bash属性、startup文件与history

bash与shell区别

shell有多个含义：

Shell 是一个用 C 语言编写的程序，它是用户使用 Linux 的桥梁。Shell 既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。
Shell 是指一种应用程序，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

bash（GNU Bourne-Again Shell）是最常用的一种shell，是当前大多数Linux发行版的默认Shell。除了bash外，其它的shell还有zsh、sh等。

sh的全名是Bourne Shell。名字中的玻恩就是这个Shell的作者。而bash的全名是Bourne Again Shell。最开始在Unix系统中流行的是sh，而bash作为sh的改进版本，提供了更加丰富的功能。一般来说，都推荐使用bash作为默认的Shell。

如何查看当前系统中默认shell？

1	echo $SHELL

当前正在使用的 Shell 不一定是默认 Shell，一般来说，ps命令结果的倒数第二行是当前 Shell。

$ ps
  PID TTY          TIME CMD
 4467 pts/0    00:00:00 bash
 5379 pts/0    00:00:00 ps

Shell相当于是一个翻译，把我们在计算机上的操作或我们的命令，翻译为计算机可识别的二进制命令，传递给内核，以便调用计算机硬件执行相关的操作；同时，计算机执行完命令后，再通过Shell翻译成自然语言，呈现在我们面前。

bash运行方式

含义

Linux shell是用户与Linux系统进行交互的媒介，而bash作为目前Linux系统中最常用的shell，它在运行时具有两种属性，即“交互”与“登陆”。

交互式，是shell的一种运行模式，交互式shell等待你输入命令，并且立即执行，然后将结果反馈给你。这是每个CLI用户都非常熟悉的流程：登录、执行一些命令、登出。当你登出后，这个shell就终止了。
而非交互式，是shell的另一种运行模式，它专门被用来执行预先设定的命令。在这种模式下，shell不与用户进行交互，而是读取存放在脚本文件中的命令并执行它们。当它读到文件的结尾，这个shell就终止了。

那么我们启动的时候，如何才能进行进行交互或登陆呢？

根据bash手册上的描述：

An interactive shell is one started without non-option arguments and without the -c option whose standard input and error are both connected to terminals (as determined by isatty(3)), or one started with the -i option.

从上面的描述看，只要执行bash命令的时候，不带有“选项以外的参数”或者-c选项，就会启动一个交互式shell。

“选项以外的参数”指的就是shell的脚本文件；
-c选项将指定字符串作为命令读入bash，也就相当于执行指定的命令，它和前者有些类似，只是不从脚本文件中读取罢了。

[chen@localhost Temp]$ echo "uname -r; date" > script.sh
[chen@localhost Temp]$ bash ./script.sh # 非交互式
3.10.0-514.el7.x86_64
Tue Apr 18 14:43:50 CST 2017
[chen@localhost Temp]$ 
[chen@localhost Temp]$ bash -c "uname -r; date"  # 非交互式
3.10.0-514.el7.x86_64
Tue Apr 18 14:44:49 CST 2017
[chen@localhost Temp]$

另外，从上面描述来看，通常来说，用于执行脚本的shell都是“非交互式”的，但我们也有办法把它启动为“交互式”shell，方法就是在执行bash命令时，添加-i选项：

[chen@localhost Temp]$ bash -c "echo \$-"
hBc
# 我们看到，添加了-i选项的bash -c命令为我们启动了一个“交互式”shell。
[chen@localhost Temp]$ bash -i -c "echo \$-"  # 交互式
himBHc

这里解释一下echo \$-：It shows your Builtin Set Flags. man bash then look for SHELL BUILTIN COMMANDS and then look for the set subsection. You will find the meanings of all those flags:
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> h: Remember the location of commands as they are looked up for execution.  This is enabled by default.
> i: interactive
> m: Monitor mode.  Job control is enabled
> B: The shell performs brace expansion (see Brace Expansion above).  This is on by default
> H: Enable !  style history substitution.  This option is on by default when the shell is interactive.
>

判断

那么我们如何在shell脚本或者startup文件中判断当前shell的运行方式呢？

我们首先来看，bash手册的描述：

PS1 is set and $- includes i if bash is interactive, allowing a shell script or a startup file to test this state.

也就是说，可以判断变量PS1是否有值，或者判断变量$-是否包含i，实现在shell脚本或者startup文件中判断当前shell的运行方式。

# 在shell脚本中写入如下语句，通过输出判断当前shell运行方式
[chen@localhost Temp]$ cat ./test1.sh 
echo "\$0   : $0"
echo "\$-   : $-"
echo "\$PS1 : $PS1"
[chen@localhost Temp]$ bash ./test1.sh     # 非交互式shell
$0   : ./test1.sh
$-   : hB
$PS1 : 
[chen@localhost Temp]$ bash -i ./test1.sh  # 交互式shell
$0   : ./test1.sh
$-   : himB
$PS1 : [\u@\h \W]\$

登陆shell与非登陆shell

含义

“登陆shell”通常指的是：

用户通过输入用户名/密码（或证书认证）后启动的shell；
通过带有-l|--login参数的bash命令启动的shell。例如，系统启动、远程登录、使用su -切换用户、通过bash --login命令启动bash等。

而其他情况启动的shell基本上就都是“非登陆shell”了。例如，从图形界面启动终端、使用su切换用户、通过bash命令启动bash等。

判断

根据bash手册上的描述：

A login shell is one whose first character of argument zero is a -, or one started with the --login option.

我们可以通过在shell中echo $0查看，显示-bash的一定是“登陆shell”，反之显示bash的则不好说。

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3

[chen@localhost ~]$ bash --login
[chen@localhost ~]$ echo $0
bash

可以看出，使用bash --login启动的“登陆shell”，其$0也并非以-开头，这也就是为什么手册上的描述里使用“or”的原因。

另外，当我们执行exit命令退出shell时，也可以观察到它们的不同之处：

[chen@localhost ~]$ bash --login
[chen@localhost ~]$ exit   # 退出登陆shell
logout
[chen@localhost ~]$ bash
[chen@localhost ~]$ exit   # 退出非登陆shell
exit

原则上讲，我们使用logout退出“登陆shell”，使用exit退出“非登录shell”。但其实exit命令会判断当前shell的“登陆”属性，并分别调用logout或exit指令，因此使用起来相对方便。

主要区别

对于用户而言，“登录shell”和“非登陆shell”的主要区别在于启动shell时所执行的startup文件不同。

简单来说，“登录shell”执行的startup文件为~/.bash_profile，而“非登陆shell”执行的startup文件为~/.bashrc。

下面我们进行详细说明。

bash的startup文件

它支持的startup文件也并不单一，甚至容易让人感到费解。接下来以CentOS7系统为例，对bash的startup文件进行一些必要的梳理和总结。

根据bash手册的描述：

/etc/profile
The systemwide initialization file, executed for login shells
/etc/bash.bash_logout
The systemwide login shell cleanup file, executed when a login shell exits
~/.bash_profile
The personal initialization file, executed for login shells
~/.bashrc
The individual per-interactive-shell startup file
~/.bash_logout
The individual login shell cleanup file, executed when a login shell exits

此外，bash还支持~/.bash_login和~/.profile文件，作为对其他shell的兼容，它们与~/.bash_profile文件的作用是相同的。

备注：Debian系统会使用~/.profile文件取代~/.bash_profile文件，因此在相关细节上，会与CentOS略有不同。

profile与rc系列

通过名字的不同，我们可以直观地将startup文件分为“profile”与“rc”两个系列，其实他们的功能都很类似，但是使用的场景不同，这也是大家最容易忽略的地方。

所谓的不同场景，其实就是shell的运行模式。我们知道运行中的bash有“交互”和“登陆”两种属性，而执行“profile”系列还是“rc”系列，就与shell的这两个属性有关。

原理上讲，“登陆shell”启动时会加载“profile”系列的startup文件，而“交互式非登陆shell”启动时会加载“rc”系列的startup文件。

总结

对于“登录shell”而言，“交互式”执行“登陆”和“登出”相关的“profile”系列startup文件，“非交互式”只执行“登陆”相关的“profile”系列startup文件；对于“非登陆shell”而言，“交互式”执行“rc”系列的startup文件，而“非交互式”执行的配置文件由环境变量BASH_ENV指定。

Linux中startup文件区分全局和个人：全局startup文件放在/etc目录下，用于设置所有用户共同的配置，除非你清楚地知道你在做的事情，否则不要轻易改动它们；个人startup文件放在~目录下，用于设置某个用户的个性化配置。

~/.bash_profile会显式调用~/.bashrc文件，而~/.bashrc又会显式调用/etc/bashrc文件，这是为了让所有交互式界面看起来一样。无论你是从远程登录（登陆shell），还是从图形界面打开终端（非登陆shell），你都拥有相同的提示符，因为环境变量PS1在/etc/bashrc文件中被统一设置过。

下面我来对startup文件进行一个完整的总结：

startup文件	交互登陆	非交互登陆	交互非登陆	非交互非登陆
/etc/profile	直接执行1	直接执行1	-	-
~/.bash_profile	直接执行2	直接执行2	-	-
~/.bash_login	条件执行2	条件执行2	-	-
~/.profile	条件执行2	条件执行2	-	-
~/.bash_logout	直接执行3	不执行	-	-
/etc/bash.bash_logout	直接执行4	不执行	-	-
~/.bashrc	引用执行2.1	引用执行2.1	直接执行1	-
/etc/bashrc	引用执行2.2	引用执行2.2	引用执行1.1	-

备注：

“直接执行”表示此文件被系统直接调用，它的执行是无条件的；
“条件执行”表示此文件被系统调用是有先决条件的（没有优先级更高的文件可用）；
“引用执行”表示此文件不是被系统直接调用的，而是被其他文件显式调用的；
后面的数字表示文件被调用的顺序，数字越大调用越靠后；
“非交互非登陆”shell的配置文件可以由BASH_ENV环境变量指定；

如果你想对bash的功能进行设置或者是定义一些别名，推荐你修改~/.bashrc文件，这样无论你以何种方式打开shell，你的配置都会生效。而如果你要更改一些环境变量，推荐你修改~/.bash_profile文件，因为考虑到shell的继承特性，这些更改确实只应该被执行一次（而不是多次）。针对所有用户进行全局设置，推荐你在/etc/profile.d目录下添加以.sh结尾的文件，而不是去修改全局startup文件。

具体更加详细的解释可以参考文章关于“.bash_profile”和“.bashrc”区别的总结。

bash history

默认情况下, bash 只在退出的时候更新命令历史, 而且这个”更新”是用新版直接覆盖旧版。这会使你无法保持一份完整的命令历史记录, 原因有两个：

如果一个用户登录多次，这种覆盖的机制会使得只有最后一个退出的 bash 能保存它的历史记录。(一个登录的用户打开多个终端模拟器, 或者使用 screen/tmux 等工具启动多个 bash 等也在此列 )
如果你的 bash 异常退出了 – 比如网络故障，防火墙更改，或者它的进程被杀掉了 – 会话中所有的历史记录都会丢失。

你设置在 .bashrc 文件中添加下面这句就够了

1	shopt -s histappend

它让 shell 退出时是添加新记录，而不是覆盖原来的文件。这样你关闭多个终端时就不会挨个覆盖了。

顺便，你也许想把历史记录保存条数设置大一点

# 设置历史记录条数
export HISTFILESIZE=100000
# 设置显示历史记录条数
export HISTSIZE=10000

另外下面非常推荐设置，可以让你能够用方向键翻阅历史

1 2	bind '"\e[A": history-search-backward' bind '"\e[B": history-search-forward'

参考

Shell 教程
 Bash 简介
 Bash编程入门-1：Shell与Bash
关于“交互式-非交互式”与“登录-非登陆”shell的总结
 Why does running “echo $-“ output “himBH” on the bash shell?
关于“.bash_profile”和“.bashrc”区别的总结
 bash 下 history 会因多个终端而覆盖丢失，有好的解决方案吗？ - Zhou Zhao的回答 - 知乎
 [译] 如何防止丢失任何 bash 历史命令?