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majorなshellの導入と概要

2023/05/15に公開
Bash
shell
Zsh
fish
tech

はじめに

本記事では、シェルの概要から種類、導入方法、設定方法、そして便利な使い方について詳しく解説します。コマンドライン操作をより効率的で快適なものにしたい方や、シェルについてより深く理解したい方の参考になれば幸いです。

概要

シェルはユーザーとオペレーティングシステムの間を仲立ちするプログラムで、その特徴や振る舞いは使用するシェルの種類によって大きく変わります。本記事では、bash、zsh、fishという3つの主要なシェルを取り上げます。

Shellとは？

シェルとは、ユーザーとオペレーティングシステム（OS）のカーネル、すなわちOSの中心部分との間でコミュニケーションを行うインターフェースのことを指します。このインターフェースは、ユーザーからの命令をカーネルが理解できる形式に変換し、カーネルからの応答をユーザーが理解できる形式に変換します。このような双方向の通信を可能にすることで、ユーザーはコマンドラインを介してOSと対話することができます。

シェルの主な役割は二つあります。一つ目は、ユーザーが入力したコマンドを解釈し、それに応じた操作を行うことです。たとえば、ユーザーがlsというコマンドを入力すると、シェルはこれを解釈し、ディレクトリの内容を一覧表示する操作を行います。二つ目の役割は、コマンドの実行結果をユーザーに表示することです。コマンドの実行が成功したか、エラーが発生したか、その詳細は何かといった情報を、シェルはユーザーにフィードバックします。

また、シェルはコマンドラインのインターフェースを提供するだけでなく、プログラミング言語の役割も果たします。シェルスクリプトと呼ばれるプログラムを書くことで、一連のコマンドを自動的に実行したり、条件に応じて異なるコマンドを実行したりすることが可能です。これにより、一度に多くのコマンドを実行したり、定期的に特定の作業を行ったり、複雑な作業手順を自動化したりすることができます。

シェルは、ユーザーとOSのカーネルとの間で情報をやり取りする重要なツールであり、その使い方一つで作業の効率が大きく変わります。シェルを理解し、効果的に使いこなすことで、コマンドライン操作をよりスムーズでパワフルなものにすることができます。

Shellの種類

代表的な3つを取り上げます。

  • bash (Bourne Again SHell) : 最も広く使われているシェルで、スクリプト作成に優れています。LinuxとMacの大部分でデフォルトのシェルとして採用されています。

  • zsh (Z SHell) : bashと互換性のあるシェルで、強力なプラグインとテーマシステムを持ち、カスタマイズの自由度が高いです。macOS Catalinaからは、デフォルトのシェルとして採用されています。

  • fish (Friendly Interactive SHell) : bashとは異なり、完全に新しいシェルで、直感的で親切な設計が特徴です。色付きのプロンプトや強力な自動補完、ウェブベースの設定画面などがあります。

導入〜設定まで

導入方法

  • bash：多くのLinuxディストリビューションやmacOSでは既にインストールされています。

シェルの導入方法は、使用するシェルとオペレーティングシステムによりますが、大まかにはパッケージマネージャを使ってインストールします。例えば、Ubuntuでzshをインストールするには、以下のコマンドを使用します。

sudo apt-get install zsh
  • zsh：Ubuntuでzshをインストールするには、以下のコマンドを使用します。
brew install zsh
  • fish：Ubuntuでfishをインストールするには、以下のコマンドを使用します。
sudo apt-get install fish

macOSであればHomebrewを使用します。

brew install fish

これらのコマンドを実行した後、chshコマンドを使ってデフォルトのシェルを変更することができます。たとえば、Ubuntuでデフォルトのシェルをfishに変更するには、以下のコマンドを使用します。

chsh -s /usr/bin/fish

(なお、このコマンドを実行するとパスワードの入力を求められる場合があります。)

設定方法

シェルの設定は、主にホームディレクトリ中にある設定ファイル（.bashrc、.zshrc、config.fishなど）で行います。これらの設定ファイルには、シェルの動作をカスタマイズするコマンドや、環境変数の設定などを記述します。

環境変数の設定

シェルでは、環境変数を設定して、それを全てのコマンドやプログラムで利用することができます。環境変数は、例えばパスやロケール、シェルの挙動などを制御するために使用されます。以下に、環境変数 PATH を設定する例を示します。

export PATH=$PATH:/path/to/your/directory

これにより、新たに追加したディレクトリのパスが PATH 環境変数に追加されます。

プロンプトのカスタマイズ

シェルでは、プロンプトを自分好みにカスタマイズすることができます。これにより、現在のディレクトリやユーザー名、ホスト名など、必要な情報を一目で確認できます。以下に、プロンプトをカスタマイズする例を示します。

export PS1="\u@\h:\w\$ "

これにより、プロンプトがユーザー名@ホスト名:現在の作業ディレクトリ$という形式で表示されます。

また、シェルによってはプラグインやテーマを使用して、より高度なカスタマイズを行うことも可能です。特にzshでは、Oh My Zshというフレームワークを使うことで、多数のプラグインやテーマを簡単に導入できます。

便利な使い方

コマンドエイリアス

シェルの便利な使い方の一つとして、コマンドのエイリアス設定があります。よく使う長いコマンドを短いエイリアスに置き換えることで、タイプする手間を省き、作業効率を向上させることができます。以下に、エイリアスの設定例を示します。

alias ll="ls -la"

この設定を適用すると、llと入力するだけでls -laコマンドが実行されるようになります。

また、シェルスクリプトを作成することで、一連のコマンドをまとめて実行することも可能です。これにより、定期的に行う作業を自動化したり、複雑な作業手順を再現可能な形にすることができます。

コマンド履歴の活用

シェルは過去に入力したコマンドの履歴を保持しています。上下矢印キーを使って過去のコマンドにアクセスしたり、historyコマンドを使って履歴を一覧表示することができます。また、Ctrl + Rを使うと、入力した文字列を含むコマンドの履歴を検索できます。

ワイルドカードの使用

シェルでは、や?といったワイルドカードを使って、複数のファイルやディレクトリに対する操作を一度に行うことができます。たとえば、.txtという表現は、すべてのtxtファイルを意味します。このワイルドカードを使うと、例えば、一度に複数のtxtファイルを移動したり削除したりすることができます。

パイプラインの使用

シェルでは、一つのコマンドの出力を別のコマンドの入力として使用することができます。これをパイプラインと呼びます。パイプラインは | キャラクターを使って表現します。たとえば、ls -la | grep txt というコマンドは、ls -la コマンドの出力から "txt" を含む行だけを抽出します。これにより、特定の情報を効率的に検索することができます。

コマンドの結果をファイルにリダイレクト

シェルでは、コマンドの出力結果をファイルにリダイレクトすることができます。これは > や >> キャラクターを使って行います。たとえば、ls -la > output.txt というコマンドは、ls -la コマンドの出力を output.txt ファイルに書き出します。> はファイルを上書きし、>> はファイルに追記します。これにより、コマンドの出力結果を保存したり、他のコマンドで再利用したりすることが可能になります。

ジョブコントロール

シェルでは、プロセス（ジョブ）の管理が可能です。これにより、複数のタスクを並行して実行したり、一時停止したり、バックグラウンドで実行したりすることができます。例えば、command & と入力すると、コマンドがバックグラウンドで実行されます。一時停止するには、Ctrl + Z を押します。再開するには、fg コマンドを使用します。これにより、複数のタスクを効率的に管理することができます。

シェル関数の作成

シェルでは、一連のコマンドを組み合わせたシェル関数を作成することができます。これにより、共通の作業を一つの関数にまとめて再利用することが可能になります。以下に、指定したディレクトリに移動し、そのディレクトリ内のファイルを一覧表示するシェル関数を作成する例を示します。

function cd_and_ls() {
    cd "$1" && ls
}

これにより、cd_and_ls directory_name を入力するだけで、指定したディレクトリに移動し、そのディレクトリ内のファイルを一覧表示できます。

シェルスクリプト

シェルでは、一連のコマンドをシェルスクリプトとして保存し、それを一つのコマンドとして実行することができます。これにより、ルーチンワークを自動化したり、複雑な操作を簡単に再現することが可能になります。シェルスクリプトは一種のプログラミングであり、変数や条件分岐、ループなど、基本的なプログラミングの概念を使用することができます。

シェルスクリプトの基本的な例として、以下のようなスクリプトを考えてみましょう。

#!/bin/bash

# ディレクトリ内のファイル数をカウントするスクリプト

echo "ディレクトリ名を入力してください:"
read dir

if [[ -d $dir ]]; then
    file_count=$(ls -l $dir | wc -l)
    echo "$dir には $file_count 個のファイルが存在します。"
else
    echo "$dir というディレクトリは存在しません。"
fi

このスクリプトは、ユーザーにディレクトリ名を入力させ、そのディレクトリ内のファイル数をカウントします。

1行目の #!/bin/bash は、このスクリプトを実行するためのシェル（この場合は bash）を指定します。これをシェバング（shebang）と呼びます。

read コマンドは、ユーザーの入力を変数に格納します。この例では、ユーザーの入力を dir という変数に格納しています。

if [[ -d $dir ]]; thenの部分は、$dir が実際に存在するディレクトリかどうかを確認します。もしディレクトリが存在すれば、その中のファイル数をカウントし、存在しなければエラーメッセージを出力します。

シェルスクリプトはこのように、単純なコマンドを組み合わせて、より複雑な作業を自動化するための強力なツールです。

これらの使い方を覚えることで、シェル操作の効率が格段に向上します。シェルの便利な機能はこれだけにとどまらず、色々と探ってみると自分にとって最適な使い方が見つかるはずです。

終わりに

本記事では、シェルの導入から設定、便利な使い方について解説しました。シェルはコマンドライン操作の中核をなすもので、効率的な使用方法を理解することで、作業効率を大幅に向上させることが可能です。それぞれのシェルには独自の特徴と強みがあり、自分の作業スタイルや要件に最適なシェルを選択することが重要です。

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