让进程在后台可靠运行的几种方法 nohup,setsid,&,disown,CTRL-z ,screen

Posted 2020-06-26

让进程在后台可靠运行的几种方法

几年前在developerWorks上面看到的文章，感觉非常实用，又简单整理了一下，转到这里，希望给看到的人带来一些帮助。文中提到的nohup和subshell方式一直在使用。

我们经常会碰到这样的问题，用 telnet/ssh 登录了远程的 Linux 服务器，运行了一些耗时较长的任务， 结果却由于网络的不稳定导致任务中途失败。如何让命令提交后不受本地关闭终端窗口/网络断开连接的干扰呢？下面举了一些例子， 您可以针对不同的场景选择不同的方式来处理这个问题。

如果只是临时有一个命令需要长时间运行，什么方法能最简便的保证它在后台稳定运行呢？

解决方法：

1.nohup      

我们知道，当用户注销(logout)或者网络断开时，终端会收到HUP(hangup)信号从而关闭其所有子进程。因此，我们的解决办法就有两种途径：要么让进程忽略 HUP 信号，要么让进程运行在新的会话里从而成为不属于此终端的子进程。

HANGUP名称的来由，在Unix的早期版本中，每个终端都会通过modem 和系统通讯。当用户 logout 时，modem 就会挂断(hang up)电话。 同理，当modem断开连接时，就会给终端发送hangup信号来通知其关闭所有子进程。

nohup 无疑是我们首先想到的办法。顾名思义，nohup 的用途就是让提交的命令忽略 hangup 信号。让我们先来看一下 nohup 的帮助信息：

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

可见，nohup 的使用是十分方便的，只需在要处理的命令前加上 nohup 即可，标准输出和标准错误缺省会被重定向到 nohup.out 文件中。一般我们可在结尾加上“&”来将命令同时放入后台运行，也可用">filename 2>&1"来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‘

[[email protected] ~]# 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

[[email protected] ~]#

2.setsid

nohup 无疑能通过忽略 HUP 信号来使我们的进程避免中途被中断，但如果我们换个角度思考，如果我们的进程不属于接受 HUP 信号的终端的子进程，那么自然也就不会受到 HUP 信号的影响了。setsid 就能帮助我们做到这一点。让我们先来看一下 setsid 的帮助信息：

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.

可见 setsid 的使用也是非常方便的，也只需在要处理的命令前加上 setsid 即可。

setsid 示例

[root@pvcent107 ~]# setsid ping www.ibm.com

[[email protected] ~]# 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

[[email protected] ~]#

值得注意的是，上例中我们的进程 ID(PID)为31094，而它的父 ID(PPID)为1(即为 init 进程 ID)，并不是当前终端的进程 ID。请将此例与nohup 例中的父 ID 做比较。

3.&符号(命令简单易记，推荐使用。)

这里还有一个关于 subshell 的小技巧。我们知道，将一个或多个命名包含在“()”中就能让这些命令在子 shell 中运行中，从而扩展出很多有趣的功能，我们现在要讨论的就是其中之一。

当我们将”&”也放入“()”内之后，我们就会发现所提交的作业并不在作业列表中，也就是说，是无法通过jobs来查看的。让我们来看看为什么这样就能躲过 HUP 信号的影响吧。

subshell 示例

[root@pvcent107 ~]# (ping www.ibm.com &;)

[[email protected] ~]# 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

[[email protected] ~]#

从上例中可以看出，新提交的进程的父 ID(PPID)为1(init 进程的 PID)，并不是当前终端的进程 ID。因此并不属于当前终端的子进程，从而也就不会受到当前终端的 HUP 信号的影响了。

我们已经知道，如果事先在命令前加上 nohup 或者 setsid 就可以避免 HUP 信号的影响。但是如果我们未加任何处理就已经提交了命令，该如何补救才能让它避免 HUP 信号的影响呢？

解决方法：

1.disown

这时想加 nohup 或者 setsid 已经为时已晚，只能通过作业调度和 disown 来解决这个问题了。让我们来看一下 disown 的帮助信息：

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，我们可以用如下方式来达成我们的目的。

灵活运用 CTRL-Z

在我们的日常工作中，我们可以用CTRL-z来将当前进程挂起到后台暂停运行，执行一些别的操作，然后再用 fg 来将挂起的进程重新放回前台(也可用 bg 来将挂起的进程放在后台)继续运行。这样我们就可以在一个终端内灵活切换运行多个任务，这一点在调试代码时尤为有用。因为将代码编辑器挂起到后台再重新放 回时，光标定位仍然停留在上次挂起时的位置，避免了重新定位的麻烦。

用disown -h jobspec 来使某个作业忽略HUP信号。

用disown -ah 来使所有的作业都忽略HUP信号。

用disown -rh 来使正在运行的作业忽略HUP信号。

需要注意的是，当使用过 disown 之后，会将把目标作业从作业列表中移除，我们将不能再使用jobs来查看它，但是依然能够用ps -ef查找到它。

但是还有一个问题，这种方法的操作对象是作业，如果我们在运行命令时在结尾加了“&”来使它成为一个作业并在后台运行，那么就万事大吉 了，我们可以通过jobs命令来得到所有作业的列表。但是如果并没有把当前命令作为作业来运行，如何才能得到它的作业号呢？答案就是用 CTRL-z(按住Ctrl键的同时按住z键)了！

CTRL-z 的用途就是将当前进程挂起(Suspend)，然后我们就可以用jobs命令来查询它的作业号，再用bg jobspec 来将它放入后台并继续运行。需要注意的是，如果挂起会影响当前进程的运行结果，请慎用此方法。

disown 示例1(如果提交命令时已经用“&”将命令放入后台运行，则可以直接使用“disown”)

[root@pvcent107 build]# cp -r testLargeFile largeFile &;

[1] 4825

[[email protected] build]# jobs

[1]+

Running

cp -i -r testLargeFile largeFile &;

[[email protected] build]# disown -h %1

[[email protected] 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

[[email protected] build]#

logout

disown 示例2(如果提交命令时未使用“&”将命令放入后台运行，可使用 CTRL-z 和“bg”将其放入后台，再使用“disown”)

[[email protected] build]# cp -r testLargeFile largeFile2

[1]+ Stopped cp -i -r testLargeFile largeFile2

[[email protected] build]# bg %1

[1]+ cp -i -r testLargeFile largeFile2 &;

[[email protected] build]# jobs

[1]+ Running cp -i -r testLargeFile largeFile2 &;

[[email protected] build]# disown -h %1

[[email protected] 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

[[email protected] build]#

我们已经知道了如何让进程免受 HUP 信号的影响，但是如果有大量这种命令需要在稳定的后台里运行，如何避免对每条命令都做这样的操作呢？

解决方法：

1.screen

此时最方便的方法就是 screen 了。简单的说，screen 提供了 ANSI/VT100 的终端模拟器，使它能够在一个真实终端下运行多个全屏的伪终端。screen 的参数很多，具有很强大的功能，我们在此仅介绍其常用功能以及简要分析一下为什么使用 screen 能够避免 HUP 信号的影响。我们先看一下 screen 的帮助信息：

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，有以下几个常用选项：

用screen -dmS session name 来建立一个处于断开模式下的会话(并指定其会话名)。

用screen -list 来列出所有会话。

用screen -r session name 来重新连接指定会话。

用快捷键CTRL-a d 来暂时断开当前会话。

screen 示例

[root@pvcent107 ~]# screen -dmS Urumchi

[[email protected] ~]# screen -list

There is a screen on:  12842.Urumchi (Detached) 1 Socket in /tmp/screens/S-root.

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

当我们用“-r”连接到screen会话后，我们就可以在这个伪终端里面为所欲为，再也不用担心HUP 信号会对我们的进程造成影响，也不用给每个命令前都加上“nohup”或者“setsid”了。这是为什么呢？让我来看一下下面两个例子吧。

--未使用 screen 时新进程的进程树

[[email protected] ~]# ping www.google.com &

[1] 9499

[[email protected] ~]# pstree -H 9499

init─┬─Xvnc

├─acpid

├─atd

├─2*[sendmail]

├─sshd─┬─sshd───bash───pstree

│       └─sshd───bash───ping

我们可以看出，未使用screen时我们所处的bash是sshd的子进程，当ssh断开连接时，HUP信号自然会影响到它下面的所有子进程(包括我们新建立的 ping 进程)。

--使用了 screen 后新进程的进程树

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

[[email protected] ~]# ping www.ibm.com &

[1] 9488

[[email protected] ~]# pstree -H 9488

init─┬─Xvnc

├─acpid

├─atd

├─screen───bash───ping

├─2*[sendmail]

而使用了 screen 后就不同了，此时 bash 是 screen 的子进程，而screen是init(PID为1)的子进程。那么当 ssh 断开连接时，HUP 信号自然不会影响到 screen 下面的子进程了。

总结

现在几种方法已经介绍完毕，我们可以根据不同的场景来选择不同的方案。nohup和subshell方式无疑是临时需要时最方便的方 法，disown 能帮助我们来事后补救当前已经在运行了的作业，而 screen 则是在大批量操作时不二的选择了。后面几种方法并不常见。