[译] 用 Go 语言写一个简单的 shell

Shell通常很难定义，我将 shell 定义为操作系统的一个基本的用户接口，你可以在 shell 中输入命令并接收对应的输出。当需要更多的信息或更好的定义时，你可以查看维基百科的文章（ https://en.wikipedia.org/wiki/Shell_(computing) ）

执行一个命令，我们将接收输入，我们使用键盘完成这些输入。

键盘是我们的标准输入装置(os.Stdin)，我们可以创建一个阅读器去访问键盘。每次我们按下回车键，就会创建一个新行。新行通过\n进行标记。当按下回车键是，任何的写入都会被存储到输入变量中。

reader := bufio.NewReader(os.Stdin)

input, err := reader.ReadString(‘\n')

让我们在main.go 文件中放入一个主函数，并围绕ReadString 功能添加一个for循环，我们可以连续的输入命令。在读取输入过程中发生错误时，我们会通过标准错误设备打印该错误（os.Stderr）。如果我们使用fmt.Println而不使用特殊的输出设备，错误信息将会被指向标准输出设备（os.Stdout）。shell本身不能改变这个功能性，但单独的设备允许对输出进行简单的过滤，以便做进一步处理。

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)

}

}

}

现在，我们想执行输入的命令。让我们为其创建一个新的函数 execInput ， execInput 取一个字符串作为变量。首先，我们在输入的最后删除新行控制字符 \n 。其次，我们为 exec.Command （ input ）准备一个命令，并为这个命令设置对应的输出和错误装置。最后，我们准备 cmd.Run( ) 过程命令。

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 save it's output.

err := cmd.Run()

if err != nil {

     return err

}

return nil

}

通过在循环的顶端添加一个输入指示器（ > ），以及在循环的底端添加一个新的 execInput 函数完成了主函数。

func main() {

reader := bufio.NewReader(os.Stdin)

for {

fmt.Print("> ")

// Read the keyboad input.

input, err := reader.ReadString('\n')

if err != nil {

fmt.Println(err)

}

// Handle the execution of the input.

err = execInput(input)

if err != nil {

fmt.Println(err)

}

}

}

该做第一个测试了。Go语言通过运行main.go来构建和运行shell。当你看到输入指示>时，就可以写一些命令了。例如，我们可以运行ls命令。

> ls

LICENSE

main.go

main_test.go

Wow，成功了！ls被执行了，且给我们展示了当前目录下的内容。退出shell同其他程序一样，通过CTRL-C组合键即可。

通过 ls -l 命令得到更长形式的列表。

> ls -l

exec: "ls -l": executable file not found in $PATH

这种格式不再起作用了，这是因为我们的shell试着运行无法找到的ls -l的程序，ls和-l既是一段程序，-l 也同样被称作变量，被程序自身解析。目前，我们不能区分命令和变量。为了修复这个缺点，我们必须修改execLine函数，将输入使用空格进行分离。

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:]...)

...

}

这段程序的名称现在被存到args[0]中，变量在随后的索引中。现在运行ls -l就会得到我们想要的结果。

> 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

现在我们可以通过一系列独立的变量运行命令。对最小可用集合设置一些功能点是很有必要的，现在只剩下一件事了（最起码根据我的看法）。当你演示 shell 时你可能已经偶遇了这些：你使用 cd 命令并不能改变目录。

> cd /

> ls

LICENSE

main.go

main_test.go

很明显这不是我根目录下的内容。为什么cd命令没有起作用？如果你知道真实路径，那就非常简单了（ https:/ /stackoveryow.com/a/38776411) cd程序是shell一个内建的命令。

再一次，我们需要修改execInput函数。在Split函数之后，我们需要把存储在args[0]的第一个变量（执行的命令）进行一个状态转换。当命令为cd时，我们检查后面是否有变量，如果没有，我们不能改变目录到指定目录（在大多数其他shell中，需要改变目录到根目录下）。如果后面有变量arg[1](存储到路径中），我们可以使用os.Chdir(args[1])改变目录。在这个程序块的最后，我们返回execInput 函数以停止进一步的内键命令执行。

由于这很简单，我们只需要在cd块的右面增加一个 built-in exit 命令，就可以停止我们的shell（另一个选择是使用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")

     }

err := os.Chdir(args[1])

if err != nil {

return err

}

// Stop further processing.

return nil

case "exit":

os.Exit(0)

}

…

当然，随后的输出看起来像我的跟目录了。

> cd /

> ls

Applications

Library

Network

System

…

综上，我们写了一个简单的shell。

当你不满足于这些时，你可以试着提升你的 shell 。这有些灵感：

• 修改输入指标：

• 增加工作目录

• 增加机器主机名

• 增加当前用户

• 通过上 / 下键，浏览你的输入历史

已经到了文章的结尾，希望你们享受这个过程。我认为，当你理解了 shell 背后的概念， shell 真的相当简单。

Go 语言也是更简单的编程语言之一，他帮助我们更快的得到结果。 Go 语言可以通过自身管理内存，无需我们做任何低级别的操作。 Rob Pike 和 Ken Thompson 与创建 Unix 的 Robert Griesemer 共同创建了 Go 语言，所以我想用 Go 语言写一个 shell 是个很好的组合。

因为我也是在学习中，如果你发现了一些可以提升的东西请联系我。