在Unix系统中执行可执行文件

　　这篇文章是我在一个叫做Charlotte数据挖掘的公众号上看到的文章，文首提到转载自"朱小厮的博客"，当我今天执行一个自己编译的可执行文件后的运行阶段想到了这篇文章，直接一次成功。非常感谢这篇文章。现在记录下来，仅供学习。

在Linux中，我们执行内置命令时，直接输入命令名称即可，如：

$ mv a b #将a重命名为b

而在执行自己写好的程序时，却要带上./，例如：

$ hello
hello: command not found
$ ./hello
hello world

这是为什么呢？它们有什么区别呢？

shell是如何运行程序的

在说明清楚问题之前，我们必须了解shell是如何运行程序的。首先我们必须要清楚的是，执行一条Linux命令，本质是在运行一个程序，如执行ls命令，它执行的是ls程序。那么在shell中输入一条命令，到底发生了什么？它会经历哪几个查找过程？

alias中查找

alias命令可用来设置命令别名，而单独输入alias可以查看到已设置的别名：

$ alias
alias egrep='egrep --color=auto'
alias fgrep='fgrep --color=auto'
alias grep='grep --color=auto'
alias l='ls -CF'
alias la='ls -A'
alias ll='ls -alF'
alias ls='ls --color=auto'

如果这里没有找到你执行的命令，那么就会接下去查找。如果找到了，那么就会执行下去。

内置命令中查找

不同的shell包含一些不同的内置命令，通常不需要shell到磁盘中去搜索。通过help命令可以看到有哪些内置命令：

$ help

通过type 命令可以查看命令类型：

$ type echo
echo is a shell builtin

如果是内置命令，则会直接执行，否则继续查找。

PATH中查找

以ls为例，在shell输入ls时，首先它会从PATH环境变量中查找，PATH内容是什么呢，我们看看：

$ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games

所以它会在这些路径下去寻找ls程序，按照路径找到的第一个ls程序就会被执行。使用whereis也能确定ls的位置：

$ whereis ls
ls: /bin/ls /usr/share/man/man1/ls.1.g

既然它是在bin目录下，那么我把ls从bin目录下移走是不是就找不到了呢？是的。

$ mv /bin/ls /temp/ls_bak  #测试完后记得改回来奥

现在再来执行ls命令看看：

$ ls 
The program 'ls' is currently not installed. You can install it by typing:
apt install coreutils

没错，它会提示你没有安装这个程序或者命令没有找到。

所以你现在明白为什么你第一次安装jdk或者python的时候要设置环境变量了吧？不设置的话行不行？

行。这个时候你就需要指定路径了。怎么指定路径？无非就是那么几种，相对路径，绝对路径等等。
比如：

$ cd /temp
$ ./ls_bak

或者：

$ /temp/ls_bak

是不是发现和运行自己的普通程序方式没什么差别呢？

到这里，如果还没有找到你要执行的命令，那么就会报错。

确定解释程序

在找到程序之后呢，需要确定解释程序。什么意思呢？
shell通常可以执行两种程序，一种是二进制程序，一种是脚本程序。

而一旦发现要执行的程序文件是文本文件，且文本未指定解释程序，那么就会默认当成shell脚本来执行。例如，假设有test.txt内容如下：

echo -e "hello world"

赋予执行权限并执行：

$ chmod +x test.txt
$ ./test.txt
hello world

当然了，我们通常会在shell脚本程序的来头带上下面这句：

#!/bin/bash

这是告诉shell，你要用bash程序来解释执行test.txt。作为一位调皮的开发者，如果开头改成下面这样呢？

#!/usr/bin/python

再次执行之后结果如下：

$ ./test.txt
  File "./test.txt", line 2
    echo -e "hello world"
                        ^
SyntaxError: invalid syntax

是的，它被当成python脚本来执行了，自然就会报错了。

那么如果是二进制程序呢？就会使用execl族函数去创建一个新的进程来运行新的程序了。

小结一下前面的内容，就是说，如果是文本程序，且开头没有指定解释程序，则按照shell脚本处理，如果指定了解释程序，则使用解释程序来解释运行；对于二进制程序，则直接创建新的进程即可。

运行

前面我们也已经看到了运行方式，设置环境变量或者使用相对路径，绝对路径即可。不过对于shell脚本，你还可以像下面这样执行：

$ sh test.txt
$ . test.txt  

即便test.txt没有执行权限，也能够正常执行。

什么？你说为什么txt也能执行？注意，Linux下的文件后缀不过是为了方便识别文件类型罢了，以.txt结尾，并不代表一定是文本。当然在这里它确实是，而且还是ASCII text executable：

$ file test.txt
test.txt: Bourne-Again shell script, ASCII text executable
$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/l, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=8ae48f0f84912dec98511581c876aa042824efdb, not stripped

扩展一下

那么如果让我们自己的程序也能够像Linux内置命令一样输入即可被识别呢？

将程序放到PATH路径下

第一种方法就是将我们自己的程序放到PATH中的路径中去，这样在shell输入hello时，也能找到，例如我们将其放在/bin目录下：

$ hello
hello world
$ whereis hello
hello: /bin/hello

也就是说，如果你的程序安装在了PATH指定的路径，就需要配置PATH环境变量，在命令行输入就可以直接找到了。

设置PATH环境变量

那么如果想在指定的目录能够直接运行呢？很简单，那就是添加环境变量，例如将当前路径加入到PATH中：

$ PATH=$PATH:./   #这种方式只在当前shell有效，所有shell生效可修改/etc/profile文件
$ hello
hello world

设置别名

例如：

$ alias hello="/temp/hello"
$ hello
hello world

以上三种方法都可以达到目的。

执行顺序

那么假设我写了一个自己的printf程序，当执行printf的时候，到底执行的是哪一个呢？
实际上它的查找顺序可以可以通过type -a来查看：

$ type -a printf
printf is aliased to `printf "hello\n"'
printf is a shell builtin
printf is /usr/bin/printf
printf is ./printf

这里就可以很清楚地看到查找顺序了。也就是说，如果你输入printf，它执行的是：

$ printf
hello

而如果删除别名：

unalias printf

它执行的将会是内置命令printf。
以此类推。

总结

说到这里，想必标题的问题以及下面的问题你都清楚了：

• 安装Python或者Jdk程序为什么要设置PATH环境变量？如果不设置，该如何运行？

• 除了./方式运行自己的程序还有什么方式？

• 如果让自己的程序能够像内置命令一样被识别？

• 如何查看文件类型？

• 执行一条命令，如何确定是哪里的命令被执行

本文涉及命令：

• mv 移动/重命名

• file 查看文件信息

• whereis 查看命令或者手册位置

• type 查看命令类别