Linux 技巧：讓程序在背景運作更可靠的幾種方法

Linux 技巧：讓程序在背景運作更可靠的幾種方法

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我們經常會碰到這樣的問題，用 telnet/ssh 登入了遠端的 Linux 伺服器，運作了一些耗時較長的任務， 結果卻由于網絡的不穩定導緻任務中途失敗。如何讓指令送出後不受本地關閉終端視窗/網絡斷開連接配接的幹擾呢？下面舉了一些例子， 您可以針對不同的場景選擇不同的方式來處理這個問題。

nohup/setsid/&

場景：

如果隻是臨時有一個指令需要長時間運作，什麼方法能最簡便的保證它在背景穩定運作呢？

hangup 名稱的來由

在 Unix 的早期版本中，每個終端都會通過 modem 和系統通訊。當使用者 logout 時，modem 就會挂斷（hang up）電話。 同理，當 modem 斷開連接配接時，就會給終端發送 hangup 信号來通知其關閉所有子程序。

解決方法：

我們知道，當使用者登出（logout）或者網絡斷開時，終端會收到 HUP（hangup）信号進而關閉其所有子程序。是以，我們的解決辦法就有兩種途徑：要麼讓程序忽略 HUP 信号，要麼讓程序運作在新的會話裡進而成為不屬于此終端的子程序。

1. nohup

nohup 無疑是我們首先想到的辦法。顧名思義，nohup 的用途就是讓送出的指令忽略 hangup 信号。讓我們先來看一下 nohup 的幫助資訊：

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​NOHUP(1)                        User Commands                        NOHUP(1)​ ​NAME​ ​nohup - run a command immune to hangups, with output to a non-tty​ ​SYNOPSIS​ ​nohup COMMAND [ARG]...​ ​nohup OPTION​ ​DESCRIPTION​ ​Run COMMAND, ignoring hangup signals.​ ​--help display this help and exit​ ​--version​ ​output version information and exit​

可見，nohup 的使用是十分友善的，隻需在要處理的指令前加上 nohup 即可，标準輸出和标準錯誤預設會被重定向到 nohup.out 檔案中。一般我們可在結尾加上"&"來将指令同時放入背景運作，也可用​

​">filename 2>&1"​

​來更改預設的重定向檔案名。

nohup 示例

​[root@pvcent107 ~]# nohup ping www.ibm.com &​ ​[1] 3059​ ​nohup: appending output to `nohup.out'​ ​[root@pvcent107 ~]# ps -ef |grep 3059​ ​root      3059   984  0 21:06 pts/3    00:00:00 ping www.ibm.com​ ​root      3067   984  0 21:06 pts/3    00:00:00 grep 3059​ ​[root@pvcent107 ~]#​

2。setsid

nohup 無疑能通過忽略 HUP 信号來使我們的程序避免中途被中斷，但如果我們換個角度思考，如果我們的程序不屬于接受 HUP 信号的終端的子程序，那麼自然也就不會受到 HUP 信号的影響了。setsid 就能幫助我們做到這一點。讓我們先來看一下 setsid 的幫助資訊：

​SETSID(8)                 Linux Programmer’s Manual                 SETSID(8)​ ​NAME​ ​setsid - run a program in a new session​ ​SYNOPSIS​ ​setsid program [ arg ... ]​ ​DESCRIPTION​ ​setsid runs a program in a new session.​

可見 setsid 的使用也是非常友善的，也隻需在要處理的指令前加上 setsid 即可。

setsid 示例

​[root@pvcent107 ~]# setsid ping www.ibm.com​ ​[root@pvcent107 ~]# ps -ef |grep www.ibm.com​ ​root     31094     1  0 07:28 ?        00:00:00 ping www.ibm.com​ ​root     31102 29217  0 07:29 pts/4    00:00:00 grep www.ibm.com​ ​[root@pvcent107 ~]#​

值得注意的是，上例中我們的程序 ID(PID)為31094，而它的父 ID（PPID）為1（即為 init 程序 ID），并不是目前終端的程序 ID。請将此例與中的父 ID 做比較。

3。&

這裡還有一個關于 subshell 的小技巧。我們知道，将一個或多個命名包含在“()”中就能讓這些指令在子 shell 中運作中，進而擴充出很多有趣的功能，我們現在要讨論的就是其中之一。

當我們将"&"也放入“()”内之後，我們就會發現所送出的作業并不在作業清單中，也就是說，是無法通過​

​jobs​

​來檢視的。讓我們來看看為什麼這樣就能躲過 HUP 信号的影響吧。

subshell 示例

​[root@pvcent107 ~]# (ping www.ibm.com &)​ ​[root@pvcent107 ~]# ps -ef |grep www.ibm.com​ ​root     16270     1  0 14:13 pts/4    00:00:00 ping www.ibm.com​ ​root     16278 15362  0 14:13 pts/4    00:00:00 grep www.ibm.com​ ​[root@pvcent107 ~]#​

從上例中可以看出，新送出的程序的父 ID（PPID）為1（init 程序的 PID），并不是目前終端的程序 ID。是以并不屬于目前終端的子程序，進而也就不會受到目前終端的 HUP 信号的影響了。

disown

我們已經知道，如果事先在指令前加上 nohup 或者 setsid 就可以避免 HUP 信号的影響。但是如果我們未加任何處理就已經送出了指令，該如何補救才能讓它避免 HUP 信号的影響呢？

這時想加 nohup 或者 setsid 已經為時已晚，隻能通過作業排程和 disown 來解決這個問題了。讓我們來看一下 disown 的幫助資訊：

​disown [-ar] [-h] [jobspec ...]​ ​Without options, each jobspec is  removed  from  the  table  of​ ​active  jobs.   If  the -h option is given, each jobspec is not​ ​removed from the table, but is marked so  that  SIGHUP  is  not​ ​sent  to the job if the shell receives a SIGHUP.  If no jobspec​ ​is present, and neither the -a nor the -r option  is  supplied,​ ​the  current  job  is  used.  If no jobspec is supplied, the -a​ ​option means to remove or mark all jobs; the -r option  without​ ​a  jobspec  argument  restricts operation to running jobs.  The​ ​return value is 0 unless a jobspec does  not  specify  a  valid​ ​job.​

可以看出，我們可以用如下方式來達成我們的目的。

靈活運用 CTRL-z

在我們的日常工作中，我們可以用 CTRL-z 來将目前程序挂起到背景暫停運作，執行一些别的操作，然後再用 fg 來将挂起的程序重新放回前台（也可用 bg 來将挂起的程序放在背景）繼續運作。這樣我們就可以在一個終端内靈活切換運作多個任務，這一點在調試代碼時尤為有用。因為将代碼編輯器挂起到背景再重新放回時，光标定位仍然停留在上次挂起時的位置，避免了重新定位的麻煩。

• 用​

  ​disown -h jobspec​

  ​來使某個作業忽略HUP信号。

• ​disown -ah ​

  ​來使所有的作業都忽略HUP信号。

• ​disown -rh ​

  ​來使正在運作的作業忽略HUP信号。

需要注意的是，當使用過 disown 之後，會将把目标作業從作業清單中移除，我們将不能再使用​

​jobs​

​來檢視它，但是依然能夠用​

​ps -ef​

​查找到它。

但是還有一個問題，這種方法的操作對象是作業，如果我們在運作指令時在結尾加了"&"來使它成為一個作業并在背景運作，那麼就萬事大吉了，我們可以通過​

​jobs​

​指令來得到所有作業的清單。但是如果并沒有把目前指令作為作業來運作，如何才能得到它的作業号呢？答案就是用 CTRL-z（按住Ctrl鍵的同時按住z鍵）了！

CTRL-z 的用途就是将目前程序挂起（Suspend），然後我們就可以用​

​jobs​

​指令來查詢它的作業号，再用​

​bg jobspec​

​來将它放入背景并繼續運作。需要注意的是，如果挂起會影響目前程序的運作結果，請慎用此方法。

disown 示例1（如果送出指令時已經用“&”将指令放入背景運作，則可以直接使用“disown”）

​[root@pvcent107 build]# cp -r testLargeFile largeFile &​ ​[1] 4825​ ​[root@pvcent107 build]# jobs​ ​[1]+  Running                 cp -i -r testLargeFile largeFile &​ ​[root@pvcent107 build]# disown -h %1​ ​[root@pvcent107 build]# ps -ef |grep largeFile​ ​root      4825   968  1 09:46 pts/4    00:00:00 cp -i -r testLargeFile largeFile​ ​root      4853   968  0 09:46 pts/4    00:00:00 grep largeFile​ ​[root@pvcent107 build]# logout​

disown 示例2（如果送出指令時未使用“&”将指令放入背景運作，可使用 CTRL-z 和“bg”将其放入背景，再使用“disown”）

​[root@pvcent107 build]# cp -r testLargeFile largeFile2​ ​[1]+  Stopped                 cp -i -r testLargeFile largeFile2​ ​[root@pvcent107 build]# bg %1​ ​[1]+ cp -i -r testLargeFile largeFile2 &​ ​[root@pvcent107 build]# jobs​ ​[1]+  Running                 cp -i -r testLargeFile largeFile2 &​ ​[root@pvcent107 build]# disown -h %1​ ​[root@pvcent107 build]# ps -ef |grep largeFile2​ ​root      5790  5577  1 10:04 pts/3    00:00:00 cp -i -r testLargeFile largeFile2​ ​root      5824  5577  0 10:05 pts/3    00:00:00 grep largeFile2​ ​[root@pvcent107 build]#​

screen

我們已經知道了如何讓程序免受 HUP 信号的影響，但是如果有大量這種指令需要在穩定的背景裡運作，如何避免對每條指令都做這樣的操作呢？

此時最友善的方法就是 screen 了。簡單的說，screen 提供了 ANSI/VT100 的終端模拟器，使它能夠在一個真實終端下運作多個全屏的僞終端。screen 的參數很多，具有很強大的功能，我們在此僅介紹其常用功能以及簡要分析一下為什麼使用 screen 能夠避免 HUP 信号的影響。我們先看一下 screen 的幫助資訊：

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​SCREEN(1)                                                           SCREEN(1)​ ​NAME​ ​screen - screen manager with VT100/ANSI terminal emulation​ ​SYNOPSIS​ ​screen [ -options ] [ cmd [ args ] ]​ ​screen -r [[pid.]tty[.host]]​ ​screen -r sessionowner/[[pid.]tty[.host]]​ ​DESCRIPTION​ ​Screen  is  a  full-screen  window manager that multiplexes a physical​ ​terminal between several  processes  (typically  interactive  shells).​ ​Each  virtual  terminal provides the functions of a DEC VT100 terminal​ ​and, in addition, several control functions from the  ISO  6429  (ECMA​ ​48,  ANSI  X3.64)  and ISO 2022 standards (e.g. insert/delete line and​ ​support for multiple character sets).  There is a  scrollback  history​ ​buffer  for  each virtual terminal and a copy-and-paste mechanism that​ ​allows moving text regions between windows.​

使用 screen 很友善，有以下幾個常用選項：

• ​screen -dmS session name​

  ​來建立一個處于斷開模式下的會話（并指定其會話名）。

• ​screen -list ​

  ​來列出所有會話。

• ​screen -r session name​

  ​來重新連接配接指定會話。
• 用快捷鍵​

  ​CTRL-a d ​

  ​來暫時斷開目前會話。

screen 示例

​[root@pvcent107 ~]# screen -dmS Urumchi​ ​[root@pvcent107 ~]# screen -list​ ​There is a screen on:​ ​12842.Urumchi   (Detached)​ ​1 Socket in /tmp/screens/S-root.​ ​[root@pvcent107 ~]# screen -r Urumchi​

當我們用“-r”連接配接到 screen 會話後，我們就可以在這個僞終端裡面為所欲為，再也不用擔心 HUP 信号會對我們的程序造成影響，也不用給每個指令前都加上“nohup”或者“setsid”了。這是為什麼呢？讓我來看一下下面兩個例子吧。

1. 未使用 screen 時新程序的程序樹

​[root@pvcent107 ~]# ping www.google.com &​ ​[1] 9499​ ​[root@pvcent107 ~]# pstree -H 9499​ ​init─┬─Xvnc​ ​├─acpid​ ​├─atd​ ​├─2*[sendmail] ​ ​├─sshd─┬─sshd───bash───pstree​ ​│       └─sshd───bash───ping​

我們可以看出，未使用 screen 時我們所處的 bash 是 sshd 的子程序，當 ssh 斷開連接配接時，HUP 信号自然會影響到它下面的所有子程序（包括我們建立立的 ping 程序）。

2. 使用了 screen 後新程序的程序樹

​[root@pvcent107 ~]# screen -r Urumchi​ ​[root@pvcent107 ~]# ping www.ibm.com &​ ​[1] 9488​ ​[root@pvcent107 ~]# pstree -H 9488​ ​init─┬─Xvnc​ ​├─acpid​ ​├─atd​ ​├─screen───bash───ping​ ​├─2*[sendmail]​

而使用了 screen 後就不同了，此時 bash 是 screen 的子程序，而 screen 是 init（PID為1）的子程序。那麼當 ssh 斷開連接配接時，HUP 信号自然不會影響到 screen 下面的子程序了。

總結

現在幾種方法已經介紹完畢，我們可以根據不同的場景來選擇不同的方案。nohup/setsid 無疑是臨時需要時最友善的方法，disown 能幫助我們來事後補救目前已經在運作了的作業，而 screen 則是在大批量操作時不二的選擇了。