讓程序在背景可靠運作的幾種方法

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：

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)

setsid - run a program in a new session

setsid program [ arg ... ]

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nohup 例中的父 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 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

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。

回頁首

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。
• 用disown -ah 來使所有的作業都忽略HUP信号。
• 用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 &

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

[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：

SCREEN(1) SCREEN(1)

screen - screen manager with VT100/ANSI terminal emulation

screen [ -options ] [ cmd [ args ] ]

screen -r [[pid.]tty[.host]]

screen -r sessionowner/[[pid.]tty[.host]]

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：

• 用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）。
• 用screen -list 來列出所有會話。
• 用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

├─screen───bash───ping

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。

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。