使用 Python 建立你本身的 Shell（下）

步骤 4：内置命令

“cd test_dir2 没法修改咱们的当前目录” 这句话是对的，但在某种意义上也是错的。在执行完该命令以后，咱们仍然处在同一目录，从这个意义上讲，它是对的。然而，目录实际上已经被修改，只不过它是在子进程中被修改。

还记得咱们分叉（fork）了一个子进程，而后执行命令，执行命令的过程没有发生在父进程上。结果是咱们只是改变了子进程的当前目录，而不是父进程的目录。

而后子进程退出，而父进程在原封不动的目录下继续运行。

所以，这类与 shell 本身相关的命令必须是内置命令。它必须在 shell 进程中执行而不是在分叉中（forking）。

cd

让咱们从 cd 命令开始。

咱们首先建立一个 builtins 目录。每个内置命令都会被放进这个目录中。

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

在 cd.py 中，咱们经过使用系统调用 os.chdir 实现本身的 cd 命令。

import os
from yosh.constants import *

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

    return SHELL_STATUS_RUN

注意，咱们会从内置函数返回 shell 的运行状态。因此，为了可以在项目中继续使用常量，咱们将它们移至 yosh/constants.py。

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

在 constants.py 中，咱们将状态常量都放在这里。

SHELL_STATUS_STOP = 0
SHELL_STATUS_RUN = 1

如今，咱们的内置 cd 已经准备好了。让咱们修改 shell.py 来处理这些内置函数。

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

### 使用哈希映射来存储内建的函数名及其引用
built_in_cmds = {}

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

def execute(cmd_tokens):
    ### 从元组中分拆命令名称与参数
    cmd_name = cmd_tokens[0]
    cmd_args = cmd_tokens[1:]

    ### 若是该命令是一个内建命令，使用参数调用该函数
    if cmd_name in built_in_cmds:
        return built_in_cmds[cmd_name](cmd_args)

    ...

咱们使用一个 python 字典变量 built_in_cmds 做为哈希映射，以存储咱们的内置函数。咱们在 execute 函数中提取命令的名字和参数。若是该命令在咱们的哈希映射中，则调用对应的内置函数。

（提示：built_in_cmds[cmd_name] 返回能直接使用参数调用的函数引用。)

咱们差很少准备好使用内置的 cd 函数了。最后一步是将 cd 函数添加到 built_in_cmds 映射中。

咱们定义了 register_command 函数，以添加一个内置函数到咱们内置的命令哈希映射。接着，咱们定义 init 函数而且在这里注册内置的 cd 函数。

注意这行 register_command("cd", cd) 。第一个参数为命令的名字。第二个参数为一个函数引用。为了可以让第二个参数 cd 引用到 yosh/builtins/cd.py 中的 cd 函数引用，咱们必须将如下这行代码放在 yosh/builtins/__init__.py 文件中。

from yosh.builtins.cd import *

所以，在 yosh/shell.py 中，当咱们从 yosh.builtins 导入 * 时，咱们能够获得已经经过 yosh.builtins 导入的 cd 函数引用。

咱们已经准备好了代码。让咱们尝试在 yosh 同级目录下以模块形式运行咱们的 shell，python -m yosh.shell。

如今，cd 命令能够正确修改咱们的 shell 目录了，同时非内置命令仍然能够工做。很是好！

exit

最后一块终于来了：优雅地退出。

咱们须要一个能够修改 shell 状态为 SHELL_STATUS_STOP 的函数。这样，shell 循环能够天然地结束，shell 将到达终点而退出。

和 cd 同样，若是咱们在子进程中分叉并执行 exit 函数，其对父进程是不起做用的。所以，exit 函数须要成为一个 shell 内置函数。

让咱们从这开始：在 builtins 目录下建立一个名为 exit.py 的新文件。

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

exit.py 定义了一个 exit 函数，该函数仅仅返回一个能够退出主循环的状态。

from yosh.constants import *

def exit(args):
    return SHELL_STATUS_STOP

而后，咱们导入位于 yosh/builtins/__init__.py 文件的 exit 函数引用。

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

最后，咱们在 shell.py 中的 init() 函数注册 exit 命令。

...

### 在此注册全部的内建命令
def init():
    register_command("cd", cd)
    register_command("exit", exit)

...

到此为止！

尝试执行 python -m yosh.shell。如今你能够输入 exit 优雅地退出程序了。

最后的想法

我但愿你能像我同样享受建立 yosh （your own shell）的过程。但个人 yosh 版本仍处于早期阶段。我没有处理一些会使 shell 崩溃的极端情况。还有不少我没有覆盖的内置命令。为了提升性能，一些非内置命令也能够实现为内置命令（避免新进程建立时间）。同时，大量的功能尚未实现（请看 公共特性 和 不一样特性）。

如今该是建立你真正本身拥有的 Shell 的时候了。
Happy Coding!

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