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  • Jun 01, 2019
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配置Windows下的终端与Shell

 

在Microsoft Build 2019上微软发布了Windows Terminal，在2019年6月中旬，微软正式在应用商店上架了Windows Terminal的Preview版本，趁此机会配置一下Windows下的终端和shell

在Microsoft Build 2019上微软发布了Windows Terminal，在2019年6月中旬，微软正式在应用商店上架了Windows Terminal的Preview版本，趁此机会配置一下Windows下的终端和shell

终端与Shell

这里需要了解一下终端 terminal和 shell 的区别： 在命令行中，shell 提供了访问操作系统内核功能的途径，比如说我们所熟悉的 bash、zsh，都是不同的 shell；而终端则为 shell 提供视觉界面（窗口），比如我们所熟悉的 iTerm2、Linux 桌面上的终端工具等。甚至于我们在 VSCode 中所使用的命令行，也是某种意义上的终端。 我们在 Windows 下所使用的 CMD、Powershell 既然是一个终端，也是一个 Shell，还是同名的脚本系统。

所以Windows Termianl只是一个终端而已，而没有提供一个更加好用的Shell，改善体验的话两个部分都需要配置

对于终端，Windows下最常用的：

  • CMD的黑色背景的终端
  • Powershell的蓝色背景的终端
  • WSL的默认Bash终端

相比于其他“现代终端软件”如Cmder在美观和易用性上都显得非常落后，Cmder是一个Console Emulator,对这个概念个人的理解是这样的：

在图形化界面出现之前，与Unix系统交互的唯一方式就是借助Shell所提供的文本命令行界面（Command Line Interface,CLI）,而日常用的操作系统都配备了图形化界面，如一些Linux发行版进入CLI的一种方法是退出图形化界面，进入文本模式，也就是显示器上只有shell CLI，这种方式就叫做Linux控制台（Linux Console）,而Linux系统启动后又会创建出多个虚拟控制台（TTY）方便使用；而另外一种方式也就是在图形化界面打开图形化的终端窗口连接到TTY，也就是终端仿真器（Console Emulator）。

Cmder不仅仅解决了Windows下终端的美观性问题还支持部分Linux命令（cmd模式下区分于Powershell自带的别名）使得shell的体验更好

然而cmder并没有真正的集成到系统中去，比如说Git依然需要单独安装，某些命令和cmder内建的指令存在冲突，尽管使用Scoop解决了部分安装软件和配置环境变量的问题，系统自带终端和Shell依然是不好用

因为个人一直觉得能用自带的就不用第三方，所以就往配置方面查了一些东西，发现主要是以下几个问题：

  • 终端代码页不支持大部分的字体，如Consola
  • 终端的配色、主题自定义相对不便
  • Powershell用不习惯
  • 缺少顺手的命令行工具

下面就来一个个的解决

修改字体

默认的Powershell终端窗口是无法使用Consola字体的，考虑到偶尔还是要用的，所以可以在运行的时候输入chcp 65001使代码页用UTF8进行编码，而在新版本的Win10中，在“控制面板-时钟和区域-区域-管理-更改系统区域设置”可以打开系统编码默认为UTF8的设置，看了下评论，现阶段还是可能存在一些问题，我暂时没有遇到，另外还有其他的字体可以不依赖于此使用:

Microsoft YaHei Mono on GitHub 微软为 WSL/Bash on Ubuntu on Windows 设计的字体，PowerShell 和 cmd也能用效果相当于微软雅黑和 Consolas 的混搭

更详细的可以参考：自定义 Windows PowerShell 和 cmd 的字体

Pshazz扩展

作者在其Github项目页面：lukesampson/pshazz介绍如下：

给你的powershell一些pizazz，Pshazz扩展了您的Powershell配置文件通过添加：

  • 一个更好的提示，包括Git和Mercurial信息
  • Git和Mercurial标签完成
  • 一个SSH帮助程序，可让您再也不输入私钥密码
  • 明智的别名，以及添加自己的别名和删除不喜欢的别名的简单方法

主要还是主题，可以在~\scoop\apps\pshazz\current\themes目录下修改或者创建主题配置文件，下面是参考自带主题和Wiki修改的，添加了Conda环境的显示（使用文末的方法添加的Conda环境变量）,pshazz use THEME_NAME.json即可应用主题 

{
    "plugins": [ "git", "ssh", "z", "virtualenv" ],
    "prompt": [
        [ "green",  "", " $path" ],
        [ "white",   "", "$(if ($git_branch) {' on git:'} else {':'})" ],
        [ "cyan",    "", "$git_branch" ],
        [ "red",   "", " $git_local_state" ],
        [ "white",   "", " $git_remote_state" ],
        [ "",        "", " [$([datetime]::now.tostring(\"HH:mm:ss\"))]" ],
        [ "darkgreen", "", " $Env:CONDA_DEFAULT_ENV "],
        [ "white", "", "`n`$" ]
    ],
    "git": {
        "prompt_unstaged": "*",
        "prompt_staged": "+",
        "prompt_stash": "$",
        "prompt_untracked": "%",
        "prompt_remote_push": ">",
        "prompt_remote_pull": "<",
        "prompt_remote_same": "="
    }
}

这个作者同时也开发了Windows下的包管理软件scoop，在我之前的文章中有介绍，网上搜一下也有其他人写的配置文章；另外一个就是自定义配色的问题了，依然使用这个作者开发的工具

Concfg修改配色

先贴上Github项目链接：lukesampson/concfg

concfg 是一个实用程序，用于导入和导出Windows控制台设置，如字体和颜色，这里主要是更改一下颜色的映射关系，因为最后呈现的效果也取决于终端，所以还是时不时还是需要细调（建议给编辑器装些色彩方面的插件），配置文件路径~\scoop\apps\concfg\current\presets

{
    "cursor_size":  "small",
    "command_history_length":  50,
    "num_history_buffers":  4,
    "command_history_no_duplication":  false,
    "quick_edit":  true,
    "insert_mode":  true,
    "load_console_IME":  true,
    "font_face":  "Consolas",
    "font_true_type":  true,
    "font_size":  "0x18",
    "font_weight":  0,
    "screen_buffer_size":  "80x3000",
    "window_size":  "80x20",
    "fullscreen":  false,
    "popup_colors":  "cyan,white",
    "screen_colors":  "white,black",
    "black":  "#1E1E1E",
    "dark_blue":  "#2472C8",
    "dark_green":  "#0DBC79",
    "dark_cyan":  "#11A8CD",
    "dark_red":  "#CD3131",
    "dark_magenta":  "#BC3FBC",
    "dark_yellow":  "#E5E510",
    "gray":  "#E5E5E5",
    "dark_gray":  "#666666",
    "blue":  "#3B8EEA",
    "green":  "#23D18B",
    "cyan":  "#29B8DB",
    "red":  "#F14C4C",
    "magenta":  "#D670D6",
    "yellow":  "#F5F543",
    "white":  "#E5E5E5"
}

Windows Terminal

首先需要注意的现在还是pre-realses状态的软件，可靠性不好说（偶尔比较稳，偶尔复制个文本就闪退了，10月之后还可以，因为自动更新的存在，稳定性随缘），不推荐作为处理重要任务的工具；本文会更新的Windows Terminal的部分动态和配置文件以方便上手

动态

每次大版本更新的feature可以参考开发博客，下面罗列下历史（之前截的图）

  • Microsoft Build 2019期间发布，Github开源Introducing Windows Terminal，可以自行编译使用（默认设置和宣传图相差甚远，所以就有了这篇文章）

▲发布后的第一个版本的默认的设置（1903的浅色模式下） ▲修改设置后 ▲宣传图

  • 在2019年6月中旬，微软正式在应用商店上架了Windows Terminal的Preview版本，现阶段只有Json的方式做配置（看VSCode的情况，基本上一直只有Json了）
  • 九月份以来的0.4.2382.0版本的稳定性堪忧，日常奔溃，经常需要电脑重启才可以解决（可能杀掉后台进程就好了吧）
  • 九月底，Windows Terminal迎来大更新，导致本文之前的配置文件的格式变得不可用，0.5.2661.0的Release Note写到：

    There’s a settings schema! If you’re using VS Code, it can help you not write typos. (#2803) 也就是说使用VSCode才能获得设置的提示，这点和VSCode的JSON配置方式是一样的，在填写JSON的时候有提示和默认值

  • 11月底，迎来了0.7更新，带来了分屏（之前的DEMO用的tmux），可拖动的标签，更美观的边框（窄边框），终端内默认支持中文输入

边框问题在Github上早就有issue了，之前不得不使用深色的背景和较低的透明度来掩盖这个问题，对比如下

需要在系统设置的个性化中开启“标题栏和窗口边框”（如果不开启就默认为白色）

至于分屏，很多终端软件都有，添加分屏窗口时打开的是默认的shell

The following key bindings are included by default within this release to invoke panes actions:

{ "command": "splitHorizontal", "keys": [ "alt+shift+-" ] },
{ "command": "splitVertical", "keys": [ "alt+shift+plus" ] },
{ "command": { "action": "moveFocus", "direction":"down" }, "keys": [ "alt+down" ] },
{ "command": { "action": "moveFocus", "direction":"left" }, "keys": [ "alt+left" ] },
{ "command": { "action": "moveFocus", "direction":"right" }, "keys": [ "alt+right" ] },
{ "command": { "action": "moveFocus", "direction":"up" }, "keys": [ "alt+up" ] },
{ "command": { "action": "resizePane", "direction":"down" }, "keys": [ "alt+shift+down" ] },
{ "command": { "action": "resizePane", "direction":"left" }, "keys": [ "alt+shift+left" ] },
{ "command": { "action": "resizePane", "direction":"right" }, "keys": [ "alt+shift+right" ] },
{ "command": { "action": "resizePane", "direction":"up" }, "keys": [ "alt+shift+up" ] },

我也不清楚编译菜单的横纹是是什么情况…

安装

仅支持1903以上的Win10，主要的安装方式是微软的应用商店（方便自动更新），如果搜索不到的话需要把地区更改为中国以外的地区（如美国，同时也会发现Win10多了很多东西）再搜索

还可以到Github的Realses Page下载安装包

另外在Scoop的dorado仓库中做了收录，添加仓库后安装即可（方法见后文）

Profile参考

具体的配置选项可以参考Github仓库下的文档：Profiles.json Documentation

0.5.2661.0版本更新之后，之前默认的配色方案和快捷键不再出现在主配置文件中，profile文件负责自定义标签，配色和快捷键，更新之后把之前自定义的部分复制过来就好，就默认的配置文件来说，需要调节的部分不多即可达到最初的宣传图的效果，考虑到刚刚上手配置起来有些繁琐，可以参考之前的配置做些必要的修改：

\\开启背景透明（亚克力透明）
"useAcrylic" : true
\\透明度
"acrylicOpacity" : 0.75
\\背景图片
"backgroundImage": "PATH_TO_IMG"
\\配色方案，内置了One Half Dark/Light、Campell、Solarize
"colorScheme": "One Half Dark"
\\图标
"icon" : "C:\\Users\\lwz32\\Pictures\\openwrt.ico",

另外修改启动目录时（比如设定为wsl的~），如果使用wsl -d debian会无效，直接使用debian即可，参考自Windows Terminal 的 WSL 配置

除了常见的命令行环境还有其他的工具也可以使用，只需要修改json中的commandline项为需要运行的命令即可（guid不能出现重复，稍微修改下就好）

便捷地使用SSH

在版本较新的Windows 10中已经内置了OpenSSH，可以用SSH和SCP，如果搭配上私钥登陆认证以及Terminal添加新建窗口的自定义命令，可以免去平时一些繁琐的SSH操作

生成密钥，默认暂时是RSA-2048bit

ssh-keygen

之后会提示输入密钥的保存路径，如果是初次设置默认就好，否则会覆盖掉之前的文件

 ~: [00:42:02]
$ ssh-keygen
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (C:\Users\USER/.ssh/id_rsa):

完成后会在指定的目录生成指定文件名的两个文件：私钥id_rsa和公钥id_rsa.pub，公钥保存在ssh-server中就好，Ubuntu和Debian默认在/root/.ssh/authorized_keys文件中，把公钥的文件内容复制进去就好

之后在Terminal中添加标签，在profiles下添加一项（主要修改commandline、name，GUID只要不和已有的重复就行）：

{
    "guid": "{61c54bbd-c2c6-5271-96e7-0f9a87ff44bf}",
    "name": "OpenWrt",
    "background": "#000000",
    "useAcrylic": true,
    "acrylicOpacity": 0.7,
    "commandline": "ssh root@192.168.1.1",
    "colorScheme": "One Half Dark",
    "icon" : "C:\\Users\\*\\Pictures\\openwrt.ico",
    "fontSize": 11
}

Powershell

偶尔不得不用，如果要常用Powershell处理文件的重定向，强烈建议看下本文后面的一节：Powershell与bash的重定向的差异

获取插件

Powershell Gallery中也有类似的插件，因为体系不同就不详细介绍了

使用Conda环境

cmder这方面做的非常省事，而bash会有conda init，但是Powershell还是需要些额外的工作

Anaconda安装过程中添加环境变量后，Powershell可以运行Conda命令，但是无法激活Conda环境，需要做些额外的工作，参考：BCSharp/PSCondaEnvs，解决Win10 PowerShell无法激活Anaconda环境的问题

对于4.6之后的版本，实践的过程，和第二篇文章有点不一样，依然需要管理员模式下运行三步

conda install -n root -c pscondaenvs pscondaenvs
Set-ExecutionPolicy RemoteSigned
conda init powershell

自带的别名

PowerShell设置命令别名Alias一文中有介绍Powershell的别名设置情况

通过Get-Alias可以看到其实默认可用的别名和Linux系统差不多了，相对CMD的一大优势，只是支持的Powershell的内建命令

 ~: [01:12:12] 
 $ Get-Alias

别名解决了相当一部分的命令的便利性问题，但是有些场景还是有些尴尬的，比如说统计字符数，最短的方式是这样

 ~: [01:22:58]
$ cat C:\Users\lwz32/.ssh/id_rsa | measure -c -l -w

Lines Words Characters Property
----- ----- ---------- --------
   27    33       1648

这个可以使用参考文章中的更改带参数的别名解决，但是还是有些麻烦，还不如直接使用WSL的wc

 ~: [01:23:35]
$ cat C:\Users\lwz32/.ssh/id_rsa | wsl wc
     27      33    1702

如果想要相对自由的设置别名的话可以使用下文中的scoop

Scoop

安装命令行工具

以博客中介绍Scoop的文章为主，这里就摘取和本文主题相关的部分

默认的main仓库以命令行工具为主（比如收录的cmder是个有GUI的终端软件），例如Linux常用的sed, grep, gawk,vim可以大大方便Powershell的日常使用，需要注意的是如果Scoop安装的软件和Powershell的命令或者别名重合，Powershell的命令依然被优先使用（例如wget）

除去上面介绍的一些，其实想得到命令行工具都可以在Scoop中使用scoop search找下看看

$ scoop list
Installed apps:

  7zip 19.00
  chromedriver 76.0.3809.126
  cmder-full 1.3.11
  concfg 0.2019.03.09
  ffmpeg 4.1.3 #编码工具
  gawk 3.1.7
  gcc 8.1.0
  gdrive 
  git 2.21.0.windows.1
  grep 2.5.4
  innounp 0.48
  iperf3 3.1.3 #网速测试工具
  nodejs 12.5.0
  pshazz 0.2019.04.02
  R 3.6.0
  sed 4.2.1
  tesseract 4.1.0.20190314 #OCR工具
  vim 8.1.1302 
  youtube-dl 2019.05.20 #偶尔下载视频
  trafficmonitor #任务栏网速，CPU内存占用监测
  screentogif #Gif录屏软件

Scoop别名

Powershell的别名设置不方便，直接使用WSL的自定义别名（.bashrc）调用Windows下的程序又不能直接在Powershell中运行，直到发现Scoop可以自由的添加“环境变量”，想起来Scoop alias来设置程序运行的scoop别名

本来的用法应该是为Scoop内的操作添加别名：

# Install app
scoop alias add i 'scoop install $args[0]' 'Innstall app'
scoop alias add add 'scoop install $args[0]' 'Install app'

# Uninstall app
scoop alias add rm 'scoop uninstall $args[0]' 'Uninstall an app'
scoop alias add remove 'scoop uninstall $args[0]' 'Uninstall an app'

# List apps
scoop alias add ls 'scoop list' 'List installed apps'

# Update
scoop alias add u 'scoop update $args[0]' 'Update apps, or Scoop itself'
scoop alias add upgrade 'scoop update $args[0]' 'Update apps, or Scoop itself'

但是这个格式看起来就很自由：

比如说给WinMTRCmd添加一个scoop mtr的别名

scoop alias add mtr '~/winMTRCmd $args[0]' 'MTR tools for Win CMD'

之后使用scoop mtr HOSTNAME就可以愉快的使用mtr工具了

Powershell与bash的重定向的差异

探索这个问题的背景是：XDR6088刷OpenWrt：Powershell下使用nc命令重定向的备份大小异常

在Windows下使用nc导出路由器备份的mtdblock的时候，Windows上一定要用CMD运行nc并重定向（nc -l -p 9995 > backup.img），不能用Powershell（备份传输完成后，校验的话就会发现用Powershell运行同样的命令会得到不一样的文件），因为这一条操作失误导致我刷OpenWrt后刷回原厂系统的过程中导致变砖

类似的问题：在Powershell使用docker命令保存镜像，用重定向符有问题，不能直接复制linux bash的命令

问题的简化与复现

可以尝试构建一个二进制文件：原文件.img，用Powershell的重定向输出了一个新文件（参考cat 原文件.img > 新文件.img，对比大小就能发现重定向输出的文件与源文件不一样，这就是要解决的问题：需是在原文件丢失的情况下，使用新文件还原出原文件

如果用cmd执行相同的命令的话就没有这个问题，下面继续探索

对比文件的差异

首先我用16进制的编辑器打开文件，做字段的对比，每一行12个十六进制的pair（这里将形如FF的2个十六进制数的缩写称为1个pair）

FF FE 55 00 42 00 49 00 23 00 01 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 # 12个00
00 00 00 00 00 00 00 00 01          # 8个00

      55 42 49 23 01
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00       # 10个00，下面一行省略

                         01

看起来是在每个16进制pair字符后都加了00，这里想起了windows的文件编码差异，即Powershell使用CRLF UTF-16 LE BOM而CMD命令行使用的LF ANSI，通过NotePad++打开，发现新文件是UTF-16 BOM编码的，原文件是ANSI（普通二进制文件），就常规的文本文件而言，解决的办法就是在NotePad++中选择重新编码保存，然而在这个问题上不管用

关于windows下的各种编码，可以参考Unicode 编码及 UTF-32, UTF-16 和 UTF-8

重编码+dos2unix之后，用16进制的编辑器打开文件对比，还是有个别位的值不一样（最主要的是文件大小都不一样）

编码问题 or Powershell的机制问题

对此也和同学进行了探讨，焦点在于文本编码往往有明确的 二进制 到 字符 的一一映射关系，如果考虑将二进制文件使用文本编码来编解码的话，存在部分二进制没有相应的字符对应

在编码的范围内搜索了很久没有找到答案后，目光转向Powershell本身应该如何避免出现输出非二进制数据的文件How to pipe binary data in PowerShell

找到的解释的比较清楚的一篇文章：PowerShell’s Object Pipeline Corrupts Piped Binary Data，其中关键部分机器翻译如下：

这就是发生的事情。PowerShell 做出一些假设：任何以原始字节形式流入的内容都被假定为文本，通过分割表示文本文件中行尾的字节，将文本转换为数组。 文本由输出文件使用标准 Windows 行尾字符重新构成。 虽然这适用于任何类型的文本，但实际上肯定会损坏任何二进制数据。使用默认的文本编码，您还会获得双倍的原始字节和一堆新的 0x0D 字节。当数据被分割成字符串数组时，损坏就会发生。在管道末尾使用二进制编码器不会正确地将数据放回，因为它总是将 CRLF 放在每个数组元素的末尾。不幸的是，由于有不止一种可能的行尾序列，所以这已经是最好的了。使用 Windows 到 Unix 转换不会修复该文件。没有办法把矮矮胖子重新组合起来。

不幸的是，由于有不止一种可能的行尾序列，所以这已经是最好的了。使用 Windows 到 Unix 转换不会修复该文件

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