这样做的主要原因是使脚本可跨操作系统环境移植。

例如，在mingw下，python脚本使用:

#!/c/python3k/python 

在GNU/Linux发行版下，它是:

#!/usr/local/bin/python 

or

#!/usr/bin/python

在最好的商业Unix sw/hw系统(OS/X)下，它是:

#!/Applications/MacPython 2.5/python

或在FreeBSD上:

#!/usr/local/bin/python

然而，所有这些差异可以通过使用以下方法使脚本可移植:

#!/usr/bin/env python

在我看来，没有这一行，文件运行是一样的。

如果是这样，那么也许你是在Windows上运行Python程序?Windows不使用这一行——相反，它使用file-name扩展名来运行与文件扩展名相关的程序。

然而，在2011年，一个“Python启动器”被开发出来，它(在某种程度上)在Windows上模仿了Linux的这种行为。这仅限于选择运行哪个Python解释器——例如，在安装了Python 2和Python 3的系统中选择Python 2和Python 3。在Python安装时，启动器可选地作为py.exe安装，并且可以与.py文件相关联，以便启动器将检查这一行，然后启动指定的Python解释器版本。

执行python文件时，可以使用./file.py，其中file是文件的名称。/usr/bin/env是PATH，然后python是python2, python3是python3(胡说)

#！/usr/bin/env python也可以允许python文件被其他程序执行，只要使用chmod +x file.py即可。

它告诉解释器，当你有多个版本的python时，使用哪个版本的python运行程序。

扩展一下其他的答案，这里有一个小例子，说明你的命令行脚本会因为不小心使用/usr/bin/env shebang行而陷入麻烦:

$ /usr/local/bin/python -V
Python 2.6.4
$ /usr/bin/python -V
Python 2.5.1
$ cat my_script.py 
#!/usr/bin/env python
import json
print "hello, json"
$ PATH=/usr/local/bin:/usr/bin
$ ./my_script.py 
hello, json
$ PATH=/usr/bin:/usr/local/bin
$ ./my_script.py 
Traceback (most recent call last):
  File "./my_script.py", line 2, in <module>
    import json
ImportError: No module named json

json模块在Python 2.5中不存在。

防止这类问题的一种方法是使用通常与大多数python一起安装的版本化python命令名:

$ cat my_script.py 
#!/usr/bin/env python2.6
import json
print "hello, json"

如果你只需要区分Python 2。3. Python。x，最近发布的Python 3也提供了一个python3名称:

$ cat my_script.py 
#!/usr/bin/env python3
import json
print("hello, json")

Linux内核的exec系统调用可以原生地理解shebangs (#!

当你在bash上执行时:

./something

在Linux上，它调用exec系统调用，路径为。/something。

内核的这行代码在传递给exec的文件https://github.com/torvalds/linux/blob/v4.8/fs/binfmt_script.c#L25上被调用

if ((bprm->buf[0] != '#') || (bprm->buf[1] != '!'))

它读取文件的第一个字节，并将它们与#!进行比较。

如果比较为真，那么这行其余的部分将由Linux内核解析，它将使用以下命令执行另一个exec调用:

可执行:/usr/bin/env 第一个参数:python 第二个参数:脚本路径

因此等价于:

/usr/bin/env python /path/to/script.py

env是一个可执行文件，搜索PATH，例如找到/usr/bin/python，然后最后调用:

/usr/bin/python /path/to/script.py

Python解释器会看到#!但是在Python中#是注释字符，所以这一行作为常规注释被忽略了。

是的，你可以用:

printf '#!/a\n' | sudo tee /a
sudo chmod +x /a
/a

Bash识别错误:

-bash: /a: /a: bad interpreter: Too many levels of symbolic links

# !恰好是人类可读的，但这不是必需的。

如果文件以不同的字节开始，那么exec系统调用将使用不同的处理程序。另一个最重要的内置处理程序是针对ELF可执行文件的:https://github.com/torvalds/linux/blob/v4.8/fs/binfmt_elf.c#L1305，它检查字节7f 45 4c 46(这恰好也是人类可读的.ELF)。让我们通过读取ELF可执行文件/bin/ls的前4个字节来确认:

head -c 4 "$(which ls)" | hd 

输出:

00000000  7f 45 4c 46                                       |.ELF|
00000004                                                                 

因此，当内核看到这些字节时，它会获取ELF文件，将其正确地放入内存中，并使用它启动一个新进程。请参见:内核如何获得在linux下运行的可执行二进制文件?

最后，您可以使用binfmt_misc机制添加自己的shebang处理程序。例如，您可以为.jar文件添加一个自定义处理程序。这种机制甚至支持按文件扩展名的处理程序。另一个应用程序是使用QEMU透明地运行不同体系结构的可执行文件。

但是我不认为POSIX指定了shebangs: https://unix.stackexchange.com/a/346214/32558，尽管它在基本原理部分提到了，并且以“如果系统支持可执行脚本，可能会发生一些事情”的形式出现。macOS和FreeBSD似乎也实现了它。

PATH搜索动机

shebangs存在的一个重要动机可能是，在Linux中，我们经常希望从PATH运行命令，就像这样:

basename-of-command

而不是:

/full/path/to/basename-of-command

但是，如果没有shebang机制，Linux如何知道如何启动每种类型的文件呢?

在命令中硬编码扩展:

 basename-of-command.py

或者在每个解释器上执行PATH搜索:

python basename-of-command

这是一种可能性，但这有一个主要的问题，如果我们决定将命令重构为另一种语言，那么一切都会崩溃。

她完美地解决了这个问题。

env: pyenv和其他版本管理器的主要用例

为什么应该使用#!/usr/bin/env python而不是/usr/bin/python是pyenv的版本管理器。

Pyenv允许您轻松地在一台机器上安装多个python版本，以便能够在没有虚拟化的情况下更好地再现其他项目。

然后，它通过在PATH中设置其顺序来管理“当前”python版本:例如，对于不同的python版本，如apt-get install所示，pyenv托管的python可以位于:

/home/ciro/.pyenv/shims/python

所以与/usr/bin/python完全不同，有些系统可能会通过更新替代符号链接来处理。