如何在 Bash 脚本中清除悬念 (ctrl-z)？

Question 1

Linux 和其他类 UNIX 系统上的信号处理是一个非常复杂的主题，涉及许多参与者：内核终端驱动程序、父进程->子进程关系、进程组、控制终端、启用/禁用作业控制的 Shell 信号处理、各个进程中的信号处理程序等等。

首先，Control- C, Control-Z键绑定不是由 shell 处理的，而是由内核处理的。您可以使用以下命令查看默认定义stty -a：

$ stty -a
speed 38400 baud; rows 64; columns 212; line = 0;
intr = ^C; quit = ^\; erase = ^H; kill = ^U; eof = ^D; eol = <undef>; eol2 = <undef>; swtch = <undef>; start = ^Q; stop = ^S; susp = ^Z; rprnt = ^R; werase = ^W; lnext = ^V; discard = ^O; min = 1; time = 0;
-parenb -parodd -cmspar cs8 -hupcl -cstopb cread -clocal -crtscts
-ignbrk -brkint -ignpar -parmrk -inpck -istrip -inlcr -igncr icrnl ixon -ixoff -iuclc -ixany -imaxbel iutf8
opost -olcuc -ocrnl onlcr -onocr -onlret -ofill -ofdel nl0 cr0 tab0 bs0 vt0 ff0
isig icanon iexten echo echoe echok -echonl -noflsh -xcase -tostop -echoprt echoctl echoke -flusho -extproc

在这里我们看到intr = ^C和susp = ^Z。 stty 反过来使用 TCGETS ioctl 从内核获取此信息系统调用:

$ strace stty -a |& grep TCGETS
ioctl(0, TCGETS, {B38400 opost isig icanon echo ...}) = 0

默认的键绑定在 Linux 内核代码中定义

#define INIT_C_CC {         \
        [VINTR] = 'C'-0x40, \
        [VQUIT] = '\\'-0x40,        \
        [VERASE] = '\177',  \
        [VKILL] = 'U'-0x40, \
        [VEOF] = 'D'-0x40,  \
        [VSTART] = 'Q'-0x40,        \
        [VSTOP] = 'S'-0x40, \
        [VSUSP] = 'Z'-0x40, \
        [VREPRINT] = 'R'-0x40,      \
        [VDISCARD] = 'O'-0x40,      \
        [VWERASE] = 'W'-0x40,       \
        [VLNEXT] = 'V'-0x40,        \
        INIT_C_CC_VDSUSP_EXTRA      \
        [VMIN] = 1 }

还定义了默认操作：

static void n_tty_receive_char_special(struct tty_struct *tty, unsigned char c,
                                       bool lookahead_done)
{
        struct n_tty_data *ldata = tty->disc_data;

        if (I_IXON(tty) && n_tty_receive_char_flow_ctrl(tty, c, lookahead_done))
                return;

        if (L_ISIG(tty)) {
                if (c == INTR_CHAR(tty)) {
                        n_tty_receive_signal_char(tty, SIGINT, c);
                        return;
                } else if (c == QUIT_CHAR(tty)) {
                        n_tty_receive_signal_char(tty, SIGQUIT, c);
                        return;
                } else if (c == SUSP_CHAR(tty)) {
                        n_tty_receive_signal_char(tty, SIGTSTP, c);
                        return;
                }

信号最终到达 __kill_pgrp_info() ，其中显示：

/*
 * __kill_pgrp_info() sends a signal to a process group: this is what the tty
 * control characters do (^C, ^Z etc)
 * - the caller must hold at least a readlock on tasklist_lock
 */

Control这对我们的故事很重要 - 使用-C和Control-生成的信号 Z被发送到前台进程组由父交互式 shell 创建，其领导者是新运行的脚本。脚本及其孩子们属于一个群体。

因此，正如用户评论中正确指出的那样卡米尔·马乔罗夫斯基，当您发送Control-Z启动脚本后 SIGTSTP 信号均被脚本接收和 sleep 因为当一个信号发送到一个组时，该组中的所有进程都会收到该信号。很容易看出您是否从代码中删除了陷阱，使其看起来像这样（顺便说一句，总是添加一个 https://en.wikipedia.org/wiki/shebang_(unix)，没有定义如果没有 shebang 会发生什么））

#!/usr/bin/env bash

# suspense_cleanup () {
#   echo "Suspense clean up..."
# }

# int_cleanup () {
#   echo "Int clean up..."
#   exit 0
# }

# trap 'suspense_cleanup' SIGTSTP
# trap 'int_cleanup' SIGINT

sleep 600

运行它（我将其命名为 sigtstp.sh）并停止它：

$ ./sigtstp.sh
^Z
[1]+  Stopped                 ./sigtstp.sh
$ ps aux | grep -e '[s]leep 600' -e '[s]igtstp.sh'
ja       27062  0.0  0.0   6908  3144 pts/25   T    23:50   0:00 sh ./sigstop.sh
ja       27063  0.0  0.0   2960  1664 pts/25   T    23:50   0:00 sleep 600

ja是我的用户名，你的用户名会不同，PID 也会不同，但重要的是两个进程都处于停止状态，如字母“T”所示。从man ps：

PROCESS STATE CODES
(...)
T    stopped by job control signal

这意味着两个进程都收到了 SIGTSTP 信号。现在，如果两个进程（包括 sigstop.sh）都收到信号，为什么 suspense_cleanup()信号处理程序不运行？ Bash 直到终止才执行它sleep 600。它的要求是由 POSIX:

当 shell 等待实用程序执行前台命令完成时接收到已设置陷阱的信号时，与该信号关联的陷阱只有在前台命令完成后才会执行。

（请注意，尽管在开源世界中，IT 一般标准只是提示的集合，并且没有法律要求强迫任何人遵循它们）。如果你睡得少一点，比如说 3 秒，那也是没有帮助的，因为sleep无论如何进程都会停止，所以它永远不会完成。为了suspense_cleanup()立即被调用，我们必须在后台运行它并wait按照上面的 POSIX 链接中的说明运行：

#!/usr/bin/env bash

suspense_cleanup () {
  echo "Suspense clean up..."
}

int_cleanup () {
  echo "Int clean up..."
  exit 0
}

trap 'suspense_cleanup' SIGTSTP
trap 'int_cleanup' SIGINT

sleep 600 &
wait

运行它并停止它：

$ ./sigstop.sh
^ZSuspense clean up...

请注意，sleep 600和sigtstp.sh现在都消失了：

$ ps aux | grep -e '[s]leep 600' -e '[s]igtstp.sh'
$

很明显为什么 sigtstp.sh 消失了 -wait被信号中断，它是脚本中的最后一行，因此它退出。更令人惊讶的是，当您意识到如果您发送 SIGINT，即使在 sigtstp.sh 死亡后睡眠仍然会运行：

$ ./sigtstp.sh
^CInt clean up...
$ ps aux | grep -e '[s]leep 600' -e '[s]igtstp.sh'
ja       32354  0.0  0.0   2960  1632 pts/25   S    00:12   0:00 sleep 600

但是，由于其父级死亡，它将被 init 采用：

$ grep PPid /proc/32354/status
PPid:   1

原因是当 shell 在后台运行子进程时，它会禁用默认的 SIGINT 处理程序，该处理程序将终止其中的进程 (signal(7))](https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/V3_chap02.html）：

如果在 shell 执行异步列表时禁用作业控制（请参阅 set -m 的说明），则列表中的命令将从 shell 继承 SIGINT 和 SIGQUIT 信号的忽略 (SIG_IGN) 信号操作。在所有其他情况下，shell 执行的命令应继承与 shell 从其父级继承的信号操作相同的信号操作，除非信号操作被 trap 特殊内置函数修改（请参阅 trap）

一些SO参考： https://stackoverflow.com/questions/46061694/bash-why-cant-i-set-a-trap-for-sigint-in-a-background-shell/46061734#46061734, https://stackoverflow.com/questions/45106725/why-do-shells-ignore-sigint-and-sigquit-in-backgrounded-processes。如果您想在收到 SIGINT 后杀死所有子进程，则必须在陷阱处理程序中手动执行此操作。但是请注意，SIGINT 仍然会传递给所有子级，但只是被忽略 - 如果您没有使用 sleep，而是安装了自己的 SIGINT 处理程序的命令（例如，尝试 tcpdump）！glibc手册说：

请注意，如果先前将给定信号设置为忽略，则此代码会避免更改该设置。这是因为非作业控制 shell 在启动子进程时通常会忽略某些信号，因此子进程尊重这一点非常重要。

但是，如果我们自己不杀死它，那么为什么在向它发送 SIGTSTP 后 sleep 就死掉了，而 SIGTSTP 应该只阻止它，而不是杀死它呢？属于孤立进程组的所有已停止进程从内核获取 SIGHUP:

如果进程的退出导致进程组成为孤立进程组，并且新孤立进程组的任何成员停止，则应向新孤立进程组中的每个进程发送一个 SIGHUP 信号，后跟一个 SIGCONT 信号。

如果没有安装任何自定义处理程序，SIGHUP 将终止该进程（signal(7)）：

Signal      Standard   Action   Comment
SIGHUP       P1990      Term    Hangup detected on controlling terminal
                                or death of controlling process

（请注意，如果您在 strace 下运行 sleep ，事情会变得更加复杂......）。

好的，那么回到你原来的问题怎么样：

我怎么能够：

按 Ctrl-Z 运行一些清理代码，甚至可能回显某些内容，然后继续暂停？

我会这样做的方式是：

#!/usr/bin/env bash

suspense_cleanup () {
    echo "Suspense clean up..."
    trap - SIGTSTP
    kill -TSTP $$
    trap 'suspense_cleanup' SIGTSTP
}

int_cleanup () {
    echo "Int clean up..."
    exit 0
}

trap 'suspense_cleanup' SIGTSTP
trap 'int_cleanup' SIGINT
sleep 600 &
while true
do
    if wait
    then
        echo child died, exiting
        exit 0
    fi
done

Nowsuspense_cleanup()将在停止进程之前调用：

$ ./sigtstp.sh
^ZSuspense clean up...

[1]+  Stopped                 ./sigtstp.sh
$ ps aux | grep -e '[s]leep 600' -e '[s]igtstp.sh'
ja        4129  0.0  0.0   6920  3196 pts/25   T    00:29   0:00 bash ./sigtstp.sh
ja        4130  0.0  0.0   2960  1660 pts/25   T    00:29   0:00 sleep 600
$ fg
./sigtstp.sh
^ZSuspense clean up...

[1]+  Stopped                 ./sigtstp.sh
$  fg
./sigtstp.sh
^CInt clean up...
$ ps aux | grep -e '[s]leep 600' -e '[s]igtstp.sh'
ja        4130  0.0  0.0   2960  1660 pts/25   S    00:29   0:00 sleep 600
$ grep PPid /proc/4130/status
PPid:   1

你可以少睡一点，比如说 10 秒，然后看看如果睡眠完成，脚本就会退出：

#!/usr/bin/env bash

suspense_cleanup () {
    echo "Suspense clean up..."
    trap - SIGTSTP
    kill -TSTP $$
    trap 'suspense_cleanup' SIGTSTP
}

int_cleanup () {
    echo "Int clean up..."
    exit 0
}

trap 'suspense_cleanup' SIGTSTP
trap 'int_cleanup' SIGINT
# sleep 600 &
sleep 10 &
while true
do
    if wait
    then
        echo child died, exiting
        exit 0
    fi
done

运行：

$ time ./sigtstp.sh
child died, exiting

real    0m10.007s
user    0m0.003s
sys     0m0.004s

Answer