Linux 技巧:讓進程在后臺可靠運行的幾種方法

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我們經常會碰到這樣的問題,用 telnet/ssh 登錄了遠程的 Linux 服務器,運行了一些耗時較長的任務, 結果卻由于網絡的不穩定導致任務中途失敗。如何讓命令提交后不受本地關閉終端窗口/網絡斷開連接的干擾呢?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:

如果只是臨時有一個命令需要長時間運行,什么方法能最簡便的保證它在后臺穩定運行呢?

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。當用戶 logout 時,modem 就會掛斷(hang up)電話。 同理,當 modem 斷開連接時,就會給終端發送 hangup 信號來通知其關閉所有子進程。

解決方法:

我們知道,當用戶注銷(logout)或者網絡斷開時,終端會收到 HUP(hangup)信號從而關閉其所有子進程。因此,我們的解決辦法就有兩種途徑:要么讓進程忽略 HUP 信號,要么讓進程運行在新的會話里從而成為不屬于此終端的子進程。

1. nohup

nohup 無疑是我們首先想到的辦法。顧名思義,nohup 的用途就是讓提交的命令忽略 hangup 信號。讓我們先來看一下 nohup 的幫助信息:

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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 的使用是十分方便的,只需在要處理的命令前加上 nohup 即可,標準輸出和標準錯誤缺省會被重定向到 nohup.out 文件中。一般我們可在結尾加上"&"來將命令同時放入后臺運行,也可用">filename 2>&1"來更改缺省的重定向文件名。

nohup 示例

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[[email protected] ~]# nohup ping www.ibm.com &

[1] 3059

nohup: appending output to `nohup.out'

[[email protected] ~]# 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

[[email protected] ~]#

2。setsid

nohup 無疑能通過忽略 HUP 信號來使我們的進程避免中途被中斷,但如果我們換個角度思考,如果我們的進程不屬于接受 HUP 信號的終端的子進程,那么自然也就不會受到 HUP 信號的影響了。setsid 就能幫助我們做到這一點。讓我們先來看一下 setsid 的幫助信息:

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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 的使用也是非常方便的,也只需在要處理的命令前加上 setsid 即可。

setsid 示例

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[[email protected] ~]# setsid ping www.ibm.com

[[email protected] ~]# 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

[[email protected] ~]#

值得注意的是,上例中我們的進程 ID(PID)為31094,而它的父 ID(PPID)為1(即為 init 進程 ID),并不是當前終端的進程 ID。請將此例與nohup 例中的父 ID 做比較。

3。&

這里還有一個關于 subshell 的小技巧。我們知道,將一個或多個命名包含在“()”中就能讓這些命令在子 shell 中運行中,從而擴展出很多有趣的功能,我們現在要討論的就是其中之一。

當我們將"&"也放入“()”內之后,我們就會發現所提交的作業并不在作業列表中,也就是說,是無法通過jobs來查看的。讓我們來看看為什么這樣就能躲過 HUP 信號的影響吧。

subshell 示例

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[[email protected] ~]# (ping www.ibm.com &)

[[email protected] ~]# 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

[[email protected] ~]#

從上例中可以看出,新提交的進程的父 ID(PPID)為1(init 進程的 PID),并不是當前終端的進程 ID。因此并不屬于當前終端的子進程,從而也就不會受到當前終端的 HUP 信號的影響了。

disown

場景:

我們已經知道,如果事先在命令前加上 nohup 或者 setsid 就可以避免 HUP 信號的影響。但是如果我們未加任何處理就已經提交了命令,該如何補救才能讓它避免 HUP 信號的影響呢?

解決方法:

這時想加 nohup 或者 setsid 已經為時已晚,只能通過作業調度和 disown 來解決這個問題了。讓我們來看一下 disown 的幫助信息:

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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 來將當前進程掛起到后臺暫停運行,執行一些別的操作,然后再用 fg 來將掛起的進程重新放回前臺(也可用 bg 來將掛起的進程放在后臺)繼續運行。這樣我們就可以在一個終端內靈活切換運行多個任務,這一點在調試代碼時尤為有用。因為將代碼編輯器掛起到后臺再重新放回時,光標定位仍然停留在上次掛起時的位置,避免了重新定位的麻煩。

  • disown -h jobspec來使某個作業忽略HUP信號。
  • disown -ah 來使所有的作業都忽略HUP信號。
  • disown -rh 來使正在運行的作業忽略HUP信號。

需要注意的是,當使用過 disown 之后,會將把目標作業從作業列表中移除,我們將不能再使用jobs來查看它,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,如果我們在運行命令時在結尾加了"&"來使它成為一個作業并在后臺運行,那么就萬事大吉了,我們可以通過jobs命令來得到所有作業的列表。但是如果并沒有把當前命令作為作業來運行,如何才能得到它的作業號呢?答案就是用 CTRL-z(按住Ctrl鍵的同時按住z鍵)了!

CTRL-z 的用途就是將當前進程掛起(Suspend),然后我們就可以用jobs命令來查詢它的作業號,再用bg jobspec來將它放入后臺并繼續運行。需要注意的是,如果掛起會影響當前進程的運行結果,請慎用此方法。

disown 示例1(如果提交命令時已經用“&”將命令放入后臺運行,則可以直接使用“disown”)

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[[email protected] build]# cp -r testLargeFile largeFile &

[1] 4825

[[email protected] build]# jobs

[1]+  Running                 cp -i -r testLargeFile largeFile &

[[email protected] build]# disown -h %1

[[email protected] 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

[[email protected] build]# logout

disown 示例2(如果提交命令時未使用“&”將命令放入后臺運行,可使用 CTRL-z 和“bg”將其放入后臺,再使用“disown”)

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[[email protected] build]# cp -r testLargeFile largeFile2

[1]+  Stopped                 cp -i -r testLargeFile largeFile2

[[email protected] build]# bg %1

[1]+ cp -i -r testLargeFile largeFile2 &

[[email protected] build]# jobs

[1]+  Running                 cp -i -r testLargeFile largeFile2 &

[[email protected] build]# disown -h %1

[[email protected] 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

[[email protected] build]#

screen

場景:

我們已經知道了如何讓進程免受 HUP 信號的影響,但是如果有大量這種命令需要在穩定的后臺里運行,如何避免對每條命令都做這樣的操作呢?

解決方法:

此時最方便的方法就是 screen 了。簡單的說,screen 提供了 ANSI/VT100 的終端模擬器,使它能夠在一個真實終端下運行多個全屏的偽終端。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么使用 screen 能夠避免 HUP 信號的影響。我們先看一下 screen 的幫助信息:

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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 很方便,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來重新連接指定會話。
  • 用快捷鍵CTRL-a d 來暫時斷開當前會話。
screen 示例

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[[email protected] ~]# screen -dmS Urumchi

[[email protected] ~]# screen -list

There is a screen on:

12842.Urumchi   (Detached)

1 Socket in /tmp/screens/S-root.

[[email protected] ~]# screen -r Urumchi

當我們用“-r”連接到 screen 會話后,我們就可以在這個偽終端里面為所欲為,再也不用擔心 HUP 信號會對我們的進程造成影響,也不用給每個命令前都加上“nohup”或者“setsid”了。這是為什么呢?讓我來看一下下面兩個例子吧。

1. 未使用 screen 時新進程的進程樹

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[[email protected] ~]# ping www.google.com &

[1] 9499

[[email protected] ~]# 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 的子進程,當 ssh 斷開連接時,HUP 信號自然會影響到它下面的所有子進程(包括我們新建立的 ping 進程)。

2. 使用了 screen 后新進程的進程樹

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[[email protected] ~]# screen -r Urumchi

[[email protected] ~]# ping www.ibm.com &

[1] 9488

[[email protected] ~]# pstree -H 9488

init─┬─Xvnc

├─acpid

├─atd

├─screen───bash───ping

├─2*[sendmail]

而使用了 screen 后就不同了,此時 bash 是 screen 的子進程,而 screen 是 init(PID為1)的子進程。那么當 ssh 斷開連接時,HUP 信號自然不會影響到 screen 下面的子進程了。

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方便的方法,disown 能幫助我們來事后補救當前已經在運行了的作業,而 screen 則是在大批量操作時不二的選擇了。

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