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【Linux】一个小故事让你秒懂shell外壳程序

2023-09-01 15:48

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🐣一个小故事加深你对Shell外壳程序的理解

🐣如何查看自己的外壳程序

🌄总结

🌈前言

今天我将为大家详细讲解shell外壳程序，并且通过一个小故事来帮助大家理解和加深印象，故事非常有趣，建议收藏，没事的时候可以看看放松一下，在放松的同时还可以加深对知识的理解。那么我们废话不多说，开始我们今天的内容。

🌞shell外壳程序

🐣用户是直接访问操作系统吗？

众所周知，我们在Windows下使用图形化界面进行操作，在Linux下使用各种指令来进行操作从而达到自己的目的，但用户这是在直接访问操作系统吗？

答案是：不是，具体原因我们马上就说，我们先来看看计算机的体系结构。

计算机的体系结构：

操作系统：在这里操作系统会借助驱动程序来进行对硬件的操作，这里的硬件可以是我们连接的键盘鼠标等，大家在使用这些硬件之前，通常会出现驱动程序安装成功的文字，这就是操作系统在通过驱动程序来对硬件进行操作。

操作系统的功能其实很复杂：操作系统在对硬件进行操作的时候，需要知道应该调用哪种驱动程序来对此硬件进行控制，并且需要知道这个驱动程序在哪，如何才能找到，怎样才能连接上硬件？所以面临以上诸多问题，如果让人直接访问操作系统的话，是很不合适的。

总结不直接访问操作系统的原因：

不是所有人都擅长直接访问操作系统，用户需要足够熟悉操作系统才有可能正确的访问操作系统，但绝大多数人是不熟悉操作系统的。
直接访问操作系统的操作成本过高，需要学习很多知识。
人总是会犯错的，容易带来一些不安全的因素，如果操作失误可能会导致计算机直接崩溃。

银行的故事：

上面所说就好比我们去银行存一笔巨款的时候，我们会先到前台去，并且告诉工作人员说我们要存一笔巨款，这时工作人员会给你几个表，你签上自己名字就可以了，剩下的工作都由工作人员来做。银行是不可能让你自己到金库里面把钱放进去，然后在电脑上自行更改自己存款的数据，万一你是个小偷怎么办，那不直接把金库里面的钱卷走跑路吗？由或者说你在更改自己存款数据的时候一不小心多加了几个0，那这不轻松实现一个小目标吗？再或者说你是一个不识字的老奶奶，银行让你去用电脑自行更改数据，这不是在开玩笑吗，我字都不认识几个，难道会用电脑，太高看我了吧你！正是因为有这些潜在的问题，所以银行安排了很多工作人员，来服务我们这些上帝。（这里的我就相当于用户，这里的银行就相当于操作系统，这里的工作人员就相当于我们等会要讲的shell外壳程序）

🐣什么是Shell外壳程序

原理：Linux严格意义上说的是一个操作系统，我们称之为“核心（kernel）”，但我们一般用户，不能直接使用kernel。而是通过kernel的“外壳”程序，也就是所谓的shell，来与kernel沟通。如何理解？

从技术角度，Shell的最简单定义：命令行解释器（command Interpreter）主要包含：

将使用者的命令翻译给核心（kernel）处理。
同时，将核心的处理结果翻译给使用者。

Windows与Linux对比：

对比windows GUI，我们操作 windows 不是直接操作 windows内核，而是通过图形接口，点击，从而完成我们的操作（比如进入D盘的操作，我们通常是双击D盘盘符。或者双击运行起来一个应用程序）
shell 对于 Linux，有相同的作用，主要是对我们的指令进行解析，解析指令给Linux内核。反馈结果在通过内核运行出结果，通过shell解析给用户。（比如敲击pwd命令，则会显示出你目前所在的工作目录的绝对路径名称）

🐣一个小故事加深你对Shell外壳程序的理解

第一章

        在一个遥远的地方有个小村庄，里面住着一群和谐友爱的村民。我们故事的主角张三就曾经住在这里，而他的老爹就是这里的村长。张三高中就离开村子到城里面读书去了，现如今10年已经过去，张三也完成了他的梦想成为了一名大厂的程序员。

今天，张三和往常一样下班回家后就打开csdn并听着舒缓的音乐开始写博客，正当张三写到一半时，突然！音乐里响起常回家看看这首歌，顿时张三陷入了沉思，我已经有10年没有回家了，父母一定很想我吧，正好还有半个月就过年了，不如回家看看父母。于是张三毅然决然的订了下个星期回家的火车票。

一个星期后，张三来到火车站，踏上了回家的旅程。3天过后，张三踏过千山和万水，终于回到了那个熟悉而又陌生的村庄。10年过去，村子里已经物是人非了，但是张三还是记得自己家住在哪里，于是张三来到自家门口悄悄的打开门，他准备给自己父母一个surprise，结果张三刚打开门就看见正在洗菜的母亲，母亲尖叫了一声，有小偷，快点抓小偷啊，母亲正准备用洗菜水泼张三时，幸好张三他爸眼疾手快拦住了母亲，他说这是我们儿子回来了啊，不是什么小偷，这时母亲才仔细一看，还真是自己儿子。于是母亲赶紧做了几个儿子爱吃的菜，就这样一家人开开心心的吃着晚饭。

晚饭过后，一家人坐在客厅看电视，这时父亲问儿子，小三啊怎么就你一个人回来啊，怎么不把女朋友一起带回家呢？这时张三就尴尬的说，我没有女朋友。后面老爸又接连跟张三聊了很多才发现，我的儿子居然是个宅男，让张三对电脑操作，他可以对电脑各种拿捏，但是却不擅长跟女孩打交道。张三跟女同学一起出去玩，女孩说我饿了，张三说我又没饿；女孩说我冷，张三说我都给你说了外面冷你还不穿外套，哎不听老人言，吃亏在眼前，幸好我穿了外套的哈哈哈；女孩说我肚子疼，张三说那你打车回家吧，我自己去玩。就这样张三10年里面没有交过一个女朋友，老爸听完直叹气，我的儿子真是千年难遇的 “奇才” 啊。但是一直这样下去也不是办法，儿子也不小了，得想个办法给他找个媳妇。

到了第二天，父亲联系了村里面最好的媒婆——王婆，让王婆给张三说说媒。于是王婆就到了张三家，她问张三，你找对象有什么要求吗？张三回答说，我 “没有” 什么要求，我觉得我们村的翠花就不错（翠花和张三从小学到初中都是同学并且还是同桌，张三觉得她特别好，是从小玩到大青梅竹马，但是高中张三就到城里读书了，从此分道扬镳，但是张三心里面依然惦记着她，但是随着翠花和张三的成长，让他们变得不擅长交流，尤其是张三的成长）。王婆跟张三沟通完后就说，放心吧小伙子，婆这就给你说媒去，你就在家等婆消息吧。于是王婆来到翠花家，她对翠花说，小姑凉啊隔壁有个叫张三的小伙子人挺不错的，跟你是从小玩到大的青梅竹马，有没有兴趣跟他交往一下呀。翠花听了满脸问号，张什么？什么三？我怎么不知道有这么一个青梅竹马，于是她就跟王婆说，我不认识张三是谁呀，要不还是算了吧。于是王婆又带着满脸的问号回到了张三的家里，她对张三说，你也不小年纪了，怎么能骗婆呢，明明你跟翠花都不认识，又何来的青梅竹马？张三听完王婆的话才突然想起，自己与翠花小时候都是以小名称呼的，小时候翠花并不知道我叫张三，以前他叫翠花为小花，翠花称自己为三哥。

第一章总结：

故事中我们知道，张三是一个不擅长与女孩打交道的宅男程序员，所以张三就必须找一个中间人来给他传递消息（也就是王婆），张三就把要求说给王婆，王婆就将张三的需求传给翠花，翠花在自己的大脑中做搜索，发现这个人在自己的记忆中并没有印象，然后把结果告诉王婆说这个人我不认识，你不要再给我说媒了，直接拒绝了王婆。王婆返回后再将结果交给张三。故事里面的翠花就相当于操作系统，张三就相当于用户，然而用户不善于直接与操作系统打交道，于是在用户和操作系统之间就有了Shell外壳程序，也就是故事中的王婆。而Shell外壳程序的核心工作就是将用户的需求交给操作系统，操作系统执行完毕后把执行结果（无论正确与否、成功或失败）都传递给Shell外壳程序，然后Shell外壳程序将最后结果传递给用户。

举例：

我们随便乱输入一行指令

这时操作系统就拒绝了我们的命令，外壳程序就在屏幕上打印 command not found 告诉用户说，这行命令没有被操作系统发现。也就相当于第一章故事里面讲的翠花不认识张三一样，然后王婆将最后结果告诉张三。

第二章

        王婆从张三那里知道，他与翠花小时候都是以小名称呼的后，于是又来到了翠花家里。王婆这时跟翠花说，其实张三就是你以前一口一个的三哥啊。翠花这时想起来了，原来他就是三哥啊，三哥这个人很好，我以前都是把三哥当哥哥看待，但是并没有和三哥谈恋爱的想法，于是毅然决然的给张三发了张好人卡。这时王婆又返回，如实的告诉了张三，张三听到翠花拒绝他的消息后，如遭雷击，眼泪止不住的往下掉。

第二章总结：

王婆把张三是三哥的身份告诉翠花后，翠花这时认识三哥，但是却不喜欢他，于是拒绝了三哥，然后王婆把最后结果告诉张三。这就好比生活中一个人认识你，难道他就一定会喜欢你吗？Linux中也是这样，虽然有时候一条命令存在，但是如果你的权限不够，还是会被操作系统拒绝。（后面我们会单独将权限的）

举例：

我们创建一个test.c文件，然后把这个文件所有权限去掉，我们再用ehco命令向test.c文件里面写数据试试。

这时我们发现我们的命令被操作系统拒绝了，由外壳程序返回了Permission denied，难道echo命令不存在吗，echo当然是存在的，原因是权限不够，所以被拒绝了。就好比翠花认识三哥，并且是青梅竹马，但是翠花就是不喜欢张三，觉得不符合自己要求，所以还是可以拒绝张三。

第三章

        张三越哭越伤心，但是张三却不死心，一把鼻涕一把泪的问王婆，可不可以再帮我给翠花说一次，王婆看见张三这个样子有点不忍心拒绝他。于是王婆又来到翠花家门口，发现翠花家的门正好开着，正当王婆要进入翠花家的时候，突然！看见了惊天动人的一幕，翠花正红着脸在跟隔壁的帅哥杨六畅谈人生。这时王婆明白了，原来真相只有一个，翠花已经有男朋友了，怪不得翠花不接受张三，要是老婆子再年轻二十岁也会拒绝张三的，毕竟杨六那么帅是张三能比的吗，王婆在心里默默的对翠花说好样的，老婆子祝你们幸福。于是王婆没有进门，直接返回到张三的家里，这次王婆直接对张三说，小三啊翠花可能是真的不喜欢你，我们还是换一个姑凉吧，婆这里还有很多资源，什么样的姑凉有，何必吊死在一棵树上呢？这时张三就倔强的说，我就是喜欢翠花，非他我不娶。（看不出来就这样一个闷骚的宅男程序员还有一颗倔强的心，可是不是因为张三不够优秀，而是有个老六捷足先登了）这时王婆其实心里面明白，翠花已经有男朋友了，翠花是不可能再接受张三的，于是王婆毅然决然的替翠花做了决定，王婆直接拒绝了张三。

第三章总结：

王婆知道翠花有男朋友后，直接帮翠花做了决定，拒绝了张三，因为王婆知道翠花已经不可能接受张三了。如果让张三直接去跟翠花交流就可能出现一些不必要的麻烦，很有可能导致翠花和杨六的幸福破裂。于是王婆这样的做法就相当于间接的保护了翠花也保护了杨六（老六），让他们能够幸福。所以Shell外壳程序的存在，在一定的程度上，可以起到保护操作系统的作用。

第四章

        张三这时心里就很不平衡了，翠花拒绝我就算了，现在连王婆都拒绝我了，想当年我在网上可是被人送外号法外狂徒张三的，我一声键来吓得各个网站的人都不敢跟我叫板。于是张三就找到了他的老爹求助，老爹听到后大怒，于是找到了王婆并对她说，我交给你这点小事都办不好，你还称村里第一媒婆，我给你一天的时间考虑，把这件事情给我 “办了”，不然的话，我可是村长，你知道后果的。

这时王婆回到家里就头大啊，张三这件事注定是办不成的，成功的概率几乎看不到，可是他爸是村长啊，我又不能拒绝他，如果我一连说了十几次媒都没有成功的话，那岂不是砸了我自己在村里面的招牌吗，我不能让时代的悲哀成为我的悲哀啊。于是王婆立马走到村子最繁华的中心位置贴上了招收实习生的公告（王婆婚介所现招实习生，要求本科及，实习阶段月薪过万），于是回村过年的大学生们纷纷来面试，最后王婆招了一个看起来最能干的人来当实习生。王婆招到实习生后就告诉村长说，村长啊我已经跟翠花打交道很多次了，这事我去办的话可能会很难，我帮你找个生面孔去办吧，如果他办不成我就再给你找个生面孔去，只要你愿意，我可以一直找生面孔去给你办（王婆心想，反正你只是让我把这事情办了，至于办没办成就不管我的事了）。于是王婆让实习生去办这件事情，这时这件事办没办成已经不重要了，就算实习生没有办成这件事也是在意料之中的，如果事情闹得很大也没有关系，大不了我把这个实习生开除掉，反正都是实习生的错，与我王婆无关。用这种方法，只要我王婆不倒，我依然是村里的第一媒婆，并且在实习生办这件事情的同时，我还可以去接其他人的媒事。

第四章总结：

通过第四章我们可以知道，王婆可以在保护自己的同时，并一直给你办这个件事情，为什么要一直给你办这件事情呢，因为你是村长他儿子啊。这就是为什么你在命令行输入错误的命令，外壳程序会一直帮你做呢，因为你是用户，所以外壳程序就必须帮你做。

例如：

你一直输入命令，外壳程序就会一直帮你处理，就算你输入的是错误的命令。

故事完结后的整体总结：

人不直接使用操作系统的原因是人不善于直接使用操作系统。
如果直接访问操作系统会导致成本特别高，并且人是会犯错的，可能带来不安全的因素。
Windows下的图形化界面和Linux下的命令行操作都是外壳程序。
外壳程序存在的意义：是用户和操作系统交互的中间软件层（将使用者的命令翻译给核心（kernel）处理。同时，将核心的处理结果翻译给使用者。），并且在一定程度上起到保护操作系统的作用。

🐣如何查看自己的外壳程序

通过以下命令就可以查看外壳程序了。
echo $BASH
这里的bash就是我们的外壳程序。

我们用ls命令可以查看到bash就是个可执行文件。

实际上bash就是一个死循环程序，而你的命令行就是bash打印出来的。

额外补充：

我们最开始讲的是shell外壳，这里的bash也是外壳，他们都是外壳，那么他们有什么区别呢？shell外壳可以对应我们故事中的媒婆，bash就对应我们故事中的王婆，他们的关系就跟程序员与程序员张三的关系是一样的。shell就是外壳的统称，bash就是外壳里面的一种。而故事中的实习生就是bash程序里面创建出来的子进程（这个以后我们会说）。