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  • 22 shell组命令与子进程

    • 1.组命令
    • 2.子进程
      • 2.1 什么是子进程
      • 2.2 创建子进程
      • 2.3 子进程总结
    • 3.如何检测子shell与子进程

    1.组命令

    组命令，就是将多个命令划分为一组，或者看成一个整体。

    用法
    区别

    Shell 组命令的写法有两种：

    { command1; command2;. . .;  }
    (command1; command2;. . . )
    1. 由花括号{}包围起来的组命名在当前 Shell 进程中执行，而由小括号()包围起来的组命令会创建一个子 Shell，所有命令都在子 Shell 中执行。
    2. 使用花括号{}时，花括号与命令之间必须要有一个空格，并且最后一个命令必须用一个分号或一个换行符结束
    3. 组命令可以将多条命令的输出结果合并在一起，在使用重定向和管道时会特别方便。

    两种写法的重要不同：由{}包围的组命令在当前 Shell 进程中执行，由()包围的组命令会创建一个子Shell，所有命令都会在这个子 Shell 中执行。
    在子 Shell 中执行意味着，运行环境被复制给了一个新的 shell 进程，当这个子 Shell 退出时，新的进程也会被销毁，环境副本也会消失，

    所以在子 Shell 环境中的任何更改都会消失（包括给变量赋值）。因此，在大多数情况下，除非脚本要求一个子 Shell，

    否则使用{}比使用()更受欢迎，并且{}的进行速度更快，占用的内存更少。
    举栗 
    将多条命令的输出重定向到out.txt文件

    1.普通模式

    1. ls -l > out.txt #>表示覆盖
    2. echo "test432" >> out.txt #>>表示追加
    3. cat test.txt >> out.txt

    2.使用组命令

    { ls -l ;echo "test432";cat test.txt; }>out.txt

    (ls -l ;echo "test432";cat test.txt)>out.txt
    组命令与管道结合

    (ls -l ;echo "test432";cat ../test.txt)|wc -l

    2.子进程

    2.1 什么是子进程

    子进程的概念是由父进程的概念引申而来的。在 Linux 系统中，系统运行的应用程序几乎都是从 init（pid为 1 的进程）进程派生而来的，所有这些应用程序都可以视为 init 进程的子进程，而 init 则为它们的父进程。

    Shell 脚本是从上至下、从左至右依次执行的，即执行完一个命令之后再执行下一个。如果在 Shell 脚本中遇到子脚本（即脚本嵌套，但是必须以新进程的方式运行）或者外部命令，就会向系统内核申请创建一个新的进程，以便在该进程中执行子脚本或者外部命令，这个新的进程就是子进程。子进程执行完毕后才能回到父进程，才能继续执行父脚本中后续的命令及语句。

    使用pstree -p命令就可以看到 init 及系统中其他进程的进程树信息（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 创建子进程

    创建子进程的方式
    说明
     
    • 第一种只使用 fork() 函数，子进程和父进程几乎是一模一样的，父进程中的函数、变量(全局变量、局部变量)、文件描述符、别名等在子进程中仍然有效。我们将这种子进程称为子 Shell（sub shell）
    1. 使用 fork() 函数创建一个子进程相当于对父进程进行了克隆，除了 PID（进程ID）等极少的参数不同外，子进程的一切都来自父进程，包括代码、数据、堆栈、打开的文件等，就连代码的执行位置（状态）都是一样的。
    2. 但是，后期随着各自的发展轨迹不同，两者会变得不一样，但是在 fork() 出来的那一刻，两者都是一样的。
    		 组命令、命令替换、管道
    • 第二种使用 fork() 和 exec() 函数，即使用 fork()创建子进程后立即调用 exec() 函数加载新的可执行文件，而不使用从父进程继承来的一切，子进程和父进程之间除了硬生生地维持一种“父子关系”外，再也没有任何联系了，它们就是两个完全不同的程序。

    举栗：
    在 ~/bin 目录下有两个可执行文件分别叫 a.out 和 b.out。现在运行 a.out，就会产生一个进程，比如叫做 A。在进程 A 中我又调用 fork() 函数创建了一个进程 B，那么 B 就是 A 的子进程，此时它们是一模一样的。但是，我调用 fork() 后立即又调用 exec() 去加载 b.out，这可就坏事了，B 进程中的一切（包括代码、数据、堆栈等）都会被销毁，然后再根据 b.out 重建建立一切。这样一折腾，B 进程除了 ID 没有变，其它的都变了，再也没有属于 A 的东西了。

    1.以新进程的方式运行脚本文件，比如bash ./test.sh; chmod +x ./test.sh; ./test.sh

    2.在当前 Shell 中使用 bash 命令启动新的 Shell

    2.3 子进程总结

    子 Shell 虽然能使用父 Shell 的的一切，但是如果子 Shell 对数据做了修改，比如修改了全局变量，这种修改也只能停留在子 Shell，无法传递给父 Shell。不管是子进程还是子 Shell，都是“传子不传父”。

    子 Shell 才是真正继承了父进程的一切，这才像“一个模子刻出来的”；普通子进程和父进程是完全不同的两个程序，只是维持着父子关系而已。

    3.如何检测子shell与子进程

    echo $$输出当前进程ID，echo $PPID输出父shell ID

     

    命令

    结果

    结论

    输出当前进程与父进程ID

    echo $$;echo $PPID

    34451

    34450

    		  

    子进程形式输出进程ID

    子进程

    bash

    echo $$;echo $PPID

    exit

    52886

    34451

    在普通的子进程中，$ 被展开为子进程的 ID

    组命令形式输出进程ID

    子shell

    (echo $$;echo $PPID)

    34451

    34450

    子shell和父shell中的ID是一样的

    这是因为$ 变量在子 Shell 中无效！Base 官方文档说，在普通的子进程中，$ 确实被展开为子进程的 ID；

    但是在子 Shell 中，$ 却被展开成父进程的 ID

    管道形式输出进程ID

    子shell

    echo "test" | { echo $$;echo $PPID; }

    34451

    34450

    进程替换形式输出进程ID

    read < <(echo $$ $PPID)

    $ echo $REPLY

    		 34451 34450


    除了 $，Bash 还提供了另外两个环境变量——SHLVL 和 BASH_SUBSHELL，用它们来检测子 Shell 非常方便。

    SHLVL 是记录多个 Bash 进程实例嵌套深度的累加器，每次进入一层普通的子进程，SHLVL 的值就加 1。而 BASH_SUBSHELL 是记录一个 Bash 进程实例中多个子 Shell（sub shell）嵌套深度的累加器，每次进入一层子 Shell，BASH_SUBSHELL 的值就加 1。

     命令结果知识点
    输出变量

    echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL"

    1  0

    		  

    子进程形式输出变量

    子进程

    创建一个脚本文件，命名为 test.sh，内容如下：

    #!/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 #退出内层Shell

    echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL"#1 0

    		  

    bash ./test.sh和./test.sh

    这两种运行脚本的方式，在脚本运行期间会开启一个子进程，

    运行结束后立即退出子进程

    产生新进程时，SHLVL的值加1

    组命令形式输出变量

    子shell

    (echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")

    		 1  1 组命令、管道、命令替换这几种方式都会产生子 Shell

    管道形式输出变量

    子shell

    echo "test" | { echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"; }

    		 1  1

    命令替换形式输出变量

    子shell

    var=$(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")

    echo $var

    		 1 1

    四层组命令形式输出变量

    子shell

    ( ( ( (echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL") ) ) )

    		 1 4

    进程替换形式输出变量

    read < <(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")

    echo $REPLY

    echo "hello" > >(echo "$SHLVL $BASH_SUBSHELL")

    1 0

    1 0

    进程替换只是借助文件在（）内部和外部命令之间传递数据，

    并没有创建子shell，()内部和外部的命令是在一个进程

    （也就是当前进程）中执行的

     
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