我一直对Terminal发生了什么感到困惑。但在上周，我使用xterm.js在浏览器中显示了一个交互式终端，我终于想到要问一个相当基本的问题：当你在终端中按下键盘上的一个键时（例如删除,或Escape,或a),发送了哪些字节？像往常一样，我们将通过做一些实验并看看会发生什么来回答这个问题:)远程终端是非常古老的技术首先，我想说使用xterm.js在浏览器中显示一个终端可能看起来就像一个新事物，但事实并非如此。在70年代，计算机价格昂贵。因此，一个组织的许多员工将共享一台计算机，并且每个人都可以有自己的“终端”来连接到该计算机。例如，这是70年代或80年代的VT100终端的照片。这看起来像一台计算机（它有点大！），但它不是-它只是显示实际计算机发送的任何信息。DECVT100终端当然，在70年代，他们并没有为此使用Websockets，但是来回发送信息的方式与当时几乎相同。（照片中的终端来自西雅图的LivingComputerMuseum，我曾经去那里在一个非常古老的Unix系统上编写FizzBu??zzined，所以我可能真的用过那台机器或它的兄弟姐妹之一！我真的希望LivingComputerMuseum又开张了，能玩老式电脑真是太爽了。）发了什么消息？显然，如果您想连接到远程计算机（使用ssh或xterm.js和Websockets或其他），则需要在客户端和服务器之间发送一些信息。具体来说：客户端需要发送用户输入的键盘信息（比如ls-l）。服务器需要告诉客户端要在屏幕上显示什么。让我们看一下在浏览器中运行远程终端的真实程序，看看来回发送了哪些信息！我们将使用goterm进行实验我在GitHub上找到了一个名为goterm的小程序，它运行一个Go服务器并允许您使用xterm.js在浏览器中与终端交互。这个程序非常不安全，但它很简单易学。自从它上次更新是6年前以来，我将它与最新的xterm.js一起使用。然后我添加了一些日志语句来打印出每次通过WebSocket发送/接收的字节数。让我们来看看在几个不同的终端交互过程中的发送和接收！示例：ls首先，让我们运行ls。这是我在xterm.js终端上看到的：~:/play$lsfile~:/play$这是发送和接收的内容：（在我的代码中，我每次记录客户端发送的字节数：sent:[bytes],每次从服务器接收到的字节：recv:[bytes])sent:"l"recv:"l"sent:"s"recv:"s"sent:"\r"recv:"\r\n\x1b[?2004l\r"recv:"file\r\n"recv:"\x1b[~:/play$"我注意到这个输出中有3件事：回声：客户端发送一个l，然后立即收到发回的l。我认为这里的重点是客户端真的很笨——它不知道当我输入l时，我希望l被回显到屏幕上。服务器进程必须明确告知它才能显示它。换行：当我按回车键时，它发送一个\r'（回车）符号而不是\n'（换行）。转义序列：\x1b是一个ASCII转义字符，所以\x1b[?2004h告诉终端要显示什么或其他什么。我认为这是一系列颜色，但我不确定。稍后我们将更详细地讨论转义序列。好吧，现在让我们做一些稍微复杂一点的事情。示例：Ctrl+C接下来，让我们看看使用Ctrl+C中断进程时会发生什么。这是我在终端中看到的：~:/play$cat^C~:/play$这是客户端发送和接收的内容。发送：“c”接收：“c”发送：“a”接收：“a”发送：“t”接收：“t”发送：“\r”接收：“\r\n\x1b[?2004l\r"sent:"\x03"recv:"^C"recv:"\r\n"recv:"\x1b[?2004h"recv:"~:/play$"当我按下Ctrl+C，客户端发送\x03。如果我查找ASCII表，\x03是“文本结束”，这似乎是合理的。我觉得这真的很酷，因为我对Ctrl+C的工作原理有点困惑——很高兴知道它只是发送一个\x03字符。我相信当我们按Ctrl+C时cat被中断的原因是服务器端的Linux内核接收到这个\x03字符并识别它意味着“中断”，然后发送一个SIGINT到拥有伪-的进程组终端。所以它是在内核中处理的，而不是在用户空间中处理的。示例：Ctrl+D让我们尝试完全相同的操作，只是使用Ctrl+D。这是我在终端中看到的：~:/play$cat~:/play$这是发送和接收的内容：sent:"c"recv:"c"sent:"a"recv:"a"sent:"t"recv:"t"sent:"\r"recv:"\r\n\x1b[?2004l\r"sent:"\x04"recv:"\x1b[?2004h"recv:"~:/play$"它与Ctrl+C非常相似，但发送的是\x04而不是\x03。非常好！\x04对应ASCII“传输结束”。Ctrl+其他字母呢？接下来我开始想知道——如果我发送Ctrl+e，会发送哪些字节？原来它只是字母表中字母的编号，就像这样。Ctrl+a=>1Ctrl+b=>2Ctrl+c=>3Ctrl+d=>4...Ctrl+z=>26此外，Ctrl+Shift+b与Ctrl+b具有完全相同的效果（它写入0x2）。键盘上的其他键呢？它们的映射如下：Tab->0x9（和Ctrl+I一样，因为I是第9个字母）Escape->\x1bBackspace->\x7f首页->\x1b[H结束->\x1b[F打印屏幕->\x1b\x5b\x31\x3b\x35\x41插入->\x1b\x5b\x32\x7e删除->\x1b\x5b\x33\x7e我的元密钥没有'根本不起作用，Alt呢？从我的实验（和一些搜索）来看，似乎Alt和Escape实际上是同一件事，除了按下Alt本身不会向终端发送任何字符，而按下Escape本身会。所以：alt+d=>\x1bd（其他字母相同）alt+shift+d=>\x1bD（其他字母相同）等等让我们看看另一个例子！示例：nano以下是我在运行文本编辑器nano时发送和接收的内容：recv:"\r\x1b[~:/play$"sent:"n"[[??]byte{0x6e}]recv:"n”发送：“a”[[]byte{0x61}]recv：“a”发送：“n”[[]byte{0x6e}]recv：“n”发送：“o”[[]byte{0x6f}]recv:"o"sent:"\r"[[]byte{0xd}]recv:"\r\n\x1b[?2004l\r"recv:"\x1b[?2004h"recv:"\x1b[?1049h\x1b[22;0;0t\x1b[1;16r\x1b(B\x1b[m\x1b[4l\x1b[?7h\x1b[39;49m\x1b[?1h\x1b=\x1b[?1h\x1b=\x1b[?25l"recv:"\x1b[39;49m\x1b(B\x1b[m\x1b[H\x1b[2J"recv:"\x1b(B\x1b[0;7mGNUnano6.2\x1b[44bNewBuffer\x1b[53b\x1b[1;123H\x1b(B\x1b[m\x1b[14;38H\x1b(B\x1b[0;7m[欢迎使用nano。获取基本帮助,输入Ctrl+G。]\x1b(B\x1b[m\r\x1b[15d\x1b(B\x1b[0;7m^G\x1b(B\x1b[mHelp\x1b[15;16H\x1b(B\x1b[0;7m^O\x1b(B\x1b[m写出\x1b(B\x1b[0;7m^W\x1b(B\x1b[m\x1b(B\x1b[0;7m^K\x1b(B\x1b[mCut\x1b[15;61H"您可以从用户界面看到一些文本，例如“GNUnano6.2”，而这些\x1b[27m东西是转义序列说说转义序列吧！ANSI转义序列上面这些nano发给客户端的\x1b[东西叫做“转义”序列”或“转义码”。这是因为它们都以“转义”字符\x1b开头。它们可以改变光标的位置，使文本变成粗体或加下划线，改变颜色等。维基百科描述一些历史，如果你有兴趣，可以去看看。一个简单的例子：如果你运行echo-e'\e[0;31mhi\e[0mthere'它会打印“hithere”，其中“hi”是红色和“那里”是黑色。此页面上有一些颜色和格式的参考转义码示例。我认为有几种不同的转义码标准，但我的理解是人们在Unix上使用的最常见的转义码集来自VT100（博文顶部图片中的那个旧终端），在过去的40年里并没有真正改变。转义码是你的终端得到mes的原因sed，如果你把一些二进制数据放到你的屏幕上——通常你会不小心打印出一堆随机转义码，这会弄乱你的终端——如果你把足够多的二进制数据放到你的终端里，那肯定是一个0x1b字节在那里。手动输入转义序列？在前面的章节中，我们讨论了Home键是如何映射到\x1b[H.这3个字节是Escape+[+H（因为Escape是\x1b）。如果我在xterm.js终端中手动键入Escape，然后[，然后是H，我将出现在该行的开头，就像我按下Home键一样。我注意到这在我计算机上的Fishshell中不起作用——如果我键入Escape然后[它只打印[而不是让我继续转义序列。我问过我的朋友Jesse，他写了一堆Rust终端代码Jesse告诉我很多程序都实现了转义码的超时——如果你在最短时间内没有按下另一个键，它就认为它实际上不是任何更长的是转义码。显然，这可以在Fishshell中使用fish_escape_delay_ms进行配置，因此我运行了setfish_escape_delay_ms1000并且能够手动输入转义码。效果很好！终端编码有点奇怪我想在这里暂停一下，我认为你按下的键映射到字节的方式很奇怪。例如，如果我们今天从头开始编写击键代码，我们可能不会让Ctrl+a做与Ctrl+Shift+a完全相同的事情。Alt是与Escape相同的控制序列（如颜色/移动光标）使用与Escape键相同的字节，因此您需要依靠时间来确定它是一个控制序列还是用户只是想按Escape。但是所有这些都是在70年代或80年代或其他什么时候设计的，然后为了向后兼容而需要永远保持不变，所以这就是我们得到的：笑脸：改变终端中的窗口大小并不是你的全部通过来回发送字节来完成。例如，当终端调整大小时，我们必须以不同的方式告诉Linux窗口大小发生了变化。这是在goterm中执行此操作的Go代码如下所示：syscall.Syscall(syscall.SYS_IOCTL,tty.Fd(),syscall.TIOCSWINSZ,uintptr(unsafe.Pointer(&resizeMessage)),)这是使用ioctl系统调用。我对ioctl的理解是，它是一个系统调用，可以处理一些其他系统调用未涵盖的随机内容，我猜通常与IO相关。syscall.TIOCSWINSZ是一个整数常量，它告诉ioctl在这种情况下我们希望它做什么（更改终端窗口大小）。这也是xterm的工作方式。在本文中，我们一直在谈论远程终端，其中客户端和服务器位于不同的计算机上。但实际上，如果您使用的是像xterm这样的终端仿真器，那么所有这些都以完全相同的方式工作，只是很难注意到，因为字节不是通过网络连接发送的。文章到此结束。关于终端肯定还有很多东西需要学习（我们可以更多地讨论颜色、原始模式与熟化模式、Unicode支持或Linux伪终端界面），但我会在这里停下来，因为现在是晚上10点，这篇文章有点长，我认为我的大脑今天无法处理有关终端的更多新信息。
