Linux Shell编程实战：简易版shell实现和原理（哪些命令让子进程执行，哪些命令让shell执行？内键命令核心揭秘）

Linux Shell编程实战：简易版shell实现和原理（哪些命令让子进程执行，哪些命令让shell执行？内键命令核心揭秘）

💡 你是否好奇： 为什么cd命令只能改变当前Shell的目录，而ls命令却可以新建进程？实现一个简易Shell到底难不难？本文手把手带你拆解Shell原理，彻底搞懂内建命令与外部命令的执行差异，并完成一个迷你版Shell！

1. Shell是什么？为什么需要“内建/外置”之分？

Shell是用户与Linux内核交互的“翻译官”。你在终端敲入一条命令，Shell负责解析并让操作系统执行。但有些命令必须由Shell“亲自动手”，有些则可以交给子进程去跑——这就是内建命令与外部命令的由来。

2. 简易版Shell实现原理——三循环与两分身

一个最简Shell的骨架就是while(1){ 打印提示符; 读取命令; 解析命令; 执行命令; }。其中“执行命令”是分水岭：

• 🔹 外部命令（如ls、pwd、cp） —— 父进程调用fork()创建子进程，子进程用execvp()替换成目标程序，父进程waitpid()等待结束。这完美体现了进程替换的核心思想。
• 🔸 内建命令（如cd、exit、export） —— 直接在Shell进程中执行，不创建子进程。因为它们的任务是改变Shell自身的状态（比如工作目录、环境变量），如果放到子进程里改，改完子进程销毁，父进程原地踏步——毫无意义。

3. 代码实战：30行实现一个能跑内建+外置命令的迷你Shell

#include #include #include #include int main() {  char cmd[128];  while (1) {    printf("mysh> "); fflush(stdout);    fgets(cmd, 128, stdin);    cmd[strcspn(cmd, "")] = 0;    // 内建命令处理：exit / cd    if (strcmp(cmd, "exit") == 0) break;    else if (strncmp(cmd, "cd ", 3) == 0) {       chdir(cmd + 3);          // Shell自己执行，不改子进程       continue;   }    // 外部命令处理：创建子进程执行    pid_t pid = fork();    if (pid == 0) {       execlp("/bin/sh", "sh", "-c", cmd, NULL);       perror("exec"); return 1;   } else waitpid(pid, NULL, 0); }  return 0;}

👆 这段代码清晰展示了：内建命令由Shell进程直接调用相应函数（如chdir），而其他命令统统通过fork+exec创建子进程执行。这就是最简简易版Shell的心脏！

4. 为什么不能把所有命令都丢给子进程？

设想一下：如果cd也走fork+exec，子进程的目录是改变了，但父进程Shell的工作目录纹丝不动——你永远“进不去”任何目录！同理，export设置的环境变量、alias定义的别名，如果由子进程设置，父进程根本感知不到。因此，凡是需要修改Shell自身运行环境、控制Shell生命周期的命令，都必须是内建命令。

5. 一张表看懂：常见命令“父/子”归属

📌 核心总结： 简易版Shell的实现精髓在于“内外分流”——内建命令直接调用，外部命令创建子进程通过进程替换执行。理解这一点，你就掌握了Linux命令执行的底层逻辑，也就能轻松DIY一个专属Shell！

—— 全文完 ——