terminal、shell 和 tty 的区别

我第一次接触 Linux，是在 CSAPP 课程上，当时老师下发 Ubuntu 的镜像，用保姆级教程手把手教我们在 vmware 上搭建一个 Ubuntu 虚拟机 (现在看信手拈来，但当时废了好大的功夫)。

对于当时的我来说，对 Linux 的全部理解就是：打开 Terminal，然后里面自然而然的就会蹦出 bash 的交互界面，我只要输入一些现成的命令就能让系统做我想做的事情了。 随着理解的加深，我逐渐了解到了我打开的 Terminal 的全称应该是终端模拟器，shell 不只有 bash，还有 zsh、fish 等等，我输入的指令有些是 shell 提供的，大部分只是放在 $PATH 路径下的一些二进制文件罢了。

但是我一直没有真正搞清楚，terminal、shell、tty、console 这些名词究竟代表了什么。 恰好最近在 Hacker News 上看到了 这篇帖子，这次就下定决心一探究竟吧。

首先查查维基百科：

• tty 代表的是 TeleTypewriter ¹，也就是电传打字机。
• shell ² 则是提供用户界面的软件
• terminal 则在维基页面中列出了两种
  • Terminal emulator (or terminal application)，是一种模拟视屏终端的软件
  • Computer terminal，其中提到了 tty ³

在计算机诞生的早期，需要终端来将数据输入计算机，再到后来的分时系统，一台计算机连接多个终端以供使用。而电传打字机，除了能连接到计算机，这种打字机功能和在电视剧当中能见到的老式打字机类似，下面是键盘，上面是一个纸卷的容纳仓。给出指令后，输出就会从纸上一行行打印出来。

现在，我们都不再使用早期的终端，但是我们的电脑上依然存在这种软件，例如 MacOS 上自带的 Terminal，Windows 上的 Windows Terminal，还有诸如 Kitty，Alacritty，它们都被叫做终端模拟器（Terminal Emulator）。 终端模拟器负责处理我们的输入并且将输出渲染出来，简单的指令例如 cat $FILE，能够输出该文件的内容，更复杂的交互式进程例如 vim，则能输出编辑界面。

终端模拟器并没有直接和 shell 打交道，它们之间隔了一层 tty（或 pty），tty 能够很好的解耦 shell 和输入输出之间的关系。对于不同的设备，输入输出的处理方式不尽相同。下面是一张 ASCII 示意图 ⁴。

//===========================\\
||          Terminal         ||
||             |-----------| ||
|| Keyboard--->|   Input   |-++->|---|   |-------|
||             |-----------| ||  |tty|<=>| shell |
||         |---------|<------++--|---|   |-------|
|| Print<--|  Output |       ||
||         |---------|       ||
||                           ||
\\===========================//

到了 shell 这一层，就进入我们熟知的软件了。shell 能够通过我们的输入和特殊的转义字符，完成特定的操作。例如 bash 中的 Ctrl-e 和 Ctrl-a 是将光标跳转到行尾和行首，Ctrl-u 和 Ctrl-k 则是删除光标前和光标后的所有字符。 同时 shell 也会对输出做一些手脚，例如输出的各种颜色，其中用的是一堆转义符，shell 理解了之后才会为文本着色。

总结

terminal 是古早的终端设备，现在一般指代终端模拟器这一软件；tty 则是 Unix/Linux 系统中的设备，是连接终端和 shell 的桥梁；shell 则是解释我们输入的命令的软件。