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关于“交互式-非交互式”与“登录-非登陆”shell的总结

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关于“交互式-非交互式”与“登录-非登陆”shell的总结

Charles_Shih 2017-04-18 12:35:37 6339 收藏 11
分类专栏： Liunx 文章标签： bash shell linux
版权
运行中bash具有的两种属性
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”。

按照bash是否与用户进行交互，可以将其分为“交互式”与“非交互式”；而按照bash是否被用户登陆，又可将其分为“登陆shell”与“非登陆shell”。

“交互式”与“非交互式”
含义说明
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。

启动方法
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。要理解这句话，就要弄懂“选项以外的参数”是什么意思，其实它指的就是shell的脚本文件；而-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。请看例子：

[chen@localhost Temp]$ echo "uname -r; date" > script.sh
[chen@localhost Temp]$ bash ./script.sh
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"
3.10.0-514.el7.x86_64
Tue Apr 18 14:44:49 CST 2017
[chen@localhost Temp]$
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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 $-"
hBc
[chen@localhost Temp]$ bash -i -c "echo $-"
himBHc
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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。

判别方法
根据bash手册上的描述：

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

用于在shell脚本和startup文件中判断当前shell“交互”属性的方法，就是判断变量PS1是否有值，或者判断变量$-是否包含i，请看例子：

[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
$PS1 : [u@h W]$
[chen@localhost Temp]$
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“登陆shell”与“非登陆shell”
含义说明
“登陆shell”通常指的是：
1. 用户通过输入用户名/密码（或证书认证）后启动的shell；
2. 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。

判别方法
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。

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

关于bash的startup文件，请参阅我的另一篇博客：
《关于“.bash_profile”和“.bashrc”区别的总结》
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关于“.bash_profile”和“.bashrc”区别的总结

 链接：https://blog.csdn.net/sch0120/article/details/70256318

 

bash的startup文件
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，它支持的startup文件也并不单一，甚至容易让人感到费解。本文以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手册上的描述：

/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。

关于bash的运行模式，请参见我的另一篇博客：
《关于“交互式-非交互式”与“登录-非登陆”shell的总结》

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。

“profile”系列的执行场景
根据bash手册上的描述：

When bash is invoked as an interactive login shell, or as a non-interactive shell with the --login option, it first reads and executes commands from the file /etc/profile, if that file exists. After reading that file, it looks for ~/.bash_profile, ~/.bash_login, and ~/.profile, in that order, and reads and executes commands from the first one that exists and is readable. The --noprofile option may be used when the shell is started to inhibit this behavior.
When a login shell exits, bash reads and executes commands from the files ~/.bash_logout and /etc/bash.bash_logout, if the files exists.

“profile”系列的代表文件为~/.bash_profile，它用于“登录shell”的环境加载，这个“登录shell”既可以是“交互式”的，也可以是“非交互式”的。

通过--noprofile选项可以阻止系统加载“profile”系列的startup文件。

交互式登陆shell
对于交互式的登陆shell而言，CentOS规定了startup文件的加载顺序如下：

登陆过程：
1. 读取并执行/etc/profile文件；
2. 读取并执行~/.bash_profile文件；
- 若文件不存在，则读取并执行~/.bash_login文件；
- 若文件不存在，则读取并执行~/.profile文件；

登出过程：
1. 读取并执行~/.bash_logout文件；
2. 读取并执行/etc/bash.bash_logout文件；

为了完成实验，我新建了一些系统默认没有提供的startup文件，例如/etc/bash.bash_logout。然后在每个文件中打印了文件名，并将它们之间的显式调用语句注释掉，例如~/.bash_profile对~/.bashrc的显式调用。

“交互式登陆shell”的实验结果如下：

[root@localhost ~]# su - chen
Last login: Tue Apr 18 17:15:08 CST 2017 from 192.168.161.1 on pts/2
execute /etc/profile
execute ~/.bash_profile
-bash-4.2$ exit
logout
execute ~/.bash_logout
execute /etc/bash.bash_logout
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我们看到，因为执行了~/.bash_profile文件，所以优先级更低的~/.bash_login和~/.profile文件并没有被执行。
我们可以删除~/.bash_profile和~/.bash_login文件，这样系统就会找到并执行~/.profile文件：

[root@localhost ~]# mv /home/chen/.bash_profile /home/chen/.bash_profile.bak
[root@localhost ~]# mv /home/chen/.bash_login /home/chen/.bash_login.bak
[root@localhost ~]# su - chen
Last login: Tue Apr 18 17:27:21 CST 2017 on pts/1
execute /etc/profile
execute ~/.profile
-bash-4.2$ exit
logout
execute ~/.bash_logout
execute /etc/bash.bash_logout
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非交互式登陆shell
对于非交互式的登陆shell而言，CentOS规定了startup文件的加载顺序如下：

登陆过程：
1. 读取并执行/etc/profile文件；
2. 读取并执行~/.bash_profile文件；
- 若文件不存在，则读取并执行~/.bash_login文件；
- 若文件不存在，则读取并执行~/.profile文件；

我们注意到，与“交互式登陆shell”相比，“非交互式登陆shell”并没有登出的过程，实验也证实了这一点：

-bash-4.2$ bash --login -c "uname -r"
execute /etc/profile
execute ~/.bash_profile
3.10.0-514.el7.x86_64
-bash-4.2$ # 此时非交互式shell已退出
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“rc”系列的执行场景
根据bash手册上的描述：

When an interactive shell that is not a login shell is started, bash reads and executes commands from ~/.bashrc, if that file exists. This may be inhibited by using the --norc option. The --rcfile file option will force bash to read and execute commands from file instead of ~/.bashrc.

“rc”系列的代表文件为~/.bashrc，它用于“交互式非登录shell”的环境加载。

通过--norc选项可以阻止系统加载“rc”系列的startup文件；通过--rcfile选项可以使用指定的文件替代系统默认的~/.bashrc文件。

交互式非登陆shell
对于交互式的非登陆shell而言，CentOS规定了startup文件的加载顺序如下：
1. 读取并执行~/.bashrc或--rcfile选项指定的文件

这里需要说明，其实“rc”系列startup文件还包括/etc/bashrc。但是系统并不直接调用这个文件，而是通过~/.bashrc文件显式地调用它。

为了完成实验，我在每个startup文件中打印了文件名，并将它们之间的显式调用语句注释掉，例如~/.bashrc对/etc/bashrc的显式调用。

“交互式非登陆shell”的实验结果如下：

[root@localhost ~]# su chen
execute ~/.bashrc
bash-4.2$ exit
exit
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startup文件的默认调用关系
细心的用户会发现，startup文件的加载并不像上面所述的那样简单。这是因为在CentOS中，startup文件之间还存在着默认的显式调用关系，它们是：
1. ~/.bash_profile显式调用~/.bashrc文件；
2. ~/.bashrc显式调用/etc/bashrc文件；

再看startup文件
分别打开/etc/profile和/etc/bashrc两个文件，我们可以看到：

[root@localhost ~]# head /etc/profile
# /etc/profile

# System wide environment and startup programs, for login setup
# Functions and aliases go in /etc/bashrc

# It's NOT a good idea to change this file unless you know what you
# are doing. It's much better to create a custom.sh shell script in
# /etc/profile.d/ to make custom changes to your environment, as this
# will prevent the need for merging in future updates.

[root@localhost ~]# head /etc/bashrc
# /etc/bashrc

# System wide functions and aliases
# Environment stuff goes in /etc/profile

# It's NOT a good idea to change this file unless you know what you
# are doing. It's much better to create a custom.sh shell script in
# /etc/profile.d/ to make custom changes to your environment, as this
# will prevent the need for merging in future updates.
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由此可见，“profile”系列文件的主要目的在于为“登录shell”设置环境变量和启动程序；而“rc”系列文件的主要目的在于设置功能和别名。

顺便提一句，Linux中“rc”是英文“run command”的缩写，表示文件中存放需要执行的命令。其实这也非常符合逻辑，设置功能就要执行shopt命令，而设置别名要执行alias命令。与“rc”系列互补，“profile”系列用来设置环境变量，它不会去调用这两个命令，但却经常需要使用export语句。不信你可以看一看这两个文件。

另外值得一提的是，这两个文件同时提到了一个位置：/etc/profile.d目录。这个目录用于存放个性化配置脚本，你可以把自己需要的全局配置放入以.sh结尾的文件中，系统在执行/etc/profile和/etc/bashrc文件时，都会择机调用它们。这样做最大的好处是便于维护，而且相对更加安全。

这些文件的编写方法，可以参考目录下已有的文件：

[root@localhost ~]# ls /etc/profile.d/*.sh
/etc/profile.d/256term.sh /etc/profile.d/colorls.sh /etc/profile.d/less.sh
/etc/profile.d/colorgrep.sh /etc/profile.d/lang.sh /etc/profile.d/which2.sh
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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：
1. “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；
2. “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）；
3. “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；
4. 后面的数字表示文件被调用的顺序，数字越大调用越靠后；
5. “非交互非登陆”shell的配置文件可以由BASH_ENV环境变量指定；

最后我想说的是，知道startup文件何时被执行并不是关键，关键是要理解自己的情况应该去修改哪个startup文件。

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。
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版权声明：本文为CSDN博主「Charles_Shih」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/sch0120/article/details/70256318

首先非常感谢作者的付出，本人其实对于linux的操作一直玩的非常不666，处于超级菜鸟阶段。对与"登录与非登录"的shell前期一直陷入一个误区，非登录的状态是没有用户登录的。

看了作者的文章才慢慢的修正自己的错误观点，登录与非登录只不过是一个标签，更多的是通过这个标签，执行不同的启动脚本。

最后再次感谢作者的付出。