使用 Python 創建你自己的 Shell（下）

步驟 4：內置命令

「cd test_dir2 無法修改我們的當前目錄」 這句話是對的，但在某種意義上也是錯的。在執行完該命令之後，我們仍然處在同一目錄，從這個意義上講，它是對的。然而，目錄實際上已經被修改，只不過它是在子進程中被修改。

還記得我們分叉（fork）了一個子進程，然後執行命令，執行命令的過程沒有發生在父進程上。結果是我們只是改變了子進程的當前目錄，而不是父進程的目錄。

然後子進程退出，而父進程在原封不動的目錄下繼續運行。

因此，這類與 shell 自己相關的命令必須是內置命令。它必須在 shell 進程中執行而不是在分叉中（forking）。

cd

讓我們從 cd 命令開始。

我們首先創建一個 builtins 目錄。每一個內置命令都會被放進這個目錄中。

yosh_project
|-- yosh
   |-- builtins
   |   |-- __init__.py
   |   |-- cd.py
   |-- __init__.py
   |-- shell.py

在 cd.py 中，我們通過使用系統調用 os.chdir 實現自己的 cd 命令。

import os
from yosh.constants import *

def cd(args):
    os.chdir(args[0])

    return SHELL_STATUS_RUN

注意，我們會從內置函數返回 shell 的運行狀態。所以，為了能夠在項目中繼續使用常量，我們將它們移至 yosh/constants.py。

yosh_project
|-- yosh
   |-- builtins
   |   |-- __init__.py
   |   |-- cd.py
   |-- __init__.py
   |-- constants.py
   |-- shell.py

在 constants.py 中，我們將狀態常量都放在這裡。

SHELL_STATUS_STOP = 0
SHELL_STATUS_RUN = 1

現在，我們的內置 cd 已經準備好了。讓我們修改 shell.py 來處理這些內置函數。

...
### 導入常量
from yosh.constants import *

### 使用哈希映射來存儲內建的函數名及其引用
built_in_cmds = {}

def tokenize(string):
    return shlex.split(string)

def execute(cmd_tokens):
    ### 從元組中分拆命令名稱與參數
    cmd_name = cmd_tokens[0]
    cmd_args = cmd_tokens[1:]

    ### 如果該命令是一個內建命令，使用參數調用該函數
    if cmd_name in built_in_cmds:
        return built_in_cmds[cmd_name](cmd_args)

    ...

我們使用一個 python 字典變數 built_in_cmds 作為 哈希映射 （ hash map ） ，以存儲我們的內置函數。我們在 execute 函數中提取命令的名字和參數。如果該命令在我們的哈希映射中，則調用對應的內置函數。

（提示：built_in_cmds[cmd_name] 返回能直接使用參數調用的函數引用。)

我們差不多準備好使用內置的 cd 函數了。最後一步是將 cd 函數添加到 built_in_cmds 映射中。

...
### 導入所有內建函數引用
from yosh.builtins import *

...

### 註冊內建函數到內建命令的哈希映射中
def register_command(name, func):
    built_in_cmds[name] = func

### 在此註冊所有的內建命令
def init():
    register_command("cd", cd)

def main():
    ###在開始主循環之前初始化 shell
    init()
    shell_loop()

我們定義了 register_command 函數，以添加一個內置函數到我們內置的命令哈希映射。接著，我們定義 init 函數並且在這裡註冊內置的 cd 函數。

注意這行 register_command("cd", cd) 。第一個參數為命令的名字。第二個參數為一個函數引用。為了能夠讓第二個參數 cd 引用到 yosh/builtins/cd.py 中的 cd 函數引用，我們必須將以下這行代碼放在 yosh/builtins/__init__.py 文件中。

from yosh.builtins.cd import *

因此，在 yosh/shell.py 中，當我們從 yosh.builtins 導入 * 時，我們可以得到已經通過 yosh.builtins 導入的 cd 函數引用。

我們已經準備好了代碼。讓我們嘗試在 yosh 同級目錄下以模塊形式運行我們的 shell，python -m yosh.shell。

現在，cd 命令可以正確修改我們的 shell 目錄了，同時非內置命令仍然可以工作。非常好！

exit

最後一塊終於來了：優雅地退出。

我們需要一個可以修改 shell 狀態為 SHELL_STATUS_STOP 的函數。這樣，shell 循環可以自然地結束，shell 將到達終點而退出。

和 cd 一樣，如果我們在子進程中分叉並執行 exit 函數，其對父進程是不起作用的。因此，exit 函數需要成為一個 shell 內置函數。

讓我們從這開始：在 builtins 目錄下創建一個名為 exit.py 的新文件。

yosh_project
|-- yosh
   |-- builtins
   |   |-- __init__.py
   |   |-- cd.py
   |   |-- exit.py
   |-- __init__.py
   |-- constants.py
   |-- shell.py

exit.py 定義了一個 exit 函數，該函數僅僅返回一個可以退出主循環的狀態。

from yosh.constants import *

def exit(args):
    return SHELL_STATUS_STOP

然後，我們導入位於 yosh/builtins/__init__.py 文件的 exit 函數引用。

from yosh.builtins.cd import *
from yosh.builtins.exit import *

最後，我們在 shell.py 中的 init() 函數註冊 exit 命令。

...

### 在此註冊所有的內建命令
def init():
    register_command("cd", cd)
    register_command("exit", exit)

...

到此為止！

嘗試執行 python -m yosh.shell。現在你可以輸入 exit 優雅地退出程序了。

最後的想法

我希望你能像我一樣享受創建 yosh （your own shell）的過程。但我的 yosh 版本仍處於早期階段。我沒有處理一些會使 shell 崩潰的極端狀況。還有很多我沒有覆蓋的內置命令。為了提高性能，一些非內置命令也可以實現為內置命令（避免新進程創建時間）。同時，大量的功能還沒有實現（請看 公共特性 和 不同特性）。

我已經在 https://github.com/supasate/yosh 中提供了源代碼。請隨意 fork 和嘗試。

現在該是創建你真正自己擁有的 Shell 的時候了。

Happy Coding!

via: https://hackercollider.com/articles/2016/07/06/create-your-own-shell-in-python-part-2/

作者：Supasate Choochaisri 譯者：cposture 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive