关于shell:译-使用-Go-语言编写一个简单的-SHELL

翻译自：https://sj14.gitlab.io/post/2…

介绍

在本文中，咱们将应用 Go 语言，编写一个最小的 UNIX（-like）操作系统 SHELL，它只须要大略 60 行代码。你须要略微理解一些 Go 语言（晓得如何编译简略的我的项目），以及简略应用 UNIX Shell。

UNIX 非常简单，简略到一个蠢才都能了解它的简略性 – Dennis Ritchie

当然，我并非蠢才，我也不太确定 Dennis Ritchie 所说的，是否也包含运行于用户空间的工具。Shell 只是残缺操作系统的一小部分（相较于内核，它真的是一个简略的局部），但我心愿在本文的结尾，你能够感到吃惊，吃惊于编写一个 SHELL，所用到的常识如此少。

什么是 SHELL

给 SHELL 下定义有点艰难。我认为 SHELL 能够了解为你所应用的操作系统，根本的用户界面。你能够在 SHELL 中输出命令，而后接管一些反馈输入。如果想理解更多信息，或者更明确的定义，请查阅 维基百科 )。

一些 SHELL 的例子：

• Bash)
• Zsh
• Gnome Shell
• Windows Shell

有像 Windows 和 GNOME 这种图形界面 SHELL，但大多数 IT 相干人员（至多我是），当议论起 SHELL，指的是基于文本的 SHELL（下面列表的头两项）。当然，也能够简化的定义为非图形界面 SHELL。

事实上，SHELL 的性能能够定义为输出命令，而后接管该命令的输入。想看个例子？运行 ls 命令，输入目录的内容。

Input:

ls
Output:

Applications            etc
Library                home
...

就是这样，非常简略。让咱们开始吧！

输出循环

要执行一个命令，咱们必须接管输出。而输出来自咱们人类，应用键盘进行的。

键盘是咱们的规范输出设施（os.Stdin），咱们能够拜访并读取它。当咱们按下回车键的时候，会创立新的一行。这行新的文本以 \n 结尾。当敲击回车键的时候，所有存储在输入区的内容将被输出。

reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
input, err := reader.ReadString('\n')

让咱们将这些代码输出进咱们的 main.go 文件，ReadingString 办法被嵌套在 for 循环中，所以咱们能够重复输出命令。当读取输出，产生谬误时，咱们能够将错误信息输入到规范错误处理设施（os.Stderr）。如果咱们应用 fmt.Println，但并没有指定输出设备，这个错误信息还是会输入到规范输出设备中（os.Stdout）。这并不会扭转 SHELL 的性能，然而输入到独自的设施，能够不便过滤输入，以进行下一步解决。

func main() {reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
    for {
        // Read the keyboad input.
        input, err := reader.ReadString('\n')
        if err != nil {fmt.Fprintln(os.Stderr, err)
        }
    }
}

执行命令

当初，咱们打算执行输出的命令。减少一个名为 execInput 的新的函数，他接管输出的字符串作为参数。首先，咱们移除输出结尾的换行符。接下来，通过 exec.Command(input) 来筹备执行命令，设置参数，以及捕捉输入的后果和谬误。最初，通过 cmd.Run() 来执行。

func execInput(input string) error {
    // Remove the newline character.
    input = strings.TrimSuffix(input, "\n")

    // Prepare the command to execute.
    cmd := exec.Command(input)

    // Set the correct output device.
    cmd.Stderr = os.Stderr
    cmd.Stdout = os.Stdout

    // Execute the command and return the error.
    return cmd.Run()}

原型

接着，在循环语句下面，增加一个丑化作用的指示器（>），在循环语句上面，增加新的 execInput 函数，此时，次要性能就实现了。

func main() {reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
    for {fmt.Print(">")
        // Read the keyboad input.
        input, err := reader.ReadString('\n')
        if err != nil {fmt.Fprintln(os.Stderr, err)
        }

        // Handle the execution of the input.
        if err = execInput(input); err != nil {fmt.Fprintln(os.Stderr, err)
        }
    }
}

是时候执行一次测试了。应用 go run main.go 构建并运行咱们的 SHELL。你将看到输出标识符 >，此时能够承受输出。举个例子，咱们能够执行 ls 命令。

> ls
LICENSE
main.go
main_test.go

不错，能够运行！咱们的程序此时能够执行 ls 命令，并输入当前目录的内容。你能够像退出其余程序一样，应用 ctrl+c，退出它。

参数

让咱们命令前面加个参数，如 ls -l。

> ls -l

执此时执行会报错：exec: "ls -l": executable file not found in $PATH。

这是因为咱们的 SHELL 尝试执行 ls -l，然而并没有找到叫这个名字的程序。咱们的意思是执行 ls，带上 -l 的参数。以后，咱们的程序还不反对接受命令参数。要修复这个问题，须要批改 execLine 函数，将要执行的命令以空格拆分。

func execInput(input string) error {
    // Remove the newline character.
    input = strings.TrimSuffix(input, "\n")

    // Split the input to separate the command and the arguments.
    args := strings.Split(input, " ")

    // Pass the program and the arguments separately.
    cmd := exec.Command(args[0], args[1:]...)
    ...
}

程序的名字当初存储在 args[0] 中，程序执行的参数存储在数组其余索引中。执行 ls -l 当初能够失去预期的后果。

> ls -l
total 24
-rw-r--r--  1 simon  staff  1076 30 Jun 09:49 LICENSE
-rw-r--r--  1 simon  staff  1058 30 Jun 10:10 main.go
-rw-r--r--  1 simon  staff   897 30 Jun 09:49 main_test.go

更改目录（cd）

当初，咱们曾经能够带着参数执行命令了。现有的这些性能，间隔达到一个最小的可用性，只差了一点点。你兴许在应用咱们的 Shell 时候，曾经留神到了：你无奈通过 cd 扭转以后命令执行的目录。

> cd /
> ls
LICENSE
main.go
main_test.go

不，这不是咱们根目录的内容。那为什么 cd 命令不起作用呢？要了解这点很容易：没有真正的 cd 程序，该性能是 SHELL 的内置命令。

咱们必须对 execInput 函数再次进行批改。在 Split 办法前面，咱们增加 switch 构造语句，并将 args[0] 作为它的参数。当这个命令是 cd，咱们查看它前面是否还有参数，如果没有指定参数，咱们无奈扭转当前目录（在大多数 SHELL 中，不指定参数，将跳转到主目录）。当 args[1] 中有一个后续参数时（存储门路的参数），咱们应用 os.Chdir(args[1]) 更改目录。在 case 块的开端，咱们返回 execInput 函数以进行其余解决。

因为如此简略，咱们在 cd 块前面，再增加一个 exit 命令，exit 能够用来退出以后 SHELL（另一个退出办法是 CTRL+C）。

// Split the input to separate the command and the arguments.
args := strings.Split(input, " ")

// Check for built-in commands.
switch args[0] {
case "cd":
    // 'cd' to home dir with empty path not yet supported.
    if len(args) < 2 {return  errors.New("path required")
    }
    // Change the directory and return the error.
    return os.Chdir(args[1])
case "exit":
    os.Exit(0)
}
...

能够看到，此时输入的内容，相较于之前的输入后果，更像是咱们的根目录。

> cd /
> ls
Applications
Library
Network
System
...

至此，咱们曾经实现了这个简略的 SHEEL 的编写。

思考改善的中央

此时，如果你感觉有些无聊，你能够尝试改良这个 SHELL。上面是一些能够改善的点：

• 批改光标所在行的显示：

  • 减少当前目录
  • 减少机器名称
  • 减少以后用户
• 通过输出 up/down 键，来翻阅输出的历史

结尾

至此，本文已靠近序幕，我心愿你读的欢快。如你所见，SHELL 背地的概念非常简略。

Go 同样是一门非常简略的编程语言，它帮忙咱们更快的失去想要的后果。咱们无需关怀内存治理。Rob Pike 和 Ken Thompson，以及 Robert Griesemer 独特发明了 Go，他们也发明了 Unix，所以，应用 Go 编写 SHELL 是个很好的抉择。

我也始终在学习，如果你发现本文有哪些可改良的中央，请分割我。