Linux 技巧：讓進程在後臺可靠運行的幾種方法

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，結果卻由於網絡的不穩定導致任務中途失敗。如何讓命令提交後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，什麼方法能最簡便的保證它在後臺穩定運行呢？

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（hangup）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，當用戶註銷（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：要麼讓進程忽略HUP信號，要麼讓進程運行在新的會話裏從而成爲不屬於此終端的子進程。

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：

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"&"來將命令同時放入後臺運行，也可用">filename2>&1"來更改缺省的重定向文件名。

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於接受HUP信號的終端的子進程，那麼自然也就不會受到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：

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

                
[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，上例中我們的進程ID(PID)爲31094，而它的父ID（PPID）爲1（即爲init進程ID），並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。&

這裏還有一個關於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“()”內之後，我們就會發現所提交的作業並不在作業列表中，也就是說，是無法通過jobs來查看的。讓我們來看看爲什麼這樣就能躲過HUP信號的影響吧。

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，新提交的進程的父ID（PPID）爲1（init進程的PID），並不是當前終端的進程ID。因此並不屬於當前終端的子進程，從而也就不會受到當前終端的HUP信號的影響了。

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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已經爲時已晚，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：

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後臺暫停運行，執行一些別的操作，然後再用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後臺）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爲有用。因爲將代碼編輯器掛起到後臺再重新放回時，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。

• 用disown-hjobspec來使某個作業忽略HUP信號。

• 用disown-ah來使所有的作業都忽略HUP信號。

• 用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之後，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"&"來使它成爲一個作業並在後臺運行，那麼就萬事大吉了，我們可以通過jobs命令來得到所有作業的列表。但是如果並沒有把當前命令作爲作業來運行，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），然後我們就可以用jobs命令來查詢它的作業號，再用bgjobspec來將它放入後臺並繼續運行。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“&”將命令放入後臺運行，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（如果提交命令時未使用“&”將命令放入後臺運行，可使用CTRL-z和“bg”將其放入後臺，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]#   

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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後臺裏運行，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爲什麼使用screen能夠避免HUP信號的影響。我們先看一下screen的幫助信息：

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：

• 用screen-dmSsessionname來建立一個處於斷開模式下的會話（並指定其會話名）。

• 用screen-list來列出所有會話。

• 用screen-rsessionname來重新連接指定會話。

• 用快捷鍵CTRL-ad來暫時斷開當前會話。

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”連接到screen會話後，我們就可以在這個僞終端裏面爲所欲爲，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。這是爲什麼呢？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

                
[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後新進程的進程樹

                
[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的子進程，而screen是init（PID爲1）的子進程。那麼當ssh斷開連接時，HUP信號自然不會影響到screen下面的子進程了。

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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能幫助我們來事後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。

參考資料

• “系統管理員工具包：進程管理技巧”（developerWorks中國，2006年5月）介紹了Linux進程管理的更多技巧。
  
  

• “Linux技巧：使用screen管理你的遠程會話”（developerWorks中國，2007年7月）介紹了screen的更多技巧。
  
  

• 在developerWorks中國網站Linux專區中學習更多Linux方面的知識。
  
  

關於作者

申毅，IBM中國軟件開發中心WebSpherePortal部門軟件工程師。

原文地址：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-nohup/

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