Bashの「実行」と「source」の違いを徹底解説！シェバン・フォーク・環境変数の仕組み

この記事では、Bashでスクリプトを実行する場合とsourceコマンドで読み込む場合の違いについて、内部で何が起こっているのかを詳しく解説します。まずは、スクリプトの呼び出し方によってプログラムがどのように処理されるのかを理解していきましょう。

補足： スクリプトに拡張子を付けるかどうかは動作に影響しません。拡張子がなくても問題なく実行できます。

シェバン(#!)とは

基本的に、すべてのスクリプトはシェバン(#!)と呼ばれる行から始まります。Bashでは#(ハッシュ)記号はコメントとして解釈されますが、シェバンには特別な意味があります。シェバンは、指定されたインタプリタにプログラムの実行を委ねるようBashに指示する役割を持っています。

以下はサンプルプログラムで、bashをインタプリタとして指定しています。

$ cat >> Hello_World.sh
#!/usr/bin/env bash
echo "Hello world"

$ chmod +x Hello_world.sh

スクリプトの実行方法

作成したスクリプトを実行するには、主に2つの方法があります。

• 相対パスで呼び出す： スクリプトが存在するディレクトリへ移動し、./Hello_world.shのように実行します。
• 絶対パスで呼び出す： ファイルシステム上のどこからでも、スクリプトへのフルパスを指定して実行します。

$ ./Hello_world.sh
$ pwd
$ /home/karthick/Hello_world

シェバンがない場合はどうなる？

次に、シェバンなしでプログラムを実行しようとした場合に何が起こるのかを見てみましょう。シェバンがない場合、プログラムは現在実行中のシェルにそのまま渡されます。この例ではBash(/bin/bash)です。

具体例を挙げてみます。シェバンなしでPythonスクリプトを作成し、実行するとどうなるでしょうか。BashはこのプログラムをPythonインタプリタに渡すべきだと認識できないため、現在のシェル内でそのまま実行してしまいます。

$ cat > run-py.py
echo $SHELL
print("Hello world")

$ chmod +x run-py.py
$ ./run-py.py

このような場合は、どのインタプリタに処理を渡すかを明示的に指定して呼び出すか、常におすすめされる方法であるシェバン行を追加しましょう。

# which python3
$(which python3) /home/karthick/run_py.py

スクリプト実行時の仕組み：フォーク

スクリプトの呼び出し方がわかったところで、次は実際にスクリプトを呼び出したときに何が起こるのかを理解しましょう。上記の例のようにスクリプトを起動すると、子プロセスが作成され(フォーク)、スクリプトはその子プロセスに渡されて実行されます。

以下のコマンドを実行すると、スクリプトが子プロセスとして実行されていることを確認できます。

$ ps -ef --forest | grep -i bash

1つのスクリプトの中で複数の子プロセスが生成されることもあり、その数はコードの内容によって変わります。ここで重要なポイントとして、サブプロセス内で作成された環境変数は、プロセス終了時に破棄されるという点が挙げられます。子プロセスは、親プロセスがexportした変数を参照できますが、逆に親プロセスから子プロセス内で作成された変数を参照することはできません。

変数の仕組みやexportの方法についてさらに詳しく知りたい方は、以下の記事も参考にしてください。

• シェルスクリプトにおけるLinux変数の理解と書き方
• Bashにおける$$と$BASHPIDの違いを学ぶ

sourceコマンドでスクリプトを読み込む(ソーシング)

sourceはシェル組み込みコマンドの一つで、引数として渡されたファイルを読み込み、そのコードを現在のシェル環境で実行します。最もよくある使用例としては、.bashrcや.bash_profileの設定を変更した後に、sourceコマンドで変更を再読み込みするケースです。

$ type -a source

sourceコマンドには2つの構文があり、どちらを使うかは個人の好みで選べます。

$ source FILE_NAME [ARGUMENTS]
$ . FILE_NAME [ARGUMENTS]

sourceの動作を実演

それでは、sourceが実際にどのように機能するのかを見てみましょう。2つのシェルスクリプトを作成します。1つ目のスクリプト(Module.sh)は変数と関数を定義し、2つ目のスクリプト(Main.sh)はその変数を出力して関数を呼び出します。

ファイル Module.sh：

#!/usr/bin/env bash

VAR1=$(echo "Welcome to $1")

function f1(){
  echo "Function f1 is called"
}

ファイル Main.sh：

#!/usr/bin/env bash

echo $VAR1
f1

スクリプトに実行権限を設定し、メインスクリプトmain.shを実行してみます。この状態では、スクリプトは現在のシェル環境内に関数f1や変数VAR1を見つけられず、「command not found」エラーで失敗します。

$ bash main.sh

今度は、スクリプト内でsourceコマンドを使用してみます。これにより、変数と関数が現在のシェル環境に読み込まれ、main.shからアクセスできるようになります。

ファイル Module.sh：

#!/usr/bin/env bash

VAR1=$(echo "Welcome to $1")

function f1(){
  echo "Function f1 is called"
}

ファイル Main.sh：

#!/usr/bin/env bash

source module.sh Tecmint
echo $VAR1
f1

もう一度スクリプトを実行して、結果を確認してみましょう。

$ bash main.sh

まとめ：モジュール化とDRY原則

sourceは、Bashでシェルスクリプトを作成する際にモジュールプログラミングのアプローチを実現するために非常に便利な機能です。コードを小さなモジュールに分割すれば、多くのプログラムから再利用できるようになります。このようにすることで、DRY(Don't Repeat Yourself)の原則に従った効率的な開発が可能になります。

今回は以上です。この記事では、Bashにおけるソーシングとフォークの違いについて解説しました。ぜひ記事の内容を実際に試しながら、理解を深めてください。