使用 screen 管理你的遠程會話

你是不是經常需要遠程登錄到Linux服務器?你是不是經常爲一些長時間運行的任務頭疼?還在用 nohup 嗎?那麼來看看 screen 吧,它會給你一個驚喜!

你 是不是經常需要 SSH 或者 telent 遠程登錄到 Linux 服務器?你是不是經常爲一些長時間運行的任務而頭疼,比如系統備份、ftp 傳輸等等。通常情況下我們都是爲每一個這樣的任務開一個遠程終端窗口,因爲他們執行的時間太長了。必須等待它執行完畢,在此期間可不能關掉窗口或者斷開連 接,否則這個任務就會被殺掉,一切半途而廢了。

元兇:SIGHUP 信號

讓我們來看看爲什麼關掉窗口/斷開連接會使得正在運行的程序死掉。

在Linux/Unix中,有這樣幾個概念:

  • 進程組(process group):一個或多個進程的集合,每一個進程組有唯一一個進程組ID,即進程組長進程的ID。
  • 會話期(session):一個或多個進程組的集合,有唯一一個會話期首進程(session leader)。會話期ID爲首進程的ID。
  • 會話期可以有一個單獨的控制終端(controlling terminal)。與控制終端連接的會話期首進程叫做控制進程(controlling process)。當前與終端交互的進程稱爲前臺進程組。其餘進程組稱爲後臺進程組。

根據POSIX.1定義:

  • 掛斷信號(SIGHUP)默認的動作是終止程序。
  • 當終端接口檢測到網絡連接斷開,將掛斷信號發送給控制進程(會話期首進程)。
  • 如果會話期首進程終止,則該信號發送到該會話期前臺進程組。
  • 一個進程退出導致一個孤兒進程組中產生時,如果任意一個孤兒進程組進程處於STOP狀態,發送SIGHUP和SIGCONT信號到該進程組中所有進程。

因此當網絡斷開或終端窗口關閉後,控制進程收到SIGHUP信號退出,會導致該會話期內其他進程退出。

我們來看一個例子。打開兩個SSH終端窗口,在其中一個運行top命令。

[[email protected] root]# top

 

在另一個終端窗口,找到top的進程ID爲5180,其父進程ID爲5128,即登錄shell。

[[email protected] root]# ps -ef|grep top
root 5180 5128 0 01:03 pts/0 00:00:02 top
root 5857 3672 0 01:12 pts/2 00:00:00 grep top

 

使用pstree命令可以更清楚地看到這個關係:

[[email protected] root]# pstree -H 5180|grep top
|-sshd-+-sshd---bash---top

 

使用ps-xj命令可以看到,登錄shell(PID 5128)和top在同一個會話期,shell爲會話期首進程,所在進程組PGID爲5128,top所在進程組PGID爲5180,爲前臺進程組。

[[email protected] root]# ps -xj|grep 5128
5126 5128 5128 5128 pts/0 5180 S 0 0:00 -bash
5128 5180 5180 5128 pts/0 5180 S 0 0:50 top
3672 18095 18094 3672 pts/2 18094 S 0 0:00 grep 5128

 

關閉第一個SSH窗口,在另一個窗口中可以看到top也被殺掉了。

[[email protected] root]# ps -ef|grep 5128
root 18699 3672 0 04:35 pts/2 00:00:00 grep 5128

 

如 果我們可以忽略SIGHUP信號,關掉窗口應該就不會影響程序的運行了。nohup命令可以達到這個目的,如果程序的標準輸出/標準錯誤是終 端,nohup默認將其重定向到nohup.out文件。值得注意的是nohup命令只是使得程序忽略SIGHUP信號,還需要使用標記&把它放在後臺運行。

nohup <command> [argument…] &

 

雖然nohup很容易使用,但還是比較“簡陋”的,對於簡單的命令能夠應付過來,對於複雜的需要人機交互的任務就麻煩了。

其實我們可以使用一個更爲強大的實用程序screen。流行的Linux發行版(例如Red Hat Enterprise Linux 4)通常會自帶screen實用程序,如果沒有的話,可以從GNU screen的官方網站下載。

[[email protected] ~]# rpm -qa|grep screen
xscreensaver-4.18-5.rhel4.11
screen-4.0.2-5

 

開始使用Screen

簡 單來說,Screen是一個可以在多個進程之間多路複用一個物理終端的窗口管理器。Screen中有會話的概念,用戶可以在一個screen會話中創建多 個screen窗口,在每一個screen窗口中就像操作一個真實的telnet/SSH連接窗口那樣。在screen中創建一個新的窗口有這樣幾種方 式:

1.直接在命令行鍵入screen命令

[[email protected] ~]# screen

 

Screen將創建一個執行shell的全屏窗口。你可以執行任意shell程序,就像在ssh窗口中那樣。在該窗口中鍵入exit退出該窗口,如果這是該screen會話的唯一窗口,該screen會話退出,否則screen自動切換到前一個窗口。

2.Screen命令後跟你要執行的程序。

[[email protected] ~]# screen vi test.c

 

Screen創建一個執行vi test.c的單窗口會話,退出vi將退出該窗口/會話。

3.以上兩種方式都創建新的screen會話。我們還可以在一個已有screen會話中創建新的窗口。在當前screen窗口中鍵入C-a c,即Ctrl鍵+a鍵,之後再按下c鍵,screen 在該會話內生成一個新的窗口並切換到該窗口。

screen還有更高級的功能。你可以不中斷screen窗口中程序的運行而暫時斷開(detach)screen會話,並在隨後時間重新連接(attach)該會話,重新控制各窗口中運行的程序。例如,我們打開一個screen窗口編輯/tmp/abc文件:

[[email protected] ~]# screen vi /tmp/abc

 

之後我們想暫時退出做點別的事情,比如出去散散步,那麼在screen窗口鍵入C-a d,Screen會給出detached提示:


暫時中斷會話
暫時中斷會話

半個小時之後回來了,找到該screen會話:

[[email protected] ~]# screen -ls
There is a screen on:
16582.pts-1.tivf06 (Detached)
1 Socket in /tmp/screens/S-root.

 

重新連接會話:

[[email protected] ~]# screen -r 16582

 

看看出現什麼了,太棒了,一切都在。繼續幹吧。

你 可能注意到給screen發送命令使用了特殊的鍵組合C-a。這是因爲我們在鍵盤上鍵入的信息是直接發送給當前screen窗口,必須用其他方式向 screen窗口管理器發出命令,默認情況下,screen接收以C-a開始的命令。這種命令形式在screen中叫做鍵綁定(key binding),C-a叫做命令字符(command character)。

可以通過C-a ?來查看所有的鍵綁定,常用的鍵綁定有:

 

C-a ? 顯示所有鍵綁定信息
C-a w 顯示所有窗口列表
C-a C-a 切換到之前顯示的窗口
C-a c 創建一個新的運行shell的窗口並切換到該窗口
C-a n 切換到下一個窗口
C-a p 切換到前一個窗口(與C-a n相對)
C-a 0..9 切換到窗口0..9
C-a a 發送 C-a到當前窗口
C-a d 暫時斷開screen會話
C-a k 殺掉當前窗口
C-a [ 進入拷貝/回滾模式

 

Screen常用選項

使用鍵綁定C-a ?命令可以看到, 默認的命令字符(Command key)爲C-a,轉義C-a(literal ^a)的字符爲a:


Screen 常用選項
Screen 常用選項

因爲screen把C-a看作是screen命令的開始,所以如果你想要screen窗口接收到C-a字符,就要輸入C-a a。Screen也允許你使用-e選項設置自己的命令字符和轉義字符,其格式爲:

-exy x爲命令字符,y爲轉義命令字符的字符

下面命令啓動的screen會話指定了命令字符爲C-t,轉義C-t的字符爲t,通過C-t ?命令可以看到該變化。

[[email protected] root]# screen -e^tt



自定義命令字符和轉義字符
自定義命令字符和轉義字符

其他常用的命令選項有:

 

-c file 使用配置文件file,而不使用默認的$HOME/.screenrc
-d|-D [pid.tty.host] 不開啓新的screen會話,而是斷開其他正在運行的screen會話
-h num 指定歷史回滾緩衝區大小爲num行
-list|-ls 列出現有screen會話,格式爲pid.tty.host
-d -m 啓動一個開始就處於斷開模式的會話
-r sessionowner/ [pid.tty.host] 重新連接一個斷開的會話。多用戶模式下連接到其他用戶screen會話需要指定sessionowner,需要setuid-root權限
-S sessionname 創建screen會話時爲會話指定一個名字
-v 顯示screen版本信息
-wipe [match] 同-list,但刪掉那些無法連接的會話

 

下例顯示當前有兩個處於detached狀態的screen會話,你可以使用screen -r <screen_pid>重新連接上:

[[email protected] root]# screen –ls
There are screens on:
8736.pts-1.tivf18 (Detached)
8462.pts-0.tivf18 (Detached)
2 Sockets in /root/.screen.

[[email protected] root]# screen –r 8736

 

如果由於某種原因其中一個會話死掉了(例如人爲殺掉該會話),這時screen -list會顯示該會話爲dead狀態。使用screen -wipe命令清除該會話:

[[email protected] root]# kill -9 8462
[[email protected] root]# screen -ls
There are screens on:
8736.pts-1.tivf18 (Detached)
8462.pts-0.tivf18 (Dead ???)
Remove dead screens with 'screen -wipe'.
2 Sockets in /root/.screen.

[[email protected] root]# screen -wipe
There are screens on:
8736.pts-1.tivf18 (Detached)
8462.pts-0.tivf18 (Removed)
1 socket wiped out.
1 Socket in /root/.screen.

[[email protected] root]# screen -ls
There is a screen on:
8736.pts-1.tivf18 (Detached)
1 Socket in /root/.screen.

[[email protected] root]#

 

-d –m 選項是一對很有意思的搭檔。他們啓動一個開始就處於斷開模式的會話。你可以在隨後需要的時候連接上該會話。有時候這是一個很有用的功能,比如我們可以使用它調試後臺程序。該選項一個更常用的搭配是:-dmS sessionname

啓動一個初始狀態斷開的screen會話:

[[email protected] tianq]# screen -dmS mygdb gdb execlp_test

 

連接該會話:

[[email protected] tianq]# screen -r mygdb

 

管理你的遠程會話

先 來看看如何使用screen解決SIGHUP問題,比如現在我們要ftp傳輸一個大文件。如果按老的辦法,SSH登錄到系統,直接ftp命令開始傳輸,之 後。。如果網絡速度還可以,恭喜你,不用等太長時間了;如果網絡不好,老老實實等着吧,只能傳輸完畢再斷開SSH連接了。讓我們使用screen來試試。

SSH登錄到系統,在命令行鍵入screen。

[[email protected] root]# screen

 

在screen shell窗口中輸入ftp命令,登錄,開始傳輸。不願意等了?OK,在窗口中鍵入C-a d:


管理你的遠程會話
管理你的遠程會話

然後。。退出SSH登錄?隨你怎樣,只要別殺掉screen會話。

是 不是很方便?更進一步,其實我們可以利用screen這種功能來管理你的遠程會話,保存你所有的工作內容。你是不是每次登錄到系統都要開很多窗口,然後每 天都要重複打開關閉這些窗口?讓screen來幫你“保存”吧,你只需要打開一個ssh窗口,創建需要的screen窗口,退出的時候C-a d“保存”你的工作,下次登錄後直接screen -r <screen_pid>就可以了。

最好能給每個窗口起一個名字,這樣好記些。使用C-a A給窗口起名字。使用C-a w可以看到這些窗口名字,可能名字出現的位置不同。使用putty:


putty
putty

使用telnet:


telnet
telnet

 

更多Screen功能

Screen 提供了豐富強大的定製功能。你可以在Screen的默認兩級配置文件/etc/screenrc和$HOME/.screenrc中指定更多,例如設定 screen選項,定製綁定鍵,設定screen會話自啓動窗口,啓用多用戶模式,定製用戶訪問權限控制等等。如果你願意的話,也可以自己指定 screen配置文件。

以多用戶功能爲例,screen默認是以單用戶模式運行的,你需要在配置文件中指定 multiuser on 來打開多用戶模式,通過acl*(acladd,acldel,aclchg...)命令,你可以靈活配置其他用戶訪問你的screen會話。更多配置文 件內容請參考screen的man頁。

參考資料


關於作者

田強,中國軟件開發中心 Tivoli 部門軟件工程師,負責 IBM 產品TMF(Tivoli Management Framework)的維護和客戶支持工作,熱愛 Linux。

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