Shell 启动脚本：理解 bash、zsh 的启动流程

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如果你是一个经常使用 shell 的用户，几乎肯定会在主目录下有一个 .bash_profile 或 .bashrc 脚本，通常包含各种调整，比如设置环境变量（将某个目录添加到 $PATH）、告诉 shell 做聪明的事情（如 set -o noclobber）以及为命令添加各种别名（如 alias please=sudo）。

（如果你真的很有条理，你会把所有点文件都放在某个仓库中，这样你就可以在所有工作的机器上保持设置同步。）

无论如何，我怀疑很少有人知道 .bash_profile 和 .bashrc 这样的文件实际上什么时候被执行。当我刚开始时，我只是按照别人的建议把东西放在 .bashrc 中，然后当它不工作时，就放到 .bash_profile 中。我可以在这里停下来，只描述 bash 的启动过程（尽管它很愚蠢），但有一个复杂的情况是，我在几年前切换到了 zsh（并且没有回头），但偶尔会在没有安装 zsh 的机器上使用 bash。

Shell 启动脚本的复杂性

为了优雅地处理这种情况，我需要能够在它们自己的文件中指定特定于 bash 或 zsh 的内容，然后在通用启动文件中指定任何符合 POSIX 标准的 shell（如别名和环境变量）都能理解的内容。

我对这个问题的解决方案是定义一些新的点文件文件夹，每个 shell 一个（.bash/、.zsh/ 和 .sh/），还有一个用于 shell 无关文件（.shell/）：

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.bash/
    env
    interactive
    login
    logout
.sh/
    env
    interactive
    login
.shell/
    env
    interactive
    login
    logout
.zsh/
    env
    interactive
    login
    logout

不同类型的 Shell

"But!" 你说，"这些不同的文件在这里做什么？" 啊，我很高兴你问了。有两种类型的 shell：

  • [非]交互式 shell（你向它们输入 / shell 脚本）
  • [非]登录 shell（首次登录时运行的 shell / 子 shell）

所有 shell 都会首先运行 env，然后登录 shell 会运行 login，然后交互式 shell 会运行 interactive。完成后，登录 shell 会运行 logout。

在哪里放置内容

这完全取决于它什么时候需要运行。

  • 如果它正在设置 / 修改环境变量，它应该放在 login 中
  • 如果它是别名或终端特定的环境变量（例如，GREP_COLOR），它应该放在 interactive 中
  • 在我的 .shell/env 文件中，我设置了 umask，还定义了一些有用的函数来修改冒号分隔的路径环境变量（如 $PATH）

即使你不采用我方案中的其他任何东西，我也建议你看看我的函数在做什么，这与像 export PATH=$PATH:/path/to/dir 这样的东西不同。

这种特定模式太常见了，如果你考虑 $PATH（或任何你的变量，如 $LD_LIBRARY_PATH）没有设置的情况，它会非常危险。然后，值将是 :/path/to/dir，这通常意味着 /path/to/dir 和当前目录，这通常既是意外行为又是安全问题。

使用我的实现（见 .shell/env_functions），你可以从任何冒号分隔的环境变量中追加、前置和删除目录，当追加或前置时，你保证该目录只会在该变量中出现一次。

Shell 启动流程详解

Bash 启动流程

Bash 的启动流程相对复杂，因为它有多种模式：

  1. 登录 shell：当 bash 以 -l 参数启动或作为登录 shell 启动时
  2. 交互式 shell：当 bash 以交互模式启动时
  3. 非交互式 shell：当 bash 执行脚本时
  4. 远程 shell：当 bash 检测到通过 ssh 或 rsh 启动时

Zsh 启动流程

Zsh 的启动流程更加简洁和一致：

  1. 全局配置文件：/etc/zshenv、/etc/zprofile、/etc/zshrc、/etc/zlogout
  2. 用户配置文件：~/.zshenv、~/.zprofile、~/.zshrc、~/.zlogout

启动文件执行顺序

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登录 shell：
/etc/zshenv → ~/.zshenv → /etc/zprofile → ~/.zprofile → /etc/zshrc → ~/.zshrc

交互式非登录 shell：
/etc/zshenv → ~/.zshenv → /etc/zshrc → ~/.zshrc

非交互式 shell：
/etc/zshenv → ~/.zshenv

实际应用建议

1. 环境变量管理

避免使用 export PATH=$PATH:/new/path 这种模式，因为它可能导致重复和空路径问题。相反，使用更安全的方法：

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# 安全的路径添加函数
path_append() {
    local var_name="$1"
    local new_path="$2"
    local current_path="${!var_name}"
    
    if [[ -z "$current_path" ]]; then
        export "$var_name"="$new_path"
    elif [[ ":$current_path:" != *":$new_path:"* ]]; then
        export "$var_name"="$current_path:$new_path"
    fi
}

# 使用示例
path_append PATH "/usr/local/bin"

2. 条件加载

根据 shell 类型和交互性条件性地加载配置：

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# 只在交互式 shell 中加载
if [[ -o interactive ]]; then
    source ~/.shell/interactive
fi

# 只在登录 shell 中加载
if [[ -o login ]]; then
    source ~/.shell/login
fi

3. 跨 Shell 兼容性

为了在不同 shell 之间保持兼容性，使用 POSIX 兼容的语法：

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# 使用 POSIX 兼容的语法
case "$SHELL" in
    */bash)
        source ~/.bash/specific
        ;;
    */zsh)
        source ~/.zsh/specific
        ;;
esac

总结

理解 shell 启动脚本的执行顺序对于正确配置你的环境至关重要。通过采用模块化的方法，你可以：

  1. 保持配置的整洁：将不同类型的配置分离到不同的文件中
  2. 提高可维护性：每个文件都有明确的职责
  3. 增强可移植性：在不同机器和 shell 之间轻松迁移配置
  4. 避免常见陷阱：如路径重复、环境变量污染等问题

记住，shell 启动脚本的执行顺序可能因操作系统、shell 版本和编译选项而异。最好的方法是测试你自己的系统，并根据需要调整配置。

参考来源： Shell startup scripts - flowblok's blog