第二十一章 子shell
2021年5月11日
第二十一章 子shell
运行一个shell脚本会启动一个新的进程，即子shell。
定义： 一个子shell是由一个shell（或shell脚本）触发的子进程。
一个子shell是命令处理器（-- 在终端或者xtrem窗口给出提示符的shell）的一个独立的例子。正如你的命令在命令行提示符处被理解执行一样，一个脚本批处理一组命令。每一个shell脚本运行实际上是父shell的一个支线进程（子进程）。
一个shell脚本可以自己启动多个子进程。这些子进程使得脚本进行并行处理，实际上是多个支线任务同时进行。
#!/bin/bash
# subshell-test.sh
(
# 在圆括号内，因此是一个子shell . . .
while [ 1 ] # 无限循环.
do
echo "Subshell running . . ."
done
)
# 脚本会永远运行，或者至少直到由Ctl-C终止。
exit $? # 脚本结束 （但是永远无法到达这里）。
现在，运行这个脚本：
sh subshell-test.sh
另外，在脚本运行的同时， 从另一个xterm运行：
ps -ef | grep subshell-test.sh
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
500 2698 2502 0 14:26 pts/4 00:00:00 sh subshell-test.sh
500 2699 2698 21 14:26 pts/4 00:00:24 sh subshell-test.sh
^^^^
分析：
PID 2698, 脚本, 启动 PID 2699, 子shell.
注释: “UID ...”这一列可以通过“grep”命令筛去，但是由于说明的目的而显示在这里。
一般来说，脚本的一个外部命令会使得子进程产生分叉，[1] 但是一个Bash内建命令不会如此。
在圆括号内的命令列
(命令1; 命令1; 命令3; ...)
放在圆括号内的一列命令作为子shell运行。
子shell的变量不能被这个子shell内代码区块之外的部分看见。这些变量不能被父进程中调用，也不能被启动次子shell的shell调用。这些变量实际上是子进程的局部变量。
例21-1.子shell的变量范围
#!/bin/bash
# subshell.sh
echo
echo "We are outside the subshell."
echo "Subshell level OUTSIDE subshell = $BASH_SUBSHELL"
# Bash, 版本3，增加新变量 $BASH_SUBSHELL 。
echo; echo
outer_variable=Outer
global_variable=
# 定义全局变量来”存储“子shell变量值。
(
echo "We are inside the subshell."
echo "Subshell level INSIDE subshell = $BASH_SUBSHELL"
inner_variable=Inner
echo "From inside subshell, \"inner_variable\" = $inner_variable"
echo "From inside subshell, \"outer\" = $outer_variable"
global_variable="$inner_variable" # 这会允许”输出“ 一个子shell变量吗？
)
echo; echo
echo "We are outside the subshell."
echo "Subshell level OUTSIDE subshell = $BASH_SUBSHELL"
echo
if [ -z "$inner_variable" ]
then
echo "inner_variable undefined in main body of shell"
else
echo "inner_variable defined in main body of shell"
fi
echo "From main body of shell, \"inner_variable\" = $inner_variable"
# $inner_variable 会显示为空白 （未初始化）
#+ 因为定义在子shell的变量是“局部变量”。
# 有办法改正这一点吗？
echo "global_variable = "$global_variable"" # 为什么这不行？
echo
# =======================================================================
# 另外 ...
echo "-----------------"; echo
var=41 # 全局变量。
( let "var+=1"; echo "\$var INSIDE subshell = $var" ) # 42
echo "\$var OUTSIDE subshell = $var" # 41
# 子shell内的变量操作，即使是对全局变量，不影响变量在子shell外的值！
exit 0
# 问题：
# --------
# 一旦执行一个子shell，
#+ 是否有办法再次进入这个子shell以便修改或调用子shell的变量？
定义： 变量的范围是指其有意义的上下文内容，在此变量值可以被引用。比如说，局部变量的范围只在函数、代码区块或子shell内的相应定义范围内，而全局变量的范围则是其出现的整个脚本区域。
内部变量 $BASH_SUBSHELL 指出一个子shell的嵌套层级时，而变量 $SHLVL 指示在子shell内不变的层级。
echo " \$BASH_SUBSHELL outside subshell = $BASH_SUBSHELL" # 0
( echo " \$BASH_SUBSHELL inside subshell = $BASH_SUBSHELL" ) # 1
( ( echo " \$BASH_SUBSHELL inside nested subshell = $BASH_SUBSHELL" ) ) # 2
# ^ ^ *** 嵌套 *** ^ ^
echo
echo " \$SHLVL outside subshell = $SHLVL" # 3
( echo " \$SHLVL inside subshell = $SHLVL" ) # 3 (不变！)
子shell内的路径改变不会带入到父shell中。
例21-2. 列出用户信息
#!/bin/bash
# allprofs.sh: 打印所有用户信息.
# 此脚本作者 Heiner Steven，由文件作者修改。
FILE=.bashrc # 包含用户信息的文件是".profile"的原始脚本。
for home in `awk -F: '{print $6}' /etc/passwd`
do
[ -d "$home" ] || continue # 如果没有home目录，到下一个。
[ -r "$home" ] || continue # 如果没有读取权限，到下一个。
(cd $home; [ -e $FILE ] && less $FILE)
done
# 脚本终止时， 不需要使用命令'cd'回到初始目录，因为'cd $home'只在子shell发生。
exit 0
一个子shell可以用来为一个命令组设定一个“特定环境”。
命令1
命令2
命令3
(
IFS=:
PATH=/bin
unset TERMINFO
set -C
shift 5
命令4
命令5
exit 3 # 只退出子shell！
)
# 父shell不受影响， 且环境保留。
命令6
命令7
从这里可以看出，命令 exit 只终止正在运行的子shell，并不终止父shell或脚本。
这样的“特定环境”的一个应用是检查一个变量是否被定义。
if (set -u; : $variable) 2> /dev/null
then
echo "Variable is set."
fi # 变量已在当前脚本被设定，
#+ 或者变量是一个Bash内部变量，
#+ 或者变量在环境变量中（在export命令后）。
# 也可以写成 [[ ${variable-x} != x || ${variable-y} != y ]]
# 或者 [[ ${variable-x} != x$variable ]]
# 或者 [[ ${variable+x} = x ]]
# 或者 [[ ${variable-x} != x ]]
另一个应用是检查一个锁定文件。
if (set -C; : > lock_file) 2> /dev/null
then
: # lock_file不存在：没有用户运行此脚本
else
echo "Another user is already running that script."
exit 65
fi
# 代码段作者 Stéphane Chazelas,
#+ 修改者 Paulo Marcel Coelho Aragao。
多个进程可以在不同子shell内并行执行。这样就可以将一个复杂的任务分解成多个子部分同时处理。
例21-3. 在子shell中运行并行进程
(cat list1 list2 list3 | sort | uniq > list123) &
(cat list4 list5 list6 | sort | uniq > list456) &
# 同时合并和排列两组列表。
# 在后台运行以确保并行执行。
#
# 同样效果如下
# cat list1 list2 list3 | sort | uniq > list123 &
# cat list4 list5 list6 | sort | uniq > list456 &
wait # 在子shell结束前不执行之后命令。
diff list123 list456
向子shell的I/O重定向使用管道算符"|"，正如 ls -al | (命令)
在花括号间的代码块不会启动一个子shell。
{ 命令1； 命令2； 命令3； ...命令N； }
var1=23
echo "$var1" # 23
{ var1=76; }
echo "$var1" # 76