shell是什么

1、前言


图形界面命令行要达到的目的是一样的,都是让用户控制计算机,但是真正能够控制计算机硬件(CPU、内存、显示器等)的只有操作系统内核(Kernel),图形界面和命令行只是架设在用户和内核之间的一座桥梁。

由于安全、复杂、繁琐等原因,用户不能直接接触内核(也没有必要),需要另外再开发一个程序,让用户直接使用这个程序;该程序的作用就是接收用户的操作(点击图标、输入命令),并进行简单的处理,然后再传递给内核,这样用户就能间接地使用操作系统内核了。这样就在用户内核之间增加一层“代理”,既能简化用户的操作,又能保障内核的安全,何乐不为呢?

用户界面和命令行就是这个另外开发的程序,就是这层“代理”。在Linux下,这个命令行程序叫做 Shell


2、shell是什么?


Shell 是一个应用程序,它连接了用户和 Linux 内核,让用户能够更加高效、安全、低成本地使用 Linux 内核,这就是 Shell 的本质。

Shell 本身并不是内核的一部分,它只是站在内核的基础上编写的一个应用程序,它和 QQ、迅雷、Firefox 等其它软件没有什么区别。然而 Shell 也有着它的特殊性,就是开机立马启动,并呈现在用户面前;用户通过 Shell 来使用 Linux,不启动 Shell 的话,用户就没办法使用 Linux。


3、Shell 是如何连接用户和内核的?

Shell 程序本身的功能很弱,比如文件操作、输入输出、进程管理等都得依赖内核。我们运行一个命令,大部分情况下 Shell 都会去调用内核暴露出来的接口,这就是在使用内核只是这个过程被 Shell 隐藏了起来,它自己在背后默默进行,我们看不到而已。接口其实就是一个一个的函数,使用内核就是调用这些函数

比如,我们都知道在 Shell 中输入cat log.txt命令就可以查看 log.txt 文件中的内容,然而,log.txt 放在磁盘的哪个位置?分成了几个数据块?在哪里开始?在哪里终止?如何操作探头读取它?这些底层细节 Shell 统统不知道的,它只能去调用内核提供的 open() 和 read() 函数,告诉内核我要读取 log.txt 文件,请帮助我,然后内核就乖乖地按照 Shell 的吩咐去读取文件了,并将读取到的文件内容交给 Shell,最后再由 Shell 呈现给用户(其实呈现到显示器上还得依赖内核)。整个过程中 Shell 就是一个“中间商”,它在用户和内核之间“倒卖”数据,只是用户不知道罢了。


4、Shell 还能连接其它程序

在 Shell 中输入的命令,有一部分是 Shell 本身自带的,这叫做内置命令;有一部分是其它的应用程序(一个程序就是一个命令),这叫做外部命令

(1)Shell 本身支持的命令并不多,功能也有限,但Shell 可以调用其他的程序,每个程序就是一个命令,这使得 Shell 命令的数量可以无限扩展,其结果就是 Shell 的功能非常强大,完全能够胜任 Linux 的日常管理工作。

(2)Shell 还可以让多个外部程序发生连接,在它们之间很方便地传递数据,也就是把一个程序的输出结果传递给另一个程序作为输入。

Shell 就是一个领导者,它擅长使用和组织其他的程序。

可以将 Shell 在整个 Linux 系统中的地位描述成下图所示的样子。

注意“用户”和“其它应用程序”是通过虚线连接的,因为用户启动 Linux 后直接面对的是 Shell,通过 Shell 才能运行其它的应用程序。


5、Shell 也支持编程

我们平时所说的 Shell,有时候是指连接用户和内核的这个程序,有时候又是指 Shell 编程

Shell 并不是简单的堆砌命令,我们还可以在 Shell 中编程,这和使用 C++C#JavaPython 等常见的编程语言并没有什么两样。

Shell 虽然没有 C++、Java、Python 等强大,但也支持了基本的编程元素,例如:

  • if...else 选择结构,case...in 开关语句,for、while、until 循环;
  • 变量、数组、字符串、注释、加减乘除、逻辑运算等概念;
  • 函数,包括用户自定义的函数和内置函数(例如 printf、export、eval 等)。

站在这个角度讲,Shell 也是一种编程语言,它的编译器(解释器)是 Shell 这个程序。

Shell 主要用来开发一些实用的、自动化的小工具,而不是用来开发具有复杂业务逻辑的中大型软件,例如检测计算机的硬件参数、搭建 Web 运行环境、日志分析等,Shell 都非常合适。


6、Shell 是一种脚本语言

任何代码最终都要被“翻译”成二进制的形式才能在计算机中执行。

有的编程语言,如 C/C++、Pascal、Go语言、汇编等,必须在程序运行之前将所有代码都翻译成二进制形式,也就是生成可执行文件,用户拿到的是最终生成的可执行文件,看不到源码。这个过程叫做编译(Compile),这样的编程语言叫做编译型语言,完成编译过程的软件叫做编译器(Compiler)

而有的编程语言,如 Shell、JavaScript、Python、PHP等,需要一边执行一边翻译,不会生成任何可执行文件,用户必须拿到源码才能运行程序。程序运行后会即时翻译,翻译完一部分执行一部分,不用等到所有代码都翻译完。这个过程叫做解释,这样的编程语言叫做解释型语言或者脚本语言(Script)完成解释过程的软件叫做解释器

编译型语言的优点是执行速度快、对硬件要求低、保密性好,适合开发操作系统、大型应用程序、数据库等。

脚本语言的优点是使用灵活、部署容易、跨平台性好,非常适合 Web 开发以及小工具的制作。

Shell 就是一种脚本语言,我们编写完源码后不用编译,直接运行源码即可。

 

 

 

 

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