終端(Terminal)、控制臺(Console)、tty和shell，這些概念是我們經(jīng)常聽到的概念。單獨(dú)說一個概念，你可能七七八八說一大堆。但具體說到這幾個概念的區(qū)別，估計很多人都說不上來。今天創(chuàng)新互聯(lián)就一起了解一下這幾個概念的差異。

歷史淵源

我們先說一下控制臺和終端，這些概念都有歷史淵源，如果從歷史上進(jìn)行了解，會更加的清晰的明白這些概念的差異。

早期計算機(jī)精貴，一臺主機(jī)，連很多終端，終端為主機(jī)提供了人機(jī)接口，很多人都通過終端使用主機(jī)的資源。終端有字符啞終端和圖形終端兩種。

而控制臺是另一種人機(jī)接口。 不通過串行線路與主機(jī)相連，直接安在主機(jī)上，這是人控制主機(jī)的第一人機(jī)接口。

可以想象成主機(jī)上有塊面板，面板上方小燈閃，人得站著才能夠著它（控制臺），主機(jī)上面一些電纜延伸到很多人辦公桌的屏幕和鍵盤上（終端）。

為了更加清晰的了解這些概念，我們給出一個老爺機(jī)的實(shí)物圖，紅色方框是具體的說明。

現(xiàn)在的情況

隨著硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，過去那種多人使用同一臺計算機(jī)的時代已經(jīng)過去。但如果我們連接數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的話，會出現(xiàn)多個人同時連接同一臺服務(wù)器的情況。但此時我們并不是通過硬件終端連接的，而是通過xshell或者Eterm等軟件進(jìn)行連接的。

隨著技術(shù)的發(fā)展，Linux操作系統(tǒng)在軟件層面保留了對硬件的兼容，因此在操作系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了多種概念。下面本文逐個解釋一下這些概念的差異。

1. 名詞解釋

• -------tty-------：代指所有終端設(shè)備
• -------pyt-------：沒有實(shí)際設(shè)備的其他虛擬終端
• --pts --ptmx--：兩者結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)pty，是pty的實(shí)現(xiàn)方法

tty（teletype）：電傳打字機(jī)

ttyS（tty serial） ：tty + 串行

pty（pseudo-tty）：偽君子 + tty=偽終端

pts（pseudo-terminal slave）：偽君子 + 終端 + 女仆=偽終端從端

ptmx（pseudo-terminal master）：偽君子 + 終端 + 主人=偽終端主端

1> tty(終端設(shè)備的統(tǒng)稱):

tty一詞源于Teletypes，或teletypewriters，原來指的是電傳打字機(jī)，是通過串行線用打印機(jī)鍵盤通過閱讀和發(fā)送信息的東西，后來這東西被鍵盤和顯示器取代，所以現(xiàn)在叫終端比較合適。

終端是一種字符型設(shè)備，他有多種類型，通常使用tty來簡稱各種類型的終端設(shè)備。

2> pty（虛擬終端):

但是假如我們遠(yuǎn)程telnet到主機(jī)或使用xterm時不也需要一個終端交互么？是的，這就是虛擬終端pty(pseudo-tty)

3> pts/ptmx(pts/ptmx結(jié)合使用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)pty):

pts(pseudo-terminal slave)是pty的實(shí)現(xiàn)方法，和ptmx(pseudo-terminal master)配合使用實(shí)現(xiàn)pty。

2. 分類

3.類別解釋

串行端口終端

歷史上只有這些串口設(shè)備才被叫做終端，也即現(xiàn)在的串行端口終端。計算機(jī)把每個串行設(shè)備看作一個字符設(shè)備。如你所知，Linux把設(shè)備當(dāng)作文件，對應(yīng)的設(shè)備文件名是ttyS。

偽終端/模擬終端

通過X Windows(圖形界面)、SSH、telnet等登入主機(jī)所用的終端。成對的邏輯終端設(shè)備，包含主端和從端。有兩套偽終端接口：

• BSD
• master(主端)為 pty[p-za-e][0-9a-f]，slave(從端)為 tty[p-za-e][0-9a-f]
• 由于在編程時想找到合適的終端需要逐個嘗試，所以使用逐漸減少
• UNIX 98
• ptmx作為master設(shè)備，每次打開獲得master的信息，動態(tài)生成pts/n
• 并不與實(shí)際物理設(shè)備相關(guān)，大多數(shù)系統(tǒng)選擇這個接口作為pty實(shí)現(xiàn)

偽終端即假的，由模擬軟件（gnome-terminal,urxvt，mlterm，xterm、konsole等）模擬出來的終端，ctrl + alt + T出來的那個小黑框就是其中一種

對master的操作會反應(yīng)到slave上

控制終端

控制終端是指能夠控制一個、一套設(shè)備或者幾套設(shè)備的終端控制器；

/dev/tty是一個應(yīng)用程序概念，面對進(jìn)程；

/dev/tty會映射到當(dāng)前使用的終端，使用命令tty查看其當(dāng)前指向的“設(shè)備”

• X Windows下(圖形化界面)：映射到pts，也即你開啟的是偽終端
• 啞字符界面下(alt + Fn)：映射到tty1-6中的一個，也即控制臺虛擬終端

tty（控制終端）會映射到你正在使用的任何類型的終端上，用tty命令查看

控制臺終端/virtual consoles虛擬控制臺

• 控制臺終端（/dev/ttyn）是在系統(tǒng)視頻監(jiān)視器上全屏的顯示終端；
• 其特殊性在于系統(tǒng)自動創(chuàng)建了64或6或10個（說法不一），且與cosloe關(guān)聯(lián)；
• tty0較特殊，指向當(dāng)前控制臺終端，即你正在使用的ttyn；有些ttyn，如tty1，tty2可能由圖形化界面占用；
• 圖形界面下：alt + Fn（ttyn）切換
• 啞終端下：ctrl + alt + Fn（ttyn）切換

4. 其他名稱解釋

啞終端（瘦客戶端）

早期的計算機(jī)終端是通過串行RS-232通信的，它只能解釋有限數(shù)量的控制碼（CR，LF

等），但沒有能力處理執(zhí)行特殊的轉(zhuǎn)義序列功能（如清行、清屏或控制光標(biāo)的位置）。

總之就是很有限，很基本的終端；

X Windows下按ctrl + alt + Fn（n為特定數(shù)字時是X Windows），其他時候按alt + Fn；

你得到的虛擬控制臺終端，就是模仿的字符啞終端。

智能終端（胖客戶端）

智能終端就是有能力處理轉(zhuǎn)義序列，也就是說處理能力較強(qiáng)的終端機(jī)。

虛擬終端

本質(zhì)上現(xiàn)代的終端都虛擬化了，但虛擬終端可特指偽終端，或者說模擬終端

• 串行端口終端需要外接一個真的物理上的終端，一般個人PC很少用到
• 控制終端比較特殊，是對其他的終端映射和管理，指的是當(dāng)前用到的那個終端
• 控制臺終端也叫虛擬控制臺，可以理解為虛擬終端的高權(quán)限版本
• 所以，一般人在PC上會打開的都屬于虛擬終端

虛擬控制臺

與控制臺終端同義，注意不要混淆虛擬終端與虛擬控制臺，虛擬終端廣義上包含虛擬控制臺。

現(xiàn)代控制臺

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1. 控制臺與終端區(qū)別

• 控制臺：直接連到機(jī)器上的物理主終端（primary teminal）
• 終端：文本的輸入輸出環(huán)境
• console：/dev/console是系統(tǒng)控制臺，必須打開支持控制臺的物理實(shí)際設(shè)備；本質(zhì)上是一種訪問內(nèi)核的方式；一邊基于PC的顯示器鍵盤等物理控制臺，一邊面向用戶。

在一些操作系統(tǒng)（比如Linux和FreeBSD）中console有多個tty（用特定的組合鍵能夠在這些tty之間切換）。有時他們的命名很混亂，操作系統(tǒng)文檔可能把那些tty叫做”console“ ”virtual console“ ”virtual terminal“等

/dev/console類似一個一個緩沖結(jié)果，用來實(shí)現(xiàn)對內(nèi)核的打印，比如內(nèi)核把要打印的內(nèi)容裝入緩沖區(qū)，然后由console來決定打印到哪里吧(如tty0或單用戶模式)。所以說/dev/console是用來外接控制臺的。

2. Linux控制臺

• 過去

/dev/console默認(rèn)是到/dev/tty0的鏈接（而tty0又指當(dāng)前虛擬控制臺，即atl+Fn切換到哪）；

即console -> tty0 -> ttyn；

/dev/console的指向可以改變，取決于系統(tǒng)配置，指向tty0，ttyn，或串行設(shè)備；

• 現(xiàn)在（Linux 2.1.71開始）

/dev/console仍然默認(rèn)映射到/dev/tty0；

但已完全由內(nèi)核管理，控制它的映射；

如果一個終端設(shè)備要實(shí)現(xiàn)console功能，必須在單用戶模式才能登入console，才可以向內(nèi)核注冊一個struct console結(jié)構(gòu)（內(nèi)核命令console=）；

Ubuntu 18.04基于Linux內(nèi)核v4.15，屬于后一種，現(xiàn)在的情況

控制終端、tty0、console都是指向，但指向的范圍和順序不同

什么是Shell

Shell，殼，與Linux的核kernel對應(yīng)。顧名思義就是機(jī)器的核心外面的一層殼，用于人機(jī)交互，只要是人與電腦之間交互的接口，就可以稱為 Shell；

Shell=解釋器，那解釋什么呢？

• 交互式：等待你的命令，執(zhí)行你提交的命令（不止是命令行下的鍵盤輸入，還有圖形界面下的鼠標(biāo)輸入）
• 非交互式：不與你交互，直接讀取放在文件中的命令并執(zhí)行，這種放在文件中的命令，也被叫做腳本

誤解1：常見的對Shell 這個概念的誤解，認(rèn)為一定要是命令行的 Shell 才叫 Shell。其實(shí) ，我們熟悉的 GNOME、KDE 等圖形界面也都是 Shell，只不過是 GUI（圖形化） Shell。

誤解2：混同Shell與CLI（命令提示符），盡管指的是命令行下的Shell，這也是錯的。對于命令行下的Shell，CLI命令提示符是Shell的核心，也是Shell負(fù)責(zé)交互的那一部分，但不是Shell的全部。對于圖形化的Shell，這一負(fù)責(zé)交互的部分，當(dāng)然由GUI，圖形界面來取代了。

GUI和CLI都是shell，shell既不屬于系統(tǒng)內(nèi)核，也與一般應(yīng)用程序不同，它屬于系統(tǒng)工具，可以算作操作系統(tǒng)的一部分，主要用來管理文件和運(yùn)行程序，并提供與用戶的交互。

用戶 > (<) Shell > (<) 操作系統(tǒng)內(nèi)核

2. Shell有哪些

• Windows 9X下：

核是DOS，圖形化的殼叫Windows Explorer，命令行的殼叫command

• Linux下：

核是Linux內(nèi)核

命令行的殼有bash（Linux一般默認(rèn)） 、sh 、csh 、ksh......

圖形化的殼有KDE、GNOME、CDE、 XFCE......

3. Shell與tty的關(guān)系

• tty是與計算機(jī)的輸入輸出相關(guān)的
• Shell是與內(nèi)核相關(guān)的

也即你向終端輸入命令（或GUI下點(diǎn)擊鼠標(biāo)），終端自己是不會解釋這些命令的，它只負(fù)責(zé)輸入輸出，而計算機(jī)是大爺，它只認(rèn)二進(jìn)制，不認(rèn)你的命令。真正把這些命令解釋成計算機(jī)明白的語言的是shell；

shell把一些信息適當(dāng)?shù)妮斔偷浇K端設(shè)備，也接收來自終端設(shè)備的輸入；

你每打開一個終端，都會啟動一個shell進(jìn)程與之關(guān)聯(lián)

在除了GUI占用的控制臺終端以外的字符啞終端上：shell進(jìn)程在用戶登陸之后才啟動

shell進(jìn)程也可以沒有終端與之關(guān)聯(lián)

對前面內(nèi)容的實(shí)驗

“在Ubuntu 18.04中，他們已經(jīng)改變了一些東西，你無法訪問tty1，它總是顯示登錄屏幕。如果您已登錄，則無法訪問tty2，因為它將成為第一個登錄用戶的GUI。在tty7上顯示的兩個GUI的傳統(tǒng)已經(jīng)結(jié)束。”

1. ctrl + alt + T（被圖形化界面占用的tty2下的偽終端）

輸入tty

輸出/dev/pts/1

輸入echo "hello" > /dev/tty

輸出hello

輸入echo “hello” > /dev/tty0

輸出無

關(guān)機(jī)見hello

輸入echo “hello”> /dev/console

輸出無

關(guān)機(jī)見hello

2. ctrl + alt + F3（編號為tty3的虛擬控制臺）

輸入tty

輸出tty3

輸入echo "hello" > /dev/tty

輸出hello

輸入echo “hello” > /dev/tty0

輸出hello

輸入echo “hello”> /dev/console

名稱欄目：用了這么多年Linux，你清楚這些概念嗎？
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