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比较直接运行命令和在后台运行命令

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比较直接运行命令和在后台运行命令

在 Ubuntu 中，我date在一个 pid 为 6913 的交互式 bash shell 中运行，同时通过 .trace 从另一个交互式 bash shell 中跟踪该 bash shell strace。

通过使用跟踪，我想了解如何date直接运行（请参阅这里用于跟踪输出）和后台（请参阅这里用于跟踪输出）：

运行时date，在第二个 shell 中跟踪第一个 shell 6913 的输出为：

$ sudo strace -f -e trace=process -p 6913
[sudo] password for t: 
Process 6913 attached
clone(Process 12918 attached
child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f457c05ca10) = 12918
[pid  6913] wait4(-1,  <unfinished ...>
[pid 12918] execve("/bin/date", ["date"], [/* 66 vars */]) = 0
[pid 12918] arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7ff00c632740) = 0
[pid 12918] exit_group(0)               = ?
[pid 12918] +++ exited with 0 +++
<... wait4 resumed> [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = 12918
--- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=12918, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
wait4(-1, 0x7ffea6781518, WNOHANG|WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = -1 ECHILD (No child processes)

运行时date &，在第二个 shell 中跟踪第一个 shell 6913 的输出为：

$ sudo strace -f -e trace=process -p 6913
Process 6913 attached
clone(Process 12931 attached
child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f457c05ca10) = 12931
[pid 12931] execve("/bin/date", ["date"], [/* 66 vars */]) = 0
[pid 12931] arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f530c5ee740) = 0
[pid 12931] exit_group(0)               = ?
[pid 12931] +++ exited with 0 +++
--- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=12931, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
wait4(-1, [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], WNOHANG|WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = 12931
wait4(-1, 0x7ffea6780718, WNOHANG|WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = -1 ECHILD (No child processes)

运行时echo $b &，在第二个 shell 中跟踪第一个 shell 6913 的输出为：

$ sudo strace -f -e trace=process -p 6913
Process 6913 attached
clone(Process 31319 attached
child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f457c05ca10) = 31319
[pid 31319] exit_group(0)               = ?
[pid 31319] +++ exited with 0 +++
--- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=31319, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
wait4(-1, [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], WNOHANG|WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = 31319
wait4(-1, 0x7ffea6780718, WNOHANG|WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = -1 ECHILD (No child processes)

运行时{ date; } &，在第二个 shell 中跟踪第一个 shell 6913 的输出为：

$ sudo strace -f -e trace=process -p 6913
Process 6913 attached
clone(child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f457c05ca10) = 31294
Process 31294 attached
[pid 31294] clone(Process 31295 attached
child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f457c05ca10) = 31295
[pid 31294] wait4(-1,  <unfinished ...>
[pid 31295] execve("/bin/date", ["date"], [/* 67 vars */]) = 0
[pid 31295] arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f78b7f0b740) = 0
[pid 31295] exit_group(0)               = ?
[pid 31295] +++ exited with 0 +++
[pid 31294] <... wait4 resumed> [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], 0, NULL) = 31295
[pid 31294] --- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=31295, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
[pid 31294] wait4(-1, 0x7ffea67811d8, WNOHANG, NULL) = -1 ECHILD (No child processes)
[pid 31294] exit_group(0)               = ?
[pid 31294] +++ exited with 0 +++
--- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=31294, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
wait4(-1, [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], WNOHANG|WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = 31294
wait4(-1, 0x7ffea6780718, WNOHANG|WSTOPPED|WCONTINUED, NULL) = -1 ECHILD (No child processes)

问题：

  1. 就运行命令而言date，直接运行它和在后台运行它似乎做同样的事情：

    直接运行命令时，原始 bash shell 6913 clone()本身，然后是其克隆 12918execve()命令。

    当在后台运行该命令时，原始 bash shell 6913 clone()本身，然后是其克隆 12931execve()该命令。

    两者clone()都只调用一次。它们之间有什么区别？

  2. 命令是外部的还是内置的并不重要，例如，运行date&和运行echo $b &都调用clone()一次。为什么会有这样的差异呢？

  3. 比较跑步date &和{ date; } &. Bash 手册说大括号不会创建子 shell。为什么他们的跟踪输出不同：

    • 在 的跟踪输出中date&，只有一个克隆（6913clone()创建 12931）和克隆 12931 execve() date，
    • 在 的跟踪输出中{ date; }&，有两个克隆（6913clone()创建 31294，31294clone()创建 31295）和最后一个克隆 31295execve() date

  4. 据说在后台运行的命令（例如date&）可以访问父 shell 中的局部变量，因为它运行在父 shell 的子 shell 中，而直接运行的命令则不能（例如date），因为它不在父 shell 的子 shell 中运行。我们可以使用跟踪的输出来解释差异吗？

    $ b=1
$ { echo $b; } &
[1] 31214
1

    这b是父 shell 的本地变量，而不是环境变量。子 shell由父 shell 的&副本创建，因此与父 shell 的值相呼应。我创建了这个例子，来自bb1另一个它使用命令替换而不是后台，两者都会创建一个子 shell 来运行命令。

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