Linux Bash 的命令路经缓存机制(hash)

昨天笔者有个应用要用到 nodejs，在安装 fnm^[1] 这个 node 版本管理器时查看了一下它的安装脚本。里面有一段代码引起了笔者的注意。

check_dependencies() {echo "Checking dependencies for the installation script..."echo -n "Checking availability of curl... "if hash curl 2>/dev/null; thenecho "OK!"elseecho "Missing!"        SHOULD_EXIT="true"fi# 其它略...}

这里检查命令是否存在是通过 Bash 内建命令 hash 来完成的，笔者用的是 command -v，所以对这个 hash 命令比较好奇。

bash 维护一个内部哈希表，用于缓存已找到的命令的完整路径。当输入一个命令时：

• 首先检查哈希表
• 如果找到，直接使用缓存的路径
• 如果没找到，搜索 $PATH 并添加到哈希表

当执行命令时，bash 会自动更新哈希表：

# 第一次执行 ls 会搜索 PATH$ ls# bash 自动执行：hash ls# 后续执行 ls 使用缓存路径$ ls

hash 命令就是用来手动管理这个哈希表的命令。它用于缓存和查看哈希表中命令的完整路径。 bash 通过哈希表记住命令的完整路径名，避免在后续调用时重复进行 $PATH 搜索，从而提高命令执行效率。

hash [-r] [-p 文件名] [-dt] [命令名]

例如：

# 搜索 PATH， 并缓存找到的命令 lshash ls# 命令不存在hash cmd_not_existbash: hash: cmd_not_exist: 未找到

选项：

-t、-d 和 -p 这三个选项（作用于 命令名 参数的选项）是互斥的，一次只能有一个生效。如果提供了多个，优先级如下：

1. -t 优先级最高（显示）
2. -p 优先级次之（指定路径）
3. -d 优先级最低（删除）

返回码：

所有它可以用于判断命令是否存在。

1. 选项示例

1：查看当前哈希表

# 显示所有已缓存的命令及其命中次数bash-5.3$ hash命中 命令   2 /bin/cp   3 /usr/bin/man   1 /bin/ls   2 /Users/xxx/miniconda3/envs/notebook/bin/python   1 /usr/bin/vim

• 命中列：该命令被成功执行的次数
• 命令列：命令的完整路径

2：显示特定命令的完整路径

bash-5.3$ hash -t ls/bin/ls# 显示多个命令bash-5.3$ hash -t ls grep findls /bin/lsgrep /usr/bin/grepfind /usr/bin/find

如果命令从未被 hash 过, 则：

bash-5.3$ hash -t grepbash: hash: grep: 未找到# 缓存 grepbash-5.3$ grepbash-5.3$ hash -t grep/usr/bin/grep

3：强制指定命令路径

# 强制将 /usr/local/bin/myls 与 ls 关联$ hash -p /usr/local/bin/myls ls# 现在执行 ls 会调用 /usr/local/bin/myls$ ls

4：删除特定命令缓存

# 删除 ls 的缓存bash-5.3$ hash -d ls# 验证 ls 已被删除bash-5.3$ hash命中 命令   2 /usr/bin/grep   2 /bin/cp   2 /usr/bin/find   3 /usr/bin/man   2 /Users/xxx/miniconda3/envs/notebook/bin/python   1 /usr/bin/vim

5：清空整个哈希表

# 清空所有缓存bash-5.3$ hash -r# 哈希表已空bash-5.3$ hashhash: 哈希表为空

6：以可重用格式显示

bash-5.3$ hash -lbuiltinhash -p /usr/bin/grep grepbuiltinhash -p /usr/bin/find findbuiltinhash -p /bin/ls ls

这种格式的输出可以直接复制粘贴回终端来重建哈希表。

2. 自动管理机制

1. PATH 变更时自动清空

# 查看当前哈希表bash-5.3$ hash命中 命令   1 /usr/bin/grep   1 /usr/bin/find   1 /bin/ls# 修改 PATHbash-5.3$ PATH=/usr/local/bin:$PATH# 哈希表被自动清空bash-5.3$ hashhash: 哈希表为空

2. 命令移动或删除时

如果缓存的命令被移动或删除，bash 会在下次执行时发现并重新搜索：

3. 应用场景

1：优化脚本性能

#!/bin/bash# 在脚本开始缓存常用命令hash awk sed grep cut 2>/dev/null# 后续多次调用这些命令时不需要搜索 PATHfor file in *.txt; do    grep "pattern""$file" | awk '{print $1}'done

2：调试命令路径问题

# 检查命令的实际路径$ hash -t python/usr/bin/python# 如果怀疑有多个版本$ type -a pythonpython is /usr/bin/pythonpython is /usr/local/bin/python# 清空缓存重新测试$ hash -r$ python --version$ hash -t python# 现在显示的是实际使用的路径

3：临时替换命令

# 创建自定义的 ls 版本$ echo'echo "Custom ls"' > /tmp/myls$ chmod +x /tmp/myls# 临时替换 ls$ hash -p /tmp/myls ls$ lsCustom ls# 恢复原来的 ls$ hash -d ls$ ls# 正常列出文件

4. 总结

hash 命令是 bash 的一个性能优化工具，它通过缓存命令路径减少 $PATH 搜索开销。主要用途包括：

1. 性能优化：减少重复命令的路径查找
2. 调试工具：查看命令的实际执行路径
3. 路径控制：临时指定命令的路径
4. 状态监控：查看命令使用频率

注意事项：

1. 哈希表是进程本地的：每个 shell 会话有自己的哈希表
2. 子进程不继承：在子 shell 或脚本中修改哈希表不影响父 shell
3. 命令不可执行也能缓存：-p 选项可以缓存任何路径，即使文件不可执行
4. 别名优先：如果命令有别名，会先执行别名，不会触发哈希查找

虽然日常交互中很少需要手动使用 hash 命令，但了解它的工作原理有助于理解 shell 如何高效地执行命令，并在需要调试命令路径问题时提供有用的工具。

最后是相关命令的比较。

# 比较不同命令$ hash -t ls      # 显示缓存中的路径/bin/ls$ which ls        # 总是搜索 PATH/bin/ls$ type -a ls         # 显示命令类型和所有路径ls is hashed (/bin/ls)$ command -v ls   # POSIX 标准方式/bin/ls

参考资料