# 關於 Linux 下 Bash 與 Zsh 啟動檔的載入順序研究

Linux 用了二十多年，從沒認真想過 Login Shell 載入的啟動檔順序為何，我們經常會看到 `.bashrc`, `.bash_profile`, `.bash_login`, `.profile` 諸如此類的檔案，在安裝一些工具或系統的時候，也多多少少會需要設定這些檔案，加入一些環境變數或其他設定之類的。除了我常用的 [Bash](https://en.wikipedia.org/wiki/Bash_\(Unix_shell\)) 以外，外面還有 [Zsh](https://en.wikipedia.org/wiki/Z_shell) 也很多人用，這時到底要編輯哪個檔案才是正確的呢？我將用這篇文章來好好釐清這個真相。

### 完整的 Bash 啟動檔載入順序

由於我大多使用 Bash 為我主要的 Shell 環境，這裡我要大推 [Bash Initialisation Files](http://www.solipsys.co.uk/new/BashInitialisationFiles.html) 這篇文章中的一張流程圖，他大至交代了 Bash 載入不同檔案的各種情境，我也逐一測試過不同的情境，確實是 100% 正確無誤！

![完整的 Bash 啟動檔載入順序](https://stwillblogassets.blob.core.windows.net/files/images/external/user-images.githubusercontent.com/e5383a3af89b6bb13fd1-126904985-05d7ea62-cf3d-41e1-a9bf-4236b044d980.png)

> 這張圖並沒辦法完整講述 Bash 啟動檔的載入順序，但是也涵蓋了十之八九！

-   這張圖的第一層 `Interactive?` 的意思
    
    Yes: 當你透過 Console 或 SSH 登入 Linux 主機，預設會進入**互動模式** (Interactive shell)，也就是這裡說的 **Interactive** 的意思。
    
    No: 任何透過 `bash -c '<command>'` 去執行的腳本，就屬於 **非互動模式** (Non-Interactive shell) 的執行。
    
-   這張圖第二層的 `Login shell?` 的意思
    
    基本上，透過 Console 或 SSH 登入 Linux 主機時，這個 Shell 就跑在所謂的 **Login shell** 模式下！
    
    不過，當你透過 SSH 遠端執行一個命令，此時就不會啟動 **Login shell** 模式。而直接呼叫一個使用 Bash 執行的腳本，也不是 **Login shell** 模式。例如以下命令：
    
    ```bash
    ssh user@host <COMMAND>
    ```
    
-   這張圖第二層的 `--login ?` 的意思
    
    就算你的 Bash 不是執行在 Login shell 模式，你一樣可以在呼叫 `/bin/bash` 的時候特別加上 `--login` 參數，這樣也可以被視為是 **Login shell** 模式。
    
    例如以下這段範例，就會被視為使用 Login shell 模式啟動：
    
    ```bash
    #!/bin/bash --login
    ```
    
-   這張圖第三層的 `$BASH_ENV` 是什麼環境變數？
    
    當你將 Bash 啟動在**非互動模式**，也沒有特別加上 `--login` 參數的情況，同時這也是大多數執行的預設值，Bash 會優先尋找目前的環境變數中有沒有一個名為 `$BASH_ENV` 的變數，這個變數其實是指向一個檔案路徑。你從 `man bash` 可以發現，Bash 在**非互動模式**啟動的時候，預設會執行以下命令：
    
    ```bash
    if [ -n "$BASH_ENV" ]; then . "$BASH_ENV"; fi
    ```
    
    這也意味者，他會去 sourcing `"$BASH_ENV"` 這個檔案！
    
-   這張圖第三層的 `--noprofile` 是什麼參數？
    
    執行 `/bin/bash` 的時候，可以額外加上 `--noprofile` 參數，加上之後就不會載入任何啟動檔。
    
    如果你沒有加上 `--noprofile` 參數，也是一般大多數命令的執行方式，預設是會先載入系統全域的 `/etc/profile` 檔案。
    
    > 注意：系統全域的 `/etc/profile` 檔案，還會額外載入 `/etc/profile.d/*.sh` 檔案。
    
    然後再從 `$HOME` 目錄下**依序**找到這三個檔案執行，但重點是，**他只會選擇一個檔案來執行**，先找到的先執行，後面的就不會執行！
    
    1.  `~/.bash_profile`
    2.  `~/.bash_login`
    3.  `~/.profile`
    
    由於上述三個檔案，最終只有一個會被執行，所以這絕對是一個潛在的**地雷**！💥
    
    我在多年前，就曾經因為我的 `$HOME` 目錄下同時出現 `~/.bash_profile` 與 `~/.profile` 而發生系統異常，原來只要目錄中有出現 `~/.bash_profile` 檔案，就再也不會載入 `~/.profile` 檔案啊！！！
    
    > 在 Ubuntu 的作業系統中，預設是看不到 `~/.bash_profile` 檔案的，建議都以 `~/.profile` 為主要的登入啟動檔！
    
    然而，大多數的 `~/.profile` 登入啟動檔，都會在檔案中額外載入 `~/.bashrc` 檔案，因此有些 Bash 相關的環境設定，如 `shopt` 之類的，都會放在 `~/.bashrc` 檔案中。
    
-   這張圖第三層的 `--rcfile <file>` 是什麼參數？
    
    當你不是以 Login shell 的方式啟動 Bash，啟動時也沒加上 `--login` 參數，他就會去找你有沒有特別加上 `--rcfile <file>` 參數，明確載入你所指定的檔案路徑。
    
    如果你額外加上的是 `--norc` 參數的話，那就代表你完全不想載入系統全域的 `/etc/bash.bashrc` 與 `$HOME` 目錄下的 `~/.bashrc` 檔案。
    
    如果你用 `--rcfile <file>` 參數找不到指定的檔案，或完全沒用 `--rcfile <file>` 或 `--norc` 參數，也是大多數命令預設的方式，那麼 Bash 就會依序載入 `/etc/bash.bashrc` 與 `~/.bashrc` 檔案，兩個檔案都會載入。這種情境下，是不會載入 `~/.bash_profile`, `~/.bash_login` 或 `~/.profile` 檔案的！
    

可以完整釐清 Bash 所有啟動檔的載入條件與順序，心裡的感覺格外踏實，非常棒！ 👍

### 完整的 Zsh 啟動檔載入順序

由於許多 macOS 用戶都採用 Zsh 為主，這邊我也特別研究了一下 Zsh 的啟動檔載入順序，基本上 Zsh 會依據以下順序載入：

1.  `~/.zshenv`
    
    任何啟動情境下，都會載入這個檔案，請將各種環境變數請全部設定在這裡。
    
2.  `/etc/zsh/zprofile` 與 `~/.zprofile`
    
    如果執行在 Login shell 才會依序執行 `/etc/zsh/zprofile` 與 `~/.zprofile` 檔案。
    
3.  `/etc/zsh/zshrc` 與 `~/.zshrc`
    
    如果執行在 Interactive 互動模式下，才會依序執行 `/etc/zsh/zshrc` 與 `~/.zshrc` 檔案。
    
4.  `/etc/zsh/zlogin` 與 `~/.zlogin`
    
    如果執行在 Login shell 下，最後才會依序執行 `/etc/zsh/zlogin` 與 `~/.zlogin` 檔案。
    
5.  `~/.zlogout` 與 `/etc/zsh/zlogout`
    
    當你用 `exit` 或 `logout` 命令登出時，會自動依序執行 `~/.zlogout` 與 `/etc/zsh/zlogout` 檔案。
    

我只能說，Zsh 的啟動順序實在比 Bash 好理解太多了，也沒什麼地雷！ 👍

### 總結幾種常見情境

1.  直接呼叫某個 Shell Script
    
    ```bash
    #!/bin/bash
    [ -z "$PS1" ] && echo "Non-Interactive" || echo "Interactive"
    shopt -q login_shell && echo "Login shell" || echo "Not login shell"
    ```
    
    -   `Interactive?` 👉 `No`
    -   `Login shell?` 👉 `No`
    -   `--noprofile?` 👉 `No`
    
    執行時完全不會載入任何新的啟動檔設定！
    
2.  使用 SSH 登入遠端主機
    
    ```bash
    ssh user@host
    ```
    
    依序載入 `/etc/profile` --> `/etc/bash.bashrc` --> `~/.profile` \[ -> `~/.bashrc` \]
    
    -   `Interactive?` 👉 `Yes`
    -   `Login shell?` 👉 `Yes`
    -   `--noprofile?` 👉 `No`
    
    > 注意: Bash 不會主動載入 `~/.bashrc` 執行，而是我們通常在 `~/.profile` 會載入 `~/.bashrc` 執行。
    
3.  使用 SSH 登入遠端主機後，執行 `bash` 命令
    
    ```bash
    ssh user@host
    ```
    
    剛登入，依序載入 `/etc/profile` --> `/etc/bash.bashrc` --> `~/.profile` \[ -> `~/.bashrc` \]
    
    -   `Interactive?` 👉 `Yes`
    -   `Login shell?` 👉 `Yes`
    -   `--noprofile?` 👉 `No`
    
    然後我們在遠端主機執行 `bash` 命令，進入下一層 Shell 環境：
    
    ```bash
    bash
    ```
    
    登入後執行 `bash` 預設是**互動模式**，會依序載入 `/etc/bash.bashrc` --> `~/.bashrc`
    
    -   `Interactive?` 👉 `Yes`
    -   `Login shell?` 👉 `No`
    -   `--rcfile <file> ?` 👉 `No`
    -   `--norc ?` 👉 `No`
4.  使用 SSH 登入遠端主機後，執行 `bash -c '<command>'` 命令
    
    ```bash
    ssh user@host
    ```
    
    剛登入，依序載入 `/etc/profile` --> `/etc/bash.bashrc` --> `~/.profile` \[ -> `~/.bashrc` \]
    
    -   `Interactive?` 👉 `Yes`
    -   `Login shell?` 👉 `Yes`
    -   `--noprofile?` 👉 `No`
    
    ```bash
    bash -c '[ -z "$PS1" ] && echo "Non-Interactive" || echo "Interactive"'
    ```
    
    登入後執行 `bash -c` 命令屬於非互動模式，而且沒有 `$BASH_ENV` 的情況下，不會載入任何啟動檔！
    
    -   `Interactive?` 👉 `No`
    -   `Login shell?` 👉 `No`
    -   `$BASH_ENV` 👉 `No`
5.  使用 SSH 執行遠端命令
    
    ```bash
    ssh user@host '[ -z "$PS1" ] && echo "Non-Interactive" || echo "Interactive"'
    ssh user@host 'shopt -q login_shell && echo "Login shell" || echo "Not login shell"'
    ```
    
    透過 SSH 執行遠端命令，預設將會跑在 **Non-Interactive** 模式下，但還是會依序載入 `/etc/bash.bashrc` --> `~/.bashrc`
    
    -   `Interactive?` 👉 `No`
    -   `Login shell?` 👉 `No`
    
    如果你想在執行遠端命令時載入額外的啟動檔，也可以這樣寫：
    
    ```bash
    ssh user@host "source /etc/profile; source ~/.profile; /your/script.sh"
    ```
    
6.  使用 SSH 執行遠端命令，透過 `bash` 呼叫另一個命令
    
    ```bash
    ssh user@host -t 'bash -c '"'"'[ -z "$PS1" ] && echo "Non-Interactive" || echo "Interactive"'"'"''
    ssh user@host -t 'bash -c '"'"'shopt -q login_shell && echo "Login shell" || echo "Not login shell"'"'"''
    ```
    
    > 要在單引號(`'`)的字串中間加入一個單引號，必須輸入五個字元 `'"'"'` 才能代表一個單引號！（噁心的語法）
    
    > 在 ssh 執行時加入 `-t` 參數，可以在遠端執行時取得一個 pseudo-terminal allocation (`pts/0`)！
    
    透過 SSH 執行遠端命令，預設將會跑在 **Non-Interactive** 模式下，但還是會依序載入 `/etc/bash.bashrc` --> `~/.bashrc`
    
    -   `Interactive?` 👉 `No`
    -   `Login shell?` 👉 `No`
    
    第二層 `bash` 應該是跑在 **Non-Interactive** 模式，但是卻依序載入 `/etc/bash.bashrc` --> `~/.bashrc` 檔案，**這部分我還沒辦法理解為什麼會這樣**，感覺透過 SSH 執行遠端程式，預設就會載入這兩個檔案！
    
    -   `Interactive?` 👉 `No`
    -   `Login shell?` 👉 `No`
    
    底下這段是讓命令跑在 **Interactive** 模式，但載入啟動檔的順序竟然跟 **Non-Interactive** 竟然一樣！
    
    ```bash
    ssh user@host -t 'bash -i -c '"'"'[ -z "$PS1" ] && echo "Non-Interactive" || echo "Interactive"'"'"''
    ssh user@host -t 'bash -i -c '"'"'shopt -q login_shell && echo "Login shell" || echo "Not login shell"'"'"''
    ```
    
    簡單來說，使用 SSH 直接遠端命令時，使用 `-i` (互動模式) 或不使用 `-i` 對載入啟動檔沒有什麼兩樣，不過都會載入兩次。不過還是有一個地方不同，如果你的**啟動檔**有設定 alias 的話，只有使用 `-i` 互動模式才能使用。
    
    例如以下這段命令，就會得到 `bash: ll: command not found` 的錯誤：
    
    ```bash
    ssh user@host -t 'll'
    ```
    
    ```bash
    ssh user@host -t bash -c 'll'
    ```
    
    如果改用 `-i` 來執行，就可以正常執行 `ll` 這個 alias 命令：
    
    ```bash
    ssh user@host -t bash -i -c 'll'
    ```
    
7.  使用 SSH 執行遠端命令，並以 **Login shell** 啟動 Bash
    
    ```bash
    ssh user@host bash -l -c 'set'
    ```
    
    第一層 `bash` 依序載入 `/etc/bash.bashrc` --> `~/.bashrc`
    
    第二層 `bash` 依序載入 `/etc/profile` --> `~/.profile` \[ -> `~/.bashrc` \]
    

### 相關連結

-   [Bash Initialisation Files](http://www.solipsys.co.uk/new/BashInitialisationFiles.html)
-   [How to check if a shell is login/interactive/batch - Unix & Linux Stack Exchange](https://unix.stackexchange.com/a/26782/288400)
-   [bash - How to escape single quotes within single quoted strings - Stack Overflow](https://stackoverflow.com/a/1250279/910074)
-   [unix - Choosing between .bashrc, .profile, .bash\_profile, etc - Super User](https://superuser.com/a/789465/95798)
-   [Bash aliases not working over ssh - Unix & Linux Stack Exchange](https://unix.stackexchange.com/a/303316/288400)
-   [linux - remote ssh command: first echo output is lost - Stack Overflow](https://stackoverflow.com/a/53197638/910074)
-   [\[Ubuntu\]理解 login shell 和 non-login shell 讀取設定流程](https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10232226)
-   [Why does an SSH remote command get fewer environment variables then when run manually? - Stack Overflow](https://stackoverflow.com/a/216204/910074)
-   [zsh - What should/shouldn't go in .zshenv, .zshrc, .zlogin, .zprofile, .zlogout? - Unix & Linux Stack Exchange](https://unix.stackexchange.com/questions/71253/what-should-shouldnt-go-in-zshenv-zshrc-zlogin-zprofile-zlogout)
-   [Zsh/Bash startup files loading order (.bashrc, .zshrc etc.) | The Lumber Room](https://shreevatsa.wordpress.com/2008/03/30/zshbash-startup-files-loading-order-bashrc-zshrc-etc/)
-   [ubuntu - Zsh not hitting ~/.profile - Super User](https://superuser.com/a/187673/95798)