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为什么后台控制运算符（&）创建的子shell在pstree下不显示

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为什么后台控制运算符（&）创建的子shell在pstree下不显示

我知道当我运行时exit它会终止我当前的 shell，因为exit命令在同一个 shell 中运行。我还了解到，当我运行时exit &，原始 shell 不会终止，因为&确保命令在子 shell 中运行，从而exit终止该子 shell 并返回到原始 shell。但我不明白的是为什么命令 with 和 without&在 下看起来完全相同pstree，在本例中sleep 10为 and sleep 10 &。 4669是bash的PID，在该PID下发出firstsleep 10和then ，在此期间从另一个shell实例获得以下输出：sleep 10 &

# version without &
$ pstree 4669
bash(4669)───sleep(6345)

# version with &
$ pstree 4669
bash(4669)───sleep(6364)

版本是否应该&包含一个更多的衍生子 shell（例如，在本例中 PID 为 5555），就像这个一样？

bash(4669)───bash(5555)───sleep(6364)

pstreePS：为了更好的可读性，从开始的输出中省略了以下代码：

systemd(1)───slim(1009)───ck-launch-sessi(1370)───openbox(1551)───/usr/bin/termin(4510)───bash(4518)───screen(4667)───screen(4668)───

答案1

在我开始回答这个问题之前，我没有意识到使用& 控制操作员运行一个工作在后台启动一个子shell。当命令被括在括号中或形成管道的一部分（管道中的每个命令都在其自己的子 shell 中执行）时，就会创建子 shell。

这命令列表Bash 手册的部分（谢谢吉米） 状态：

如果命令由控制运算符“&”终止，则 shell 会在子 shell 中异步执行该命令。这称为执行命令背景。 shell 不会等待命令完成，返回状态为 0 (true)。

据我了解，当你运行sleep 10 &shell时叉s 创建一个新的子进程（自身的副本），然后立即执行s 用外部命令 ( ) 中的代码替换此子进程sleep。这与正常运行命令（在前台）时发生的情况类似。请参阅Fork–exec 维基百科文章对此机制的简短概述。

我不明白为什么 Bash 会在子 shell 中运行后台命令，但如果您还希望能够运行 shell 内置命令，例如exit或echo在后台运行（而不仅仅是外部命令），那么这是有意义的。

当它是在后台运行的 shell 内置命令时，就会发生这种fork情况（产生子 shell），而无需exec调用将其自身替换为外部命令。运行以下命令显示，当echo命令包含在大括号中并在后台运行（带有&）时，确实创建了一个子 shell：

$ { echo $BASH_SUBSHELL $BASHPID; }
0 21516
$ { echo $BASH_SUBSHELL $BASHPID; } &
[1] 22064
$ 1 22064

在上面的示例中，我将echo命令括在大括号中以避免BASH_SUBSHELL被当前 shell 扩展；大括号用于将命令组合在一起，而不使用子 shell。命令的第二个版本（以&控制运算符结尾）清楚地表明，使用 & 符号终止命令会导致创建一个子 shell（带有新的 PID）来执行echo内置命令。（我可能在这里简化了 shell 的行为。请参阅 mikeserv 的评论。）

我永远不会想到运行exit &，如果我没有阅读你的问题，我会期望当前的 shell 退出。现在知道此类命令是在子 shell 中运行的，您对退出的子 shell 的解释是有道理的。

“为什么后台控制运算符（&）创建的子shell在pstree下不显示”

如上所述，当您运行 时sleep 10 &，Bash 会自行创建子 shell，但由于sleep是外部命令，它会调用exec()系统调用，该系统调用会立即用程序的运行副本替换子进程中的 Bash 代码和数据sleep。当您运行时pstree，exec调用已经完成，子进程现在的名称为“睡觉”。

当离开我的计算机时，我试图想出一种方法来保持子 shell 运行足够长的时间，以便子 shell 可以通过pstree.我想我们可以通过内置运行命令time：

$ time sleep 11 &
[2] 4502
$ pstree -p 26793
bash(26793)─┬─bash(4502)───sleep(4503)
            └─pstree(4504)

在这里，Bash shell (26793) 分叉创建一个子 shell (4502)，以便在后台执行命令。该子 shell 运行其自己的time内置命令，该命令依次分叉（以创建 PID 4503 的新进程）并执行以运行外部sleep命令。

使用命名管道,吉米想出了一个聪明的方法来保持创建的子 shell 运行exit足够长的时间，以便可以通过以下方式显示它pstree：

$ mkfifo file
$ exit <file &
[2] 6413
$ pstree -p 26793
bash(26793)─┬─bash(6413)
            └─pstree(6414)
$ echo > file
$ jobs
[2]-  Done    exit < file

从命名管道重定向stdin很聪明，因为它会导致子 shell 阻塞，直到它收到来自命名管道的输入。稍后，重定向（不带任何参数）的输出会将echo换行符写入命名管道，这会解锁子 shell 进程，而该进程又会运行exit内置命令。

同样，对于sleep命令：

$ mkfifo named_pipe
$ sleep 11 < named_pipe &
[1] 6600
$ pstree -p 26793
bash(26793)─┬─bash(6600)
            └─pstree(6603)

在这里，我们看到为在后台运行该命令而创建的子 shell 的 PID 为6600。接下来，我们通过向管道写入换行符来解锁进程：

$ echo > named_pipe

然后子 shellexec运行该sleep命令。

$ pstree -p 26793
bash(26793)─┬─pstree(6607)
            └─sleep(6600)

调用后exec()，我们可以看到子进程（6600）现在正在运行该sleep程序。

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