From: http://www.mike.org.cn/articles/linux-linux-bash-command-search-mechanism/

本文假設的環境是GNU/Linux，且shell是BASH;

　　注意: 另外,我們討論的前提是當你鍵入一個命令時并沒有指定該命令的路徑, 舉例來說就是我們鍵入的命令是以commandname的形式而不是/path/commandname或./path/commandname的形式來 運行的. 一旦我們指定了命令(或腳本或二進制文件)相對或絕對路徑時就談不上搜索機制了.

　　本文講解的內容是: 通常,我們在Linux系統終端提示符下鍵入如ls等命令時,shell是如何找到這個命令的呢? shell下都有哪幾類命令呢? 這些命令是如何被加載的呢?

　　一、Linux命令的分類:

　　包括:alias, keyword, function, built-in, $PATH這5類

　　二、 Linux命令搜索順序:

　　當我們鍵入某個命令時, 那么shell會按照alias->keyword->function,->built-in->$PATH的順序進行搜索, 本著”先到先得”的原則, 就是說如果有如名為mycmd的命令同時存在于alias和function中的話, 那么肯定會使用alias的mycmd命令(當然, 這不是絕對的, 下面會說到特例).

　　三、相關

　　set +-h, hash, type, command, enable, builtin

　　1) hash命令:

　　首先, 我們來看hash這命令(和我上面說的”不是絕對的”有關系了!), hash命令用于記錄在當前shell環境下用戶曾經鍵入的命令路徑記錄緩存表, 主要是為了加快命令搜尋速度. 下面看個例子:

　　例:我在shell下鍵入 ls, find, pwd, ls, echo “Hello, world”, mail及if共7個命令(注意, ls執行2次), 下面是history的結果:

　　1 ls
　　2 find
　　3 pwd
　　4 ls
　　5 echo “Hello, world”
　　6 mail
　　7 if

　　那么, 現在我執行hash命令, 其顯示結果為:

　　[ancharn@fc8 ~]$ hash
　　hits command
　　1 /bin/mail
　　2 /bin/ls
　　1 /usr/bin/find

　　不知大家發現了什么沒有? 這個hash表左邊一列表示該命令在當前shell環境下共被使用了幾次, 右邊一列表示命令路徑. 但是我們發現這個hash緩存中缺少了if,pwd和echo3個命令, 為什么呢? 我們在這兒要得出一個重要的結論就是: (1) hash不會記錄function, built-in命令(其實還包括alias), 為什么呢? 答案是因為他們沒有路徑, 即不會存在于某個目錄之下, 它們是隨shell而加載進而存在于內存中, 所以這樣的命令還有必要進行緩存以提高搜索效率嗎?!

　　但是有人會說, ls不是被hash記錄下來了嗎? 沒錯, 你的觀察很細致, 通常ls在bash中是一個alias, 那么, 在這兒我們先下一個結論: (2) alias中若定義的是包含了路徑的別名命令則不會被記錄到hash中, 只有沒有指定路徑的alias才會被記錄到hash中. 情況例子:

　　這是我當前shell(bash)環境下的ls別名的定義

　　[ancharn@fc8 //]$ alias ls
　　alias ls=’ls –color=auto’

　　(注意:后面的”ls –color=auto”沒有指定如/bin/ls這樣的路徑)

　　所以, 正如你看到的, 上面我鍵入了2次ls命令(是ls –color=auto的別名), 那么在hash中能夠看到被記錄; 下面看個write命令的例子:

　　[ancharn@fc8 //]$ alias write
　　-bash: alias: write: not found

　　[ancharn@fc8 //]$ write
　　usage: write user [tty]

　　[ancharn@fc8 //]$ hash　　
　　hits command
　　1 /usr/bin/write
　　1 /bin/mail
　　2 /bin/ls
　　1 /usr/bin/find

　　write 這個命令沒有alias, 也就是說當執行write命令時其實找到的是PATH變量中的/usr/bin/write這個二進制文件來執行的, 這時hash記錄了write的路徑并被引用了1次, 然后我定義write別名就是write本身, 但是指定具體路徑是/usr/bin/write:

　　[ancharn@fc8 //]$ alias write=’/usr/bin/write’
　　[ancharn@fc8 //]$ alias write
　　alias write=’/usr/bin/write’
　　[ancharn@fc8 //]$ write
　　usage: write user [tty]
　　[ancharn@fc8 //]$ hash
　　hits command
　　1 /usr/bin/write
　　1 /bin/mail
　　2 /bin/ls
　　1 /usr/bin/find

　　請看, hash表中的write的hits數還是1次; 這里要注意的是當我們定義了write的alias后(指定路徑), PATH就不會被搜到了, 為什么呢? 很簡單, 因為write的alias中已經指明了它的具體路徑了!

　　接著unalias掉write重新定義write別名:

　　[ancharn@fc8 //]$ unalias write
　　[ancharn@fc8 //]$ alias write
　　-bash: alias: write: not found

　　[ancharn@fc8 //]$ alias write=’write’
　　[ancharn@fc8 //]$ alias write
　　alias write=’write’

　　[ancharn@fc8 //]$ write
　　usage: write user [tty]

　　[ancharn@fc8 //]$ hash
　　hits command
　　2 /usr/bin/write
　　1 /bin/mail
　　2 /bin/ls
　　1 /usr/bin/find

　　這次, 我們沒有指定write別名中的路徑, 當我們定義好write的別名后去執行write時, hash表中就會增加一次hits.這里要注意的是當我們定義了write的alias后(不指定路徑, 請和上面的例子比較下), PATH就會被搜到了, 所以hash的hits增加了. 請大家切記alias中若定義的是包含了路徑的別名命令則不會被記錄到hash中, 只有沒有指定路徑的alias才會被記錄到hash中這條結論.

　　另外, hash因為是built-in命令, 所以用help hash來查看幫助. 常用的有hash -r用于清空hash表, hash -d name用于delete某個command. 如:

　　[ancharn@fc8 //]$ hash
　　hits command
　　3 /usr/bin/write
　　1 /bin/mail
　　2 /bin/ls
　　1 /usr/bin/find

　　刪除具體的:
　　[ancharn@fc8 //]$ hash -d ls
　　[ancharn@fc8 //]$ hash
　　hits command
　　3 /usr/bin/write
　　1 /bin/mail
　　1 /usr/bin/find

　　清空hash:
　　[ancharn@fc8 //]$ hash -r
　　[ancharn@fc8 //]$ hash
　　hash: hash table empty

　　2) set +-h:

　　set 命令大家應該很熟悉, 我們在這里主要說的是set +-h的作用: help set可以看到”-h Remember the location of commands as they are looked up.” 中文意思就是記憶命令的路徑以便于查詢. 當我們鍵入set +h后再運行hash:

　　[ancharn@fc8 //]$ set +h
　　[ancharn@fc8 //]$ hash
　　-bash: hash: hashing disabled

　　也就是說”set +h”用于禁用hash而”set -h”用于啟用hash.

　　3) type:

　　此命令用于列出某個命令屬于哪類. 如:

　　[ancharn@fc8 //]$ type -a pwd
　　pwd is a shell builtin
　　pwd is /bin/pwd
　　pwd屬于內置和PATH變量中.

　　[ancharn@fc8 //]$ type pwd
　　pwd is a shell builtin
　　直接用type commandname可以告訴你該命令在運行時會執行哪一類.

　　4) command:

　　該命令的作用是: 如果你有一個命令如gcc既是一個function, 同時又是一個PATH變量中的命令, 那么如果你直接執行gcc, 按照順序來說, 會執行function而不是gcc的PATH變量中的命令, 而用command gcc會跳過function的選擇.

　　[ancharn@fc8 //]$ function gcc { echo “just a test for gcc”; }

　　[ancharn@fc8 //]$ gcc
　　just a test for gcc

　　[ancharn@fc8 //]$ command gcc
　　gcc: no input files

　　5)enable:

　　enable命令如果直接運行則會列出當前shell的所有built-in命令, enable -n commandname會在當前shell下disable掉該內置命令:

　　[ancharn@fc8 ~]$ type -a pwd
　　pwd is a shell builtin
　　pwd is /bin/pwd

　　[ancharn@fc8 ~]$ enable -n pwd
　　[ancharn@fc8 ~]$ type -a pwd
　　pwd is /bin/pwd

　　[ancharn@fc8 ~]$ enable pwd
　　[ancharn@fc8 ~]$ type -a pwd
　　pwd is a shell builtin
　　pwd is /bin/pwd

　　6) builtin

　　用于運行一個內置命令. 例如:

　　[ancharn@fc8 ~]$ cd /var
　　[ancharn@fc8 var]$ function pwd { echo “just a test for pwd”; }
　　[ancharn@fc8 var]$ type -a pwd
　　pwd is a function
　　pwd ()

　　{
　　echo “just a test for pwd”
　　}
　　pwd is a shell builtin
　　pwd is /bin/pwd

　　(注: pwd既是函數, 又是內置命令, 又存在PATH變量中)

　　[ancharn@fc8 var]$ pwd
　　just a test for pwd
　　[ancharn@fc8 var]$ builtin pwd // (注: 此時我們就去直接執行pwd這個內置命令)
　　/var

　　小結: 我們都知道了shell在搜索命令時的順序是alias->keyword->function,->built-in->$PATH, 那么其中還有2點需要注意的就是 (1) hash不會記錄function, built-in命令(其實還包括alias), (2) alias中若定義的是包含了路徑的別名命令則不會被記錄到hash中, 只有沒有指定路徑的alias才會被記錄到hash中. 另外, (3) 不要忘記, 我們討論的前提是a) 受限于具體的shell種類b)且只在當前shell環境有效.切記!!!

　　到這里, 請大家來思考一個問題:

　　請看下面的執行情況:

　　[ancharn@fc8 var]$ function gcc { echo “just a test for gcc”; }
　　[ancharn@fc8 var]$ alias gcc=’gcc’

　　[ancharn@fc8 var]$ gcc
　　just a test for gcc

　　[ancharn@fc8 var]$ /usr/bin/gcc
　　gcc: no input files

　　[ancharn@fc8 var]$ alias gcc=’/usr/bin/gcc’
　　[ancharn@fc8 var]$ gcc
　　gcc: no input files

　　[ancharn@fc8 var]$

　　為什么定義了gcc這個funtion后, 兩次定義gcc的alias時指定不指定具體的/usr/bin/gcc路徑時, 執行gcc這個命令的反應不同呢? 按照alias->keyword->function,->built-in->$PATH 這個順序來看, 應該執行alias的gcc啊?! 請思考!
當然, 別著急, 后面我會給出答案. 但是, 請您思考下!

　　四, 命令舉例:

　　* alias(別名):
　　alias 命令通常被設定在文件~/.bashrc和/etc/bashrc中,~/.bashrc通常用于用戶自己的環境,而/etc/bashrc用于全局定義 (即對所有用戶生效,當然,只對用戶shell是bash生效). 具體的這兩個文件的關系及如何加載在后面有介紹.

　　* Shell keyword(shell關鍵字):
　　諸如if,while,until,case,for這些命令.

　　* Function(函數):

　　舉例:

　　定義個名為pwd的函數, 其功能是簡單地顯示”my function pwd”這句話
　　function pwd { echo “my function pwd”; }
　　定義好了之后可以用set或type -a pwd來查看，取消則用unset pwd即可。

　　* Shell built-in command(shell內置命令):
　　命令enable可以查看所有當前shell環境下的內置命令; 或者用man cd（任何一個內置命令均可）查看到的manpage的上部列出了全部的內置命令.　

　　* PATH variable
　　該變量定義在文件/etc/profile, /etc/profile.d/*.sh(POSIX), ~/.bash_profile(Bash)中.

　　其加載順序是: 先/etc/profile (invoke /etc/profile.d/*.sh), 然后是~/.bash_profile, 再由~/.bash_profile調用執行 ~/.bashrc, 然后由~/.bashrc去調用執行 ~/.bashrc, ~/.bashrc再調用執行文件/etc/bashrc.

　　1) 為了查看具體的加載順序, 你可以在四個文件中的頭部和尾部分別添加兩句話, 例如:

　　[ancharn@fc8 ~]$ cat ~/.bashrc
　　echo “start of ~/.bashrc”
　　if [ -f /etc/bashrc ] ; then
　　. /etc/bashrc
　　fi
　　alias ll=’ls -l’
　　alias cp=’cp -i’
　　alias mv=’mv -i’
　　alias rm=’rm -i’
　　……

　　echo “end of ~/.bashrc”
　　其它的文件一樣添加, 這樣當你用某個用戶登錄系統時就會看到如下的顯示, 諸如:
　　start of /etc/profile
　　end of /etc/profile
　　start of ~/.bash_profile
　　start of ~/.bashrc
　　start of /etc/bashrc
　　end of /etc/bashrc
　　end of ~/.bashrc
　　end of ~/.bash_profile

　　從上面的顯示你能夠清晰的看到每個文件的加載順序及相互調用執行關系(注意查看start和end).

　　2) PATH變量和hash的關系
　　這里, 我們來看一個例子:

　　[ancharn@fc8 ~]$ echo $PATH
　　/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/home/ancharn/bin

　　我首先在/home/ancharn/bin目錄下寫一個名為test.sh的腳本,內容如下:
　　[ancharn@fc8 bin]$ cat /home/ancharn/bin/test.sh

　　#!/bin/sh
　　# just test for PATH and hash
　　echo “This is my 1st shell script in /home/ancharn/bin directory.”

　　# end

　　[ancharn@fc8 bin]$
　　那么, 執行test.sh這個腳本如下：
　　[ancharn@fc8 /]$ echo $PATH
　　/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/home/ancharn/bin
　　[ancharn@fc8 /]$ test.sh
　　This is my 1st shell script in /home/ancharn/bin directory.
　　[ancharn@fc8 /]$ hash
　　hits command
　　1 /home/ancharn/bin/test.sh
　　接著，在/usr/bin目錄下建立一個同test.sh名的文件, 內容如下:

　　[ancharn@fc8 /]$ cat /usr/bin/test.sh
　　#!/bin/sh
　　# just test for PATH and hash
　　echo “This is my 2nd shell script in /usr/bin directory.”

　　# end
　　繼續執行test.sh腳本:

　　[ancharn@fc8 /]$ test.sh
　　This is my 1st shell script in /home/ancharn/bin directory.
　　[ancharn@fc8 /]$ hash
　　hits command
　　2 /home/ancharn/bin/test.sh

　　說明什么呢?

　　如果按照PATH的順序即/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/home/ancharn /bin, 會先找/usr/bin然后再找/home/ancharn/bin, 注意, 這個前提是hash表中沒有該命令的記錄, 因此我們看到/usr/bin/test.sh腳本并沒有被執行, 因為在執行test.sh前, shell去hash表中查看了緩存, 進而繼續執行了/home/ancharn/bin/test.sh腳本, 所以我們看到hits數增加了一次, 而/usr/bin/test.sh不會被執行.

　　現在, 我們清空hash, 重新執行test.sh腳本:

　　[ancharn@fc8 /]$ hash -r
　　[ancharn@fc8 /]$ hash
　　hash: hash table empty
　　[ancharn@fc8 /]$ test.sh
　　This is my 2nd shell script in /usr/bin directory.
　　[ancharn@fc8 /]$ hash
　　hits command
　　1 /usr/bin/test.sh

　　現在正常了. 所以一定要注意PATH和hash的這層關系.

　　注意: su, su-, bash –login, bash –norc這些命令的不同就在于是否執行了login-shell, 大家可以su和su -后, 再去運行echo $PATH看看有何不同.

　　好了, 回答上面的思考題, 其核心在于alias如果定義的如alias gcc=’gcc’時, 其實alias->keyword->function,->built-in->$PATH 這個順序并沒有變, 但是要知道alias gcc=’gcc’這種沒有指定路徑的alias會在找到gcc這個alias后, 再去找到后面指定的’gcc’, 怎么找? 當然到下一個了, 就是keyword->function….這個順序了. 而如果是alias gcc=’/usr/bin/gcc’這樣的指定具體路徑的定義alias的話, 那么alias執行后就直接找到了那個具體文件而跳過了后面的所有搜索(即keyword->function,->built-in->$PATH). 請大家留意.

　　最后, 大家在做實驗驗證的時候可以分成2類驗證, 因為一個命令不可能既屬于keyword又屬于built-in, 所以你可以:

　　1) 選擇一個keyword如while, 定義一個while的alias,function,然后編寫一個shell腳本名為while存放于PATH變量的某個路徑下;

　　2) 選擇一個built-in命令如pwd來驗證.

Linux(BASH)命令搜索機制