是，知道这些你可以更好地利用UNIX。一个UNIX系统有三种具有代表性的Shell可用：Bourne shell,Korn shell,C shells。

这里主要介绍的问题有：
什么是Shell
Shell可以为你做什么
Shell和整个系统的关系


内核与Shell
坚果的壳保护其内部的核，同样一个UNIX shell提供一个外设的保护层。当你启动一台基于UNIX的计算机时，UNIX的程序被调入计算机的内存里，直到你关机。这个程序叫做内核（kernel），它执行许多底级和系统级的工作。内核有责任解释基本指令并将其送到处理器。内核也负责运行和调度进程，以及执行所有的输入输出。内核是UNIX系统的心脏，内核有且只有一个。

你也许对内核职责的关键性有点迷惑，而内核指令同样的复杂和高技术性。为了对用户屏蔽内核的复杂性，也为了保护内核以免用户误操作造成损害，在内核的周围建了一个外壳（shell）。用户向shell提出请求，shell解释并将请求传给内核。这一节剩下的部分解释这个外层是如何建立的。

一旦内核调入内存，他就准备执行用户的请求。然而，用户首先得连接登录，然后发出请求。不管怎样，用户登录，内核必须知道用户是谁以及如何与他通话。为了做到这点，内核调用两个特殊的程序，getty和login.对应每个用户的登录点--通常称为一个tty--内核调用getty程序。这个过程被称为spawning（spawn原意是产卵）。getty显示一个登录提示，接着不断地监视通话点等待用户名的输入。当getty取得任何输入时，它便调用login程序。login建立用户的身份并验证他登录的权利。login程序检查password（密码）文件。如果用户输入的密码不正确，控制将从登录点返回到getty。如果正确，login调用password文件里用户条目中所记录的程序并将控制交给它。这个程序也许是一个字处理软件或者是电子表格程序，不过一般是被称为shell的程序。

假设有四个用户已经登录进系统。这四个用户中，有两个正使用Bourne shell,一个使用Korn
shell，还有一个使用电子表格程序。每一个用户都得到一份shell的拷贝以服务它的请求，但是内核只有一个。使用shell不会阻碍用户使用电子表格或别的程序，但那些程序是运行在活动的shell下的。shell是一个单一用户专用的程序，它在用户和UNIX内核之间提供了一个界面。

你不必一定要使用shell来存取UNIX。上面的例子中，有个用户使用电子表格取代了shell。当这个用户登录进来时，电子表格程序启动。当它退出电子表格程序时，他也就退出了系统。当强调安全性或者希望将用户与任何UNIX的界面屏蔽开时，这个技术挺有用。缺点是用户不能使用mail或其他UNIX的功能。

因为login后可以执行任何程序--shell只是简单的一个程序--你就有可能编写自己的shell。事实上，三个独立开发的shell已经成为UNIX标准的一部分。它们是：

Bourne shell，由Stephen Bourne开发
Korn shell，由David Korn开发
C shell，由Bill Joy开发

shell的多样性使你可以选择最适合你或者你感到最亲近的界面。



shell的功能
不过你选择哪个标准的shell并没有多大关系，因为三个shell都有相同的目的：在UNIX下为用户提供一个界面。为了达到这个目标，三个shell都提供了相同的基本功能：

命令行解释功能
启动程序
输入输出重定向
管道连接
文件名置换
变量维护
环境控制
shell编程


命令行解释
当你登录进来，启动一个交互式的shell时，你会看到一个shell提示，通常是$，%或者#符号的形式。当你在提示符下敲进一行字符后，shell就试图解释它。shell提示符下的输入有时被称为一个命令行。命令行的基本格式是
command arguments
命令名 参数（一个或多个））

command（命令）是可执行的UNIX命令，程序，实用工具，或shell程序。arguments（参数）被传递给执行程序。大多数的UNIX实用程序要求参数有以下的格式：
option filenames
选项 文件名（一个或多个））

举个例子，在命令行下有
$ ls -l
file1 file2
在这个命令行中有三个参数传递给ls，第一个是个选项，剩下的两个是文件名。shell为内核所做的事情之一是减少不需要的信息。对于计算机，空白（whit-espace)是一类无用信息；因此，有必要知道shell在遇到空白时做了些什么。空白由空格，水平制表符和换行符组成。
考虑这个例子：

$ echo part A part B part C

part A part B part C

这儿将命令行解释为有六个参数的echo命令并删除了参数之间的空白。假设如果你正在打印报告头想保留空白，你就得用引号将数据括起来就象下面所示：

$echo part A part B part C

part A part B part C

单引号阻止shell检查引号里面。现在shell将这一行解释为带一个参数的echo命令，而这个参数正好是包含空白的字符串。


启动程序
当shell解释完命令行后，它就启动命令行中要求的程序。实际是内核执行这个程序。为了启动程序执行，shell在PATH环境变量指定的目录中搜索可执行文件。当它找到这个文件，就启动一个子shell来运行程序。你应该知道子shell不必影响它父亲的环境设置而建立和操纵自己的环境。比如一个子shell可以改变它的工作目录，当它运行完后，其父shell的工作目录仍保持不变。


输入输出重定向
shell在执行程序前进行重定向。考虑下面两个例子，其中使用wc单词统计工具统计有五行的数据文件：

$wc -l fivelines

5 fivelines

$wc -l 5

这里有一点微小的差异。在第一个例子中，wc知道它应该出去寻找名为fivelines的文件并对其进行操作。因为wc知道文件名，所以它将其显示给用户。在第二个例子中，wc仅看到数据而不知道这些数据从那里来，因为shell做了定位和重定向数据到wc的工作，也因此wc无法
显示文件名。


管道连接
管道是输入输出重定向的特例，它将一个命令的输出直接连到另一个命令的输入，因此管道也是在调用程序前建立的。考虑下面的命令行：

$who|wc -l

5

shell没将who的输出显示到屏幕上，而是定向到wc的输入。


文件名置换
shell有责任进行文件名的替换。shell在执行程序前做替换。举个例子：

$echo
*

file1 file2 file3 file3x file4

这儿，星号被扩展为五个文件名，并被传递给echo作为五个参数。如果你想显示一个星号，你应该用引号将它括起来。

　　　
变量维护
shell有能力进行变量维护。变量是存储数据为将来所用的场所。用等号（＝）可以给变量赋值。

$LOOKUP=/usr/mydir

在这里，shell建立一个LOOKUP变量，并将/usr/mydir赋给它。稍后，你可以在命令行上通过在变量名之前加$符号来使用变量值。考虑这些例子：

$echo $LOOKUP

/usr/mydir

$echo LOOKUP

LOOKUP

C-shell的用户应该注意：C-shell中的赋值不同于Bourne和Korn shell。C-shell使用set命令进行赋值。

$set LOOKUP = /usr/mydir

注意在等号两边要加空格。

就象文件名的置换一样，变量名的置换也是在调用程序前进行。第二个例子省略了$符号。因此，shell只是简单地将字符串传递给echo作参数。在变量替换中，变量的值取代了变量名。例如在：

$ls $LOOKUP/filename

用/usr/mydir/filename做参数调用ls。　　

环境控制
当login程序调用你的shell时，shell对你的环境进行设置，其中包括你的home（家）目录，你使用的终端类型以及用来搜索可执行文件的路径。环境被存储在环境变量中。举个例子，要改变终端类型，你需要改变TERM变量中的值，就象下面所示的：

$echo $TERM

vt 100

$TERM=ansi

$echo $TERM

ansi

注意在C-shell中，给环境变量赋值使用setenv命令。

%setenv TERM
vt100


shell编程
你已经看到shell可以用来解释命令行，维护变量，执行程序。另外shell还是一种编程语言。通过使用流程控制和条件判断来组合命令与变量赋值，你就拥有了一个有力的编程工具。使用shell作为一门编程语言，你可以使重复的任务自动化，写报告，甚至你可以建立和操纵自己的数据文件。

来源：

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