linux shell 脚本 父子进程 等待子进程,SHELL父子进程分析

导言

本节将就shell交互(脚本执行)过程中涉及子进程(subprocess)以及子SHELL(subshell)的部分,配以实例,进行说明。将详细讨论如下问题:subprocess和subshell是什么

subprocess的产生过程是什么

什么情况下会产生subprocess和subshell

shell编程中,subshell需要注意些什么

如何管理subprocess

subprocess和subshell是什么

子进程(subporcess)是从父子进程的概念出发的。unix操作系统的进程从init进程开始,经过不断fork-exec“繁衍”,形成了树状的父子进程结构。每个进程均有其对应的父进程(0进程不在讨论范畴内),就算是由于父进程先行结束导致的孤儿进程,也会被init(pid=1)领养,使其父进程ID为1。

子SHELL,顾名思义,就是由“当前shell进程”创建的一个子进程。因此,subshell概念是subprocess的子集,一个subshell一定是个subprocess。

subprocess的产生过程

事实上,所有进程的创建,都可视为子进程创建过程。unix操作系统进程的创建,基本可以归结为fork-exec的模式,即是:通过fork创建子进程环境,

通过exec加载并执行进程代码。

在shell环境中,即是:当前shell fork出一个子进程(即子shell),此时该子shell是父shell的一个副本;

在subshell里,根据path指定的目录列表里的目录,找到外部命令command;

在subshell里,以找到的命令command取代(exec)当前shell程序并执行,此时父shell等待subprocess工作完成;

命令完成后,控制流返回父shell,父shell再取下一条语句执行,或等待用户输入下一条;

什么情况下会产生subshell

&,提交后台作业

If a command is terminated by the control operator `&', the shell executes the command asynchronously in a subshell.

管道

Each command in a pipeline is executed in its own subshell

括号命令列表 ()操作符

Placing a list of commands between parentheses causes a subshell environment to be created

执行外部脚本、程序

When Bash finds such a file while searching the `$PATH' for a command, it spawns a subshell to execute it.  In other words, executing filename ARGUMENTS is equivalent to executing bash filename ARGUMENTS

示例

1.shell在子shell中执行外部命令

比如在当前网络终端(通过ssh),键入ps -ef|grep work,看看进程树是如何的:$ echo $$        #得到当前bash的pid 6010

$ pstree -n -a | less    #查看进程树

init(1)-+-migration/0(2)

|-ksoftirqd/0(3)

...skipping...

|-sshd(2679)---sshd(5997)---sshd(6009)---bash(6010)-+-pstree(9378)

|       `-less(9379)

从结果可以看到,所有进程由init派生而来,2679为sshd系统服务;5997和6009为sshd为work当前终端分配的一个session;6010为基于这个session的、为work用户提供交互操作的shell进程;由于包含管道命令,9378和9379为6010的子进程,即6010(bash)进程spawn了两次。

其中,当键入pstree | less 时,shell先分析pstree是否为非内建命令或别名,结果是外部命令,需要在子进程中执行之,故另启动一个进程(9378)去执行pstree命令;同样,less也按照上述方法执行。

2. 例1的延续

再来看下如果调用sh脚本,系统如何表现:

脚本示例:#! /bin/bash

ping 127.0.0.1 | tail -f | grep time &> /dev/null

$ sh test.sh

$ pstree -n -a | less    #查看进程树

|-sshd(2679)-+-sshd(5139)---sshd(5143)---bash(5144)---sh(10252)-+-ping(10253)

|            |                                                  |-tail(10254)

|            |                                                  `-grep(10255)

root      5139  2679  0 08:52 ?        00:00:00 sshd: work [priv]

work      5143  5139  0 08:52 ?        00:00:00 sshd: work@pts/0

work      5144  5143  0 08:52 pts/0    00:00:00 -bash

work     10252  5144  0 09:07 pts/0    00:00:00 sh test.sh

work     10253 10252  0 09:07 pts/0    00:00:00 ping 127.0.0.1

work     10254 10252  0 09:07 pts/0    00:00:00 tail -f

work     10255 10252  0 09:07 pts/0    00:00:00 grep tome

可见,当sh test.sh的时候,当前bash6010另启动一个subshell(10252)去执行test.sh内的语句,之后的语句可视作把10252作为“执行test.sh的主干道”,ping命令又作为10253的子进程执行,直到test.sh最后一句执行完毕,10252才结束并返回给交互式bash6010。

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