bash 四种工作模式及其相关的配置文件

引言

国庆前最后一周，一线出现个问题，该问题直接导致现网服务长时间不可用，因此一线压力很大，当然这种压力直接传递到家里的开发这边，我参与了该问题原因的定位。由于存在时差以及不能直接上环境取日志、获取其他信息，因此定位时间也较长，花了两三天才把问题原因明确下来，弄得我也身心俱疲。

后来我自己复盘的时候，虽然该问题出现有其偶然性，在类生产和测试床都没有出现，但问题定位慢也凸显出我们的运维和开发对 Linux 基础知识的欠缺。简单描述该问题就是：一线在用 ansible 推送命令部署某服务时，由于某些步骤顺序不对导致触发了系统删除默认路由的逻辑，最后一步 yum 下包报网络连接不上的错误，由于我们系统中设置了 http 代理（写在 /etc/profile.d/xxx.sh 中），理论上默认路由删除也不影响下载包，但实际上却出现很多节点下包失败的错误。最终定位出来一线在用某个账户推送命令，现网很多节点中该账户家目录缺少 .bashrc 文件，这些节点下包都没有走 http 代理，而是走本地默认路由去连接 yum repo 服务器。

那何以缺少 .bashrc 文件影响到代理功能呢？看下面我的分析。

shell 简介

shell 是 Linux 下提供给用户使用操作系统的一个接口，它既包括图形界面（GUI）的软件，也包括命令行（CLI）的软件，这里主要说的是后者。Linux 下 shell 也有多种，第一个流行的 shell 是由 Steven Bourne 编写的，为了纪念他一般称为 Bourne shell，或者直接简写为 sh；现在大多 Linux 发型版默认 shell 为 bash（Bourne Again SHell），是 Bourne Shell 的增强版，也是 GNU 的开源软件的一部分；另外还有 ksh、zsh 等等都属于 Bourne Shell 分支发展来的。另一个分支是伯克利大学的 Bill Joy 基于 BSD Unix 系统编写的 shell，由于该 shell 的语法类似于 C 语言，因此成为 C SHell，简写为 csh，由于该 shell 与 bash 语法并不兼容，因此平时我们用的较少。

由于平时我们使用大多是 bash，或者与其兼容的其他 shell 如 zsh，本文主要介绍 bash。

bash 的工作模式

bash 可以有不同的调出的方式，例如开机之后按 Alt+F1~Alt+F6 呼出不同的终端，输入账户密码进入的 shell；ssh 远程登陆到一台机器进行的 shell；又或者在一个 shell 中执行 bash 命令又创建了一个 shell。总的来说，根据不同的调出的方式，bash 的工作模式也不一样， bash 初始配置是不一样的，这是通过读取不同的配置文件来实现的。

主要可以分为 login 与非 login、interactive 与非 interactive，在 man bash 文档中 INVOCATION 有简单的说明。login 是指需要输入用户名和密码登陆的 shell；interactive 顾名思义为交互式，命令的标准输入与输出为该 bash 绑定到的终端。如果使用 bash 命令来创建一个 shell，可以加参数 --login/-l 来强制使其使用 login 的方式执行。

对一个 shell 如何判断工作在哪种模式下呢？我这边介绍一种方式：

1. 执行命令 echo $- ，查看输出的结果中是否含有 i 这一项，如果有则为 interactive，否则为非 interactive；（$- 这个变量记录着当前设置的 shell 选项）
2. 执行命令 shopt login_shell，查看输出的结果，如果为 on 则为 login，否则为非 login。（shopt命令用于显示和设置 shell 中的行为选项）

下表总结了组合之后得到的四种不同工作模式，其触发方式与读取的配置文件：

当然上表只是 bash 的默认读取配置文件的方式，建议你在这些配置文件中加些 echo 信息，然后通过不通的方式调用 bash 来实践下。

同时，bash 命令还可以通过指定参数来改变这种默认行为，例如 --rcfile、--noprofile 等等，下图更加清晰地展示了这点：

ssh 远程执行命令属于哪种模式的 bash？

说到现在可能还不知道这个东西和我前面说的问题有什么关联吧？前面说过我把 http_proxy 这个环境变量设置在 /etc/profile.d/xxx.sh（/etc/profile 文件会去读）中，结合上表如果 bash 是 login shell 的话，必然会读取到；那为何有些节点没有设置 http_proxy 呢？难道不是 login shell 吗？我意识到 ansible 推送命令和 ssh *user_name*@*romote_ip* *script.sh* 类似，那么这种方式 bash 工作在哪种模式呢？通过实验来证明下：

$ ssh root@vlutr 'echo $-; shopt login_shell'
@~/.bashrc@
@/etc/bashrc@
hBc
login_shell    	off

上面输出的结果中前两行是我在 ~/.bashrc 和 /etc/bashrc 打印的跟踪信息，后两行显示这种方式 bash 属于非 interactive 和非 login 模式，那结合上面的表格，应该读取环境变量 $BASH_ENV 的值作为导入环境变量的文件路径，但这个变量我们却没有设置啊，事实却是 ssh 远程执行命令会读取 ~/.bashrc 文件，百思不得其解。

最终还是从 bash 的帮助文档中获得了答案，详见下面这段，大致意思是 bash 会判断标准输入是否关联到 sshd 这样的网络链接上，如果是，会读取 ~/.bashrc 配置文件。

Bash attempts to determine when it is being run with its standard input connected to a network connection, as when executed by the remote shell daemon, usually rshd, or the secure shell daemon sshd. If bash determines it is being run in this fashion, it reads and executes commands from ~/.bashrc, if that file exists and is read‐ able.

那么至此一切才终于对上了。

为什么要这么多配置文件？

一个 bash 就有这么多配置文件，使用上有什么差异呢？

首先，/etc/profile 是一个全局的配置文件，bash 还有个每用户私有的配置文件~/.bash_profile，又为了各种 shell 之间的兼容性，又引入了两个配置文件，其中 .profile 继承了 Bourne shell 和 ksh 的 .profile 命名方法，~/.bash_login继承了 csh 的 .login 命名方法。

其次，各种 profile 和 bashrc 又有什么区别呢？前者主要放一些环境变量，例如 /etc/profile 是某个用户唯一的用来设置全局环境变量的地方，因为用户可以有多个shell比如 bash、sh、zsh等，像环境变量这种其实只需要在统一的一个地方初始化就可以了。后者主要设置与 bash 运行相关的设置，rc 的意思为 Run Commands，由名字可以推断出，此处存放 bash 需要运行的命令，但注意，这些命令一般只用于交互式的shell，通常在这里会设置交互所需要的所有信息，比如 bash 的补全、alias、颜色、提示符等等。

结语

bash 下各种工作模式、工作配置文件的导入方式，很早之前就想了解了，但一直以来都搁置了，这次终于趁这机会总结了一下。虽然这些东西与工作的业务看似无关，真正到用到的时候，即使不清楚里面具体的内容，但至少要知道有这么回事，这样对排查问题也是很有帮助的，否则出问题连大方向都把握不住。在这次两三天的问题定位过程中，我大致能根据仅有很少信息一步步推测问题出现的原因，但还是受限于知识面，还是没能在最开始准备把握问题的根因。这也警示自己，平时看似无用的东西，能学的尽量多学学，没准哪天就派上大用场了。

参考资料

• http://feihu.me/blog/2014/env-problem-when-ssh-executing-command-on-remote/
• https://superuser.com/questions/1224938/ssh-host-is-a-login-shell-but-ssh-host-command-is-not
• http://kodango.com/what-is-interactive-and-login-shell