22 shell組命令與子進程

• 1.組命令
• 2.子進程
  • 2.1 什么是子進程
  • 2.2 創建子進程
  • 2.3 子進程總結
• 3.如何檢測子shell與子進程

1.組命令

組命令，就是將多個命令划分為一組，或者看成一個整體。

用法	區別
Shell 組命令的寫法有兩種： { command1; command2;. . .;  } (command1; command2;. . . )	由花括號{}包圍起來的組命名在當前 Shell 進程中執行，而由小括號()包圍起來的組命令會創建一個子 Shell，所有命令都在子 Shell 中執行。 使用花括號{}時，花括號與命令之間必須要有一個空格，並且最后一個命令必須用一個分號或一個換行符結束 組命令可以將多條命令的輸出結果合並在一起，在使用重定向和管道時會特別方便。 兩種寫法的重要不同：由{}包圍的組命令在當前 Shell 進程中執行，由()包圍的組命令會創建一個子Shell，所有命令都會在這個子 Shell 中執行。 在子 Shell 中執行意味着，運行環境被復制給了一個新的 shell 進程，當這個子 Shell 退出時，新的進程也會被銷毀，環境副本也會消失， 所以在子 Shell 環境中的任何更改都會消失（包括給變量賦值）。因此，在大多數情況下，除非腳本要求一個子 Shell， 否則使用{}比使用()更受歡迎，並且{}的進行速度更快，占用的內存更少。
舉栗
將多條命令的輸出重定向到out.txt文件	1.普通模式 ls -l > out.txt #>表示覆蓋 echo "test432" >> out.txt #>>表示追加 cat test.txt >> out.txt 2.使用組命令 { ls -l ;echo "test432";cat test.txt; }>out.txt (ls -l ;echo "test432";cat test.txt)>out.txt
組命令與管道結合	(ls -l ;echo "test432";cat ../test.txt)|wc -l

2.子進程

2.1 什么是子進程

 

子進程的概念是由父進程的概念引申而來的。在 Linux 系統中，系統運行的應用程序幾乎都是從 init（pid為 1 的進程）進程派生而來的，所有這些應用程序都可以視為 init 進程的子進程，而 init 則為它們的父進程。

 

Shell 腳本是從上至下、從左至右依次執行的，即執行完一個命令之后再執行下一個。如果在 Shell 腳本中遇到子腳本（即腳本嵌套，但是必須以新進程的方式運行）或者外部命令，就會向系統內核申請創建一個新的進程，以便在該進程中執行子腳本或者外部命令，這個新的進程就是子進程。子進程執行完畢后才能回到父進程，才能繼續執行父腳本中后續的命令及語句。

 

使用pstree -p命令就可以看到 init 及系統中其他進程的進程樹信息（包括 pid）：

 

systemd(1)─┬─ModemManager(796)─┬─{ModemManager}(821)
            │                     └─{ModemManager}(882)
            ├─NetworkManager(975)─┬─{NetworkManager}(1061)
            │                       └─{NetworkManager}(1077)
            ├─abrt-watch-log(774)
            ├─abrt-watch-log(776)
            ├─abrtd(773)
            ├─accounts-daemon(806)─┬─{accounts-daemon}(839)
            │                        └─{accounts-daemon}(883)
            ├─alsactl(768)
            ├─at-spi-bus-laun(1954)─┬─dbus-daemon(1958)───{dbus-daemon}(1960)
            │                         ├─{at-spi-bus-laun}(1955)
            │                         ├─{at-spi-bus-laun}(1957)
            │                         └─{at-spi-bus-laun}(1959)
            ├─at-spi2-registr(1962)───{at-spi2-registr}(1965)
            ├─atd(842)
            ├─auditd(739)─┬─audispd(753)─┬─sedispatch(757)
            │               │                └─{audispd}(759)
            │               └─{auditd}(752)

 

2.2 創建子進程

創建子進程的方式	說明
第一種只使用 fork() 函數，子進程和父進程幾乎是一模一樣的，父進程中的函數、變量(全局變量、局部變量)、文件描述符、別名等在子進程中仍然有效。我們將這種子進程稱為子 Shell（sub shell）	使用 fork() 函數創建一個子進程相當於對父進程進行了克隆，除了 PID（進程ID）等極少的參數不同外，子進程的一切都來自父進程，包括代碼、數據、堆棧、打開的文件等，就連代碼的執行位置（狀態）都是一樣的。 但是，后期隨着各自的發展軌跡不同，兩者會變得不一樣，但是在 fork() 出來的那一刻，兩者都是一樣的。	組命令、命令替換、管道
第二種使用 fork() 和 exec() 函數，即使用 fork()創建子進程后立即調用 exec() 函數加載新的可執行文件，而不使用從父進程繼承來的一切，子進程和父進程之間除了硬生生地維持一種“父子關系”外，再也沒有任何聯系了，它們就是兩個完全不同的程序。	舉栗： 在 ~/bin 目錄下有兩個可執行文件分別叫 a.out 和 b.out。現在運行 a.out，就會產生一個進程，比如叫做 A。在進程 A 中我又調用 fork() 函數創建了一個進程 B，那么 B 就是 A 的子進程，此時它們是一模一樣的。但是，我調用 fork() 后立即又調用 exec() 去加載 b.out，這可就壞事了，B 進程中的一切（包括代碼、數據、堆棧等）都會被銷毀，然后再根據 b.out 重建建立一切。這樣一折騰，B 進程除了 ID 沒有變，其它的都變了，再也沒有屬於 A 的東西了。	1.以新進程的方式運行腳本文件，比如bash ./test.sh; chmod +x ./test.sh; ./test.sh 2.在當前 Shell 中使用 bash 命令啟動新的 Shell

2.3 子進程總結

子 Shell 雖然能使用父 Shell 的的一切，但是如果子 Shell 對數據做了修改，比如修改了全局變量，這種修改也只能停留在子 Shell，無法傳遞給父 Shell。不管是子進程還是子 Shell，都是“傳子不傳父”。

子 Shell 才是真正繼承了父進程的一切，這才像“一個模子刻出來的”；普通子進程和父進程是完全不同的兩個程序，只是維持着父子關系而已。

3.如何檢測子shell與子進程

echo $$輸出當前進程ID，echo $PPID輸出父shell ID

	命令	結果	結論
輸出當前進程與父進程ID	echo $$;echo $PPID	34451 34450
子進程形式輸出進程ID 子進程	bash echo $$;echo $PPID exit	52886 34451	在普通的子進程中，$ 被展開為子進程的 ID
組命令形式輸出進程ID 子shell	(echo $$;echo $PPID)	34451 34450	子shell和父shell中的ID是一樣的 這是因為$ 變量在子 Shell 中無效！Base 官方文檔說，在普通的子進程中，$ 確實被展開為子進程的 ID； 但是在子 Shell 中，$ 卻被展開成父進程的 ID
管道形式輸出進程ID 子shell	echo "test" | { echo $$;echo $PPID; }	34451 34450
進程替換形式輸出進程ID	read < <(echo $$ $PPID) $ echo $REPLY	34451 34450

除了 $，Bash 還提供了另外兩個環境變量——SHLVL 和 BASH_SUBSHELL，用它們來檢測子 Shell 非常方便。

SHLVL 是記錄多個 Bash 進程實例嵌套深度的累加器，每次進入一層普通的子進程，SHLVL 的值就加 1。而 BASH_SUBSHELL 是記錄一個 Bash 進程實例中多個子 Shell（sub shell）嵌套深度的累加器，每次進入一層子 Shell，BASH_SUBSHELL 的值就加 1。

	命令	結果	知識點
輸出變量	echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL"	1  0
子進程形式輸出變量 子進程	創建一個腳本文件，命名為 test.sh，內容如下： #!/bin/bash echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL" ***************************************** bash echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL"#2 0 bash ./test.sh #3 0 echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL"#2 0 chmod +x ./test.sh;./test.sh #3 0 echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL"#2 0 exit #退出內層Shell echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL"#1 0		bash ./test.sh和./test.sh 這兩種運行腳本的方式，在腳本運行期間會開啟一個子進程， 運行結束后立即退出子進程 產生新進程時，SHLVL的值加1
組命令形式輸出變量 子shell	(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")	1  1	組命令、管道、命令替換這幾種方式都會產生子 Shell
管道形式輸出變量 子shell	echo "test" | { echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"; }	1  1
命令替換形式輸出變量 子shell	var=$(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL") echo $var	1 1
四層組命令形式輸出變量 子shell	( ( ( (echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL") ) ) )	1 4
進程替換形式輸出變量	read < <(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL") echo $REPLY   echo "hello" > >(echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL")	1 0 1 0	進程替換只是借助文件在（）內部和外部命令之間傳遞數據， 並沒有創建子shell，()內部和外部的命令是在一個進程 （也就是當前進程）中執行的