Shell¶

简介¶

Shell 是一个命令解释器，提供了与操作系统内核进行交互的环境，有时会被翻译为 外壳 以对应 内核。

基本概念¶

使用模式¶

Shell 有不同的使用模式

• 交互 模式，或者叫 REPL 模式。比如终端创建时就会启动一个这样的 Shell，不断地读取输入、运行命令、打印结果、循环，这就是 REPL 全称 Read-Eval-Print-Loop 的含义
• 脚本 模式，启动一个新的 Shell 进程执行给定的脚本/命令。比如 sh -c 'echo hello' 让 Shell 执行 echo hello 单条命令，而 sh test.sh 则让 Shell 执行 test.sh 这个脚本

变量和环境变量¶

Shell 中存在变量和环境变量。两者有点类似，主要的区别在于作用域

• 环境变量作用域更广，会自动传递给子进程
• 变量作用域更窄，只有当前 Shell 会话可用，不会自动传递给子进程

Shell 通常会自动设置一些变量/环境变量，当然它们也可以被手动创建、修改、求值。大多数 Shell 关于变量/环境变量的语法都是一样的

• 使用 $VAR 获取变量/环境变量的值
• 使用 VAR=xxx 创建或者修改变量
• 使用 export VAR=xxx 创建或者修改环境变量

可以使用 env 命令查看当前会话中所有的环境变量，而 set 命令可以查看所有的变量

查找命令¶

Shell 中命令查找通常遵循以下的优先级

1. 别名。Shell 可以添加命令别名，以便简写常用的命令
2. 关键字。Shell 会存在一些关键字，比如 if/while 等
3. 函数。Shell 可以定义函数，比别名更适合应对复杂的命令
4. 内置命令。Shell 会有一些内置命令，通常包括 cd/echo/pwd/type 等
5. 外部命令。Shell 会在环境变量 PATH 中按目录顺序来寻找外部命令

工作目录¶

工作目录是 Shell 进程当前所在的目录路径，所谓的相对路径就是相对于工作目录的。

终端新建 Shell 时的初始工作目录一般都是家目录。大多数 Shell 都可以

• 使用 cd 切换工作目录
• 使用 pwd 打印工作目录
• 使用 PWD 环境变量获取工作目录

提示符¶

在 REPL 模式中，Shell 会在每个循环的开始打印提示符。这些提示符中可能包含当前的用户名、主机名、工作目录、权限级别等各种信息。

提示符可以高度自定义。有很多工具（比如 starship）能够帮助我们快速定制出既美观又实用的提示符，也可以直接使用别人制作好的主题。

配置文件¶

Shell 通常都支持使用文件进行配置。不同 Shell 的配置文件可能不一样

• Bash 的配置文件为 ~/.bashrc
• Zsh 的配置文件为 ~/.zshrc
• Pwsh 的配置文件路径保存在变量 $PROFILE 中

提示符、别名、环境变量等都可以在配置文件中修改。不过一般不需要在配置文件中写特别复杂的脚本，因为社区里总会有工具能够解决这些问题。

管道和重定向¶

多数 Shell 都支持管道。所谓管道就是把前一个命令的输出作为后一个命令的输入，语法通常都是 command1 | command2

多数 Shell 也都支持重定向。所谓重定向就是把命令的输出写入文件中，或者从文件中读取输入，语法通常都是

• command > file 将输出写入文件，会覆盖原有内容
• command >> file 将输出追加写入文件，不覆盖原有内容
• command < file 从文件中读取输入

替换 Shell¶

Shell 只是一个运行在用户空间的普通 CLI 程序，并不是操作系统内核的一部分。因此尽管系统安装时自带了 Shell，但这是可替换的。

Linux¶

Linux 系统通常自带 Bash，这是事实上的标准。

Linux 使用其它 Shell 只需用系统包管理器安装然后修改登录 Shell 即可。以 Ubuntu + Zsh 为例，操作如下

# 安装 zsh
apt install zsh
# 修改登录 shell 为 zsh
chsh -s $(which zsh)

Windows¶

Windows 系统通常自带了 CMD 和 PowerShell。日常使用推荐优先选择后者。

Windows 如果要使用别的 Shell，可能需要配置 UNIX 环境。目前有两种主流的方法，当然后者应该更主流一点

• 通过 MSYS 在一个模拟的 UNIX 环境中使用移植的 Shell
• 通过 WSL 在一个 Linux 子系统里使用 Shell

macOS¶

macOS 系统通常自带 Zsh。

macOS 使用其它 Shell 也只需简单安装即可，因为 macOS 是标准的类 UNIX 系统。具体方式和 Linux 类似。

常用 Shell¶

现代 Shell 的发展趋势主要有以下几个

• 改善交互体验。增强 REPL 模式，降低使用门槛。比如 Fish 自带了 命令补全、语法高亮、自动建议 等功能
• 优化数据处理。用 结构化数据 替代纯文本流，提高数据处理的可靠性和效率。比如 Nushell 为数据添加了类型，并提供强大的、基于类型的操作
• 实现跨平台一致。不再绑定操作系统，并减少环境差异所产生的问题。比如 Pwsh 就是旧的 PowerShell 改进架构后的可跨平台版本
• 打造开源生态。通过 平台 和 框架，形成社区驱动的共享生态。比如 Zsh 通过 GitHub 和 Oh My Zsh 让用户可以轻松分享并获取主题、插件等配置

Bash¶

Bash 是 Linux 的默认 Shell。使用 Windows 配置的 UNIX 环境（比如 WSL、MSYS 和 Git for Windows）也将 Bash 作为默认 Shell。

Bash 的生态比较一般，但还是有一些不错的工具

• blesh 行编辑器，有语法高亮和自动建议等功能，非常强大。但在 Windows 上性能问题有点严重

Pwsh¶

如果喜欢在 Windows 中使用 PowerShell，那么最好去 安装新 PowerShell。这比自带的旧 PowerShell 好用很多。

Pwsh 自带了模块的管理框架，通过 Install-Module PSReadLine 命令就可以安装新的模块。以下是一些推荐的模块

• PSReadLine 改善使用体验的模块。有语法高亮、命令补全（只支持 PowerShell 内置命令）、自动建议等功能，体验上不如 Zsh 的类似插件，但也算够用。
• PSFzf 集成 fzf 的模块，需要先安装 fzf。
• PSCompletions 命令补全模块，提供了常用命令（包括 git、npm、scoop 等）的补全，并且可以管理这些补全。

Zsh¶

Zsh 是 macOS 的默认 Shell。其余系统可手动安装 Zsh。而 Windows 需要先配置类 UNIX 环境

# Arch/MSYS
pacman -S zsh
# Ubuntu
apt install zsh

Zsh 的特色就是高度可定制。而 Oh My Zsh 是一个 Zsh 的框架，可以用于管理配置，同时自带了很多插件。安装方法可参考 官方文档。

以下是一些常用的但 Oh My Zsh 中没有的插件

• zsh-autosuggestions 自动建议。可以 使用 Oh My Zsh 安装。
• zsh-syntax-highlight 语法高亮。同样可以 使用 Oh My Zsh 安装。
• zsh-completions 额外的命令补全。一般来说没必要装这个插件，因为 zsh 自带的补全已经够多了。建议先去 仓库 里看看有没有需要的补全。

Fish¶

Fish 通常不会自带，需要手动安装。Windows 同样得先配置类 UNIX 环境

# Arch/MSYS
pacman -S fish
# Ubuntu
apt install fish
# macOS
brew install fish

Fish 是开箱即用的，不过同样可以进行配置。Fish 有 Oh My Fish 这个框架，但生态不如 Zsh。

Nushell¶

Nushell 通常也不会自带，需要手动安装。不过 Windows 可以直接安装，不需要配置类 UNIX 环境

# Windows
scoop install nu
# macOS/Linux
brew install nushell

目前 Nushell 的生态还在发展。官方维护的 awesome-nu 记录了一些好用的 Nushell 工具，包括插件、脚本、编辑器拓展等。