2.1 Shell概述

2.1.1 什么是Shell

我们平时所说的Shell可以理解为Linux系统提供给用户的使用界面。Shell为用户提供了输入命令和参数并可得到命令执行结果的环境。当一个用户登录Linux之后，系统初始化程序init就根据/etc/passwd文件中的设定，为每个用户运行一个被称为Shell（外壳）的程序。

确切地说，Shell是一个命令行解释器，它为用户提供了一个向Linux内核发送请求以便运行程序的界面系统级程序，用户可以用Shell来启动、挂起、停止甚至编写一些程序。Shell处在内核与外层应用程序之间，起着协调用户与系统的一致性、在用户与系统之间进行交互的作用。图2-1是Linux系统层次结构图，Shell接收用户输入的命令，并把用户的命令从类似abcd的ASCII码解释为类似0101的机器语言，然后把命令提交到系统内核处理；当内核处理完毕之后，把处理结果再通过Shell返回给用户。

图2-1 Linux系统层次结构图

Shell与其他Linux命令一样，都是实用程序，但它们之间还是有区别的。一旦用户注册到系统后，Shell就被系统装入内存并一直运行到用户退出系统为止；而一般命令仅当被调用时，才由系统装入内存执行。

与一般命令相比，Shell除了是一个命令行解释器，同时还是一门功能强大的编程语言，易编写，易调试，灵活性较强。作为一种命令级语言，Shell是解释性的，组合功能很强，与操作系统有密切的关系，可以在Shell脚本中直接使用系统命令。大多数Linux系统的启动相关文件（一般在/etc/rc.d目录下）都是使用Shell脚本编写的。同传统的编程语言一样，Shell提供了很多特性，这些特性可以使Shell脚本编程更为有用，如数据变量、参数传递、判断、流程控制、数据输入和输出、子程序及中断处理等。

说了这么多，其实我们在Linux中操作的命令行界面就是Linux的Shell，也就是Bash，但是我们的图形界面是Shell吗？其实如果要从广义上来讲，那么图形界面当然也是Shell，因为它同样用来接收用户的操作，并传递到内核进行处理。不过，这里的Shell主要指的是Bash。

2.1.2 Shell的分类

目前Shell的版本有很多种，如Bourne Shell、C Shell、Bash、ksh、tcsh等，它们各有特点，下面简要介绍一下。

最重要的Shell是Bourne Shell，这个命名是为了纪念此Shell的发明者Steven Bourne。从1979年起，UNIX就开始使用Bourne Shell。Bourne Shell的主文件名为sh，开发人员便以sh作为Bourne Shell的主要识别名称。

虽然Linux与UNIX一样，可以支持多种Shell，但Bourne Shell的重要地位至今仍然没有改变，许多UNIX系统中仍然使用sh作为重要的管理工具。它的工作从开机到关机，几乎无所不包。在Linux中，用户Shell主要是Bash，但在启动脚本、编辑等很多工作中仍然使用Bourne Shell。

C Shell是广为流行的Shell变种。C Shell主要在BSD版的UNIX系统中使用，发明者是柏克莱大学的Bill Joy。C Shell因为其语法和C语言类似而得名，这也使得UNIX的系统工程师在学习C Shell时感到相当方便。

Bourne Shell和C Shell形成了Shell的两大主流派别，后来的变种大都吸取这两种Shell的特点，如Korn、tcsh及Bash。

Bash Shell是GNU计划的重要工具之一，也是GNU系统中标准的Shell。Bash与sh兼容，所以许多早期开发出来的Bourne Shell程序都可以继续在Bash中运行。现在使用的Linux就使用Bash作为用户的基本Shell。

Bash于1988年发布，并在1995—1996年推出Bash 2.0。在这之前，广为使用的版本是1.14, Bash 2.0增加了许多新的功能，以及具备更好的兼容性。表2-1中详细列出了各版本的具体情况。

表2-1 Shell版本列表

注意：Shell的两种主要语法类型有Bourne和C，这两种语法彼此不兼容。Bourne家族主要包括sh、ksh、Bash、psh、zsh; C家族主要包括csh、tcsh（Bash和zsh在不同程度上支持csh的语法）。

本章讲述的脚本编程就是在Bash环境中进行的。不过，在Linux中除了可以支持Bash，还可以支持很多其他的Shell。我们可以通过/etc/shells文件来查询Linux支持的Shell。命令如下：

    [root@localhost ~]# vi /etc/shells
    /bin/sh
    /bin/bash
    /sbin/nologin
    /bin/tcsh
    /bin/csh

在Linux中，这些Shell是可以任意切换的，命令如下：

    [root@localhost ~]# sh
    #切换到sh
    sh-4.1#
    #sh的提示符界面

    sh-4.1# exit
    exit
    #退回到Bash中

    [root@localhost ~]# csh
    #切换到csh
    [root@localhost ~]#
    #csh的提示符界面，和Bash一致

用户信息文件/etc/passwd的最后一列就是这个用户的登录Shell。命令如下：

    [root@localhost ~]# vi /etc/passwd
    root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
    bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
    daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
    …省略部分输出…

大家可以看到，root用户和其他可以登录系统的普通用户的登录Shell都是/bin/bash，也就是Linux的标准Shell，所以这些用户登录之后可以执行权限允许范围内的所有命令。不过，所有的系统用户（伪用户）因为登录Shell是/sbin/nologin，所以不能登录系统。