Zsh 开发指南(第十五篇 进程与作业控制)

导读

通常情况 zsh 脚本是在一个进程中(并且单线程)执行的,但有时我们需要并行执行一些代码,因为现在的 CPU 基本都是多核的,这样可以加快运行速度。这就涉及到进程与作业控制。这里不讲进程的概念。

在子进程中执行代码

之前我们提到过,小括号中的代码是在子进程中执行的:

% (sleep 1000 && echo good)

# 然后再另一个 zsh 里查看进程
% pstree | grep sleep
     `-tmux: server-+-zsh---zsh---sleep

里边有两个 zsh 进程。如果不加小括号的话:

% sleep 1000 && echo good

# 然后再另一个 zsh 里查看进程
% pstree | grep sleep
     `-tmux: server-+-zsh---sleep

就只有一个 zsh 进程。这说明使用小括号时,里边的代码是在子进程(一个新的 zsh 进程)执行的。但需要注意的时,如果括号里只有一个命令(比如 sleep 1000),那么并不会再开一个子进程来执行了。

那么在子进程里执行代码有什么意义呢?如果像上边那样放着前台运行,是没有什么意义。但我们可以把它放后台运行。

在后台运行进程

首先我们先看下怎么把单个程序放后台运行。

% sleep 1000 &
[1] 850

在 sleep 1000 后边加一个 &,就会把它放后台运行。然后会输出一行内容,[1] 是进程的作业(job)号,850 是进程号(PID)。我们可以继续运行别的命令,不需要等待 sleep 结束了。

jobs 命令可以查看当前在后台运行的所有作业:

% jobs
[1]  + running    sleep 1000

# -l 会输出进程号
% jobs -l
[1]  + 850 running    sleep 1000

fg 命令可以把后台的作业切换回前台:

# 然后会继续等待 sleep 运行
% fg
[1]  + running    sleep 1000

如果进程已经运行起来了,我们想再把它放到后台,可以这样:

# 回车后按 ctrl + z
% sleep 1000
^Z
zsh: suspended  sleep 1000
# 这时可以运行 jobs 看一下,sleep 是处于挂起状态的
% jobs
[1]  + suspended  sleep 1000
# 可以用 bg 让 sleep 恢复运行
% bg
[1]  + continued  sleep 1000
# 这样 sleep 就运行在后台了
% jobs
[1]  + running    sleep 1000

其实 jobs、fg、bg 这些命令并不常用,大概了解下用法即可。比如现在在用 vim 编辑文件,文件还没有保存,但我想退到终端运行个命令,然后再回到 vim。可以按 ctrl + z 让 vim 挂起,然后运行命令,最后再运行 fg 让 vim 恢复。但通常我们可以启动多个终端模拟器,或者开一个新终端模拟器标签,或者用 tmux,没必要在一个 shell 里这么折腾。

在脚本中使用后台进程执行代码

那么回答之前的场景,要在后台进程里执行 sleep 1000 && echo good:

% {sleep 1000 && echo aa} &

这样大括号里的代码都会在后台进程里执行,脚本里可以继续写别的。如果做完了后需要再等大括号里边的代码运行。

#!/bin/zsh

{sleep 5 && echo p1} &
# $! 是上一个运行的后台进程的进程号
pid=$!
{sleep 10 && echo p2} &
echo aaa
# 要做的其他事情先做完
sleep 2
echo bbb
# wait 加进程号用来等待进程结束,类似 fg,但脚本中不能用 fg
wait $pid
echo ccc

结果:

% ./test.zsh
aaa
bbb
p1
ccc
# p2 是脚本运行完过几秒才输出的
% p2

这样我们就可以同时操作多个进程来为自己服务了。而进程之间的通信,可以用命名管道或者普通文件来做,也可以使用 socket 文件(Zsh 中有 zsh/net/socket 模块,使用它可以通过 socket 文件来通信。管道是单向的,而 socket 双向的,更灵活一些,后续我们会了解它的用法),或者使用网络通信(如果脚本分布在不同的机器,zsh 中有 zsh/net/tcp 模块,这样无需外部命令就可进行 tcp 通信,后续也会讲到它)。

信号

运行中的进程可以接受信号然后对信号做出响应。kill 命令用来给进程发送信号。

15(SIGTERM)是最常用的信号,也是 kill 不加参数的默认信号,用于终止一个进程。kill num 即可终止进程号是 num 的进程。但 15 信号可以被进程捕获,然后并不退出。如果要强行杀掉一个进程,可以用 9 信号(SIGKILL),它是进程无法捕获的,但这样的话进程正在做的事情会突然中断,可能会有严重的影响,所以通常情况不要使用 9 信号杀进程。

在脚本中捕获信号:

#!/bin/zsh

# SIGINT 是 2 信号,ctrl + c 会触发
TRAPINT() {
    # 处理一些退出前的善后工作
    sleep 333
}

sleep 1000

然后运行这个脚本,然后 ctrl + c,脚本没有退出,因为在执行 sleep 333,要再按一次才会退出。

在脚本中使用信号,通常是给其他进程发(主要是 15),而不是给自己发。在脚本中也很少需要捕获信号处理。信号相关的更多内容,以后可能会补充。

总结

本文大概讲了进程与作业控制相关内容,主要用于在脚本里使用多进程执行代码,而不是在终端里进行作业控制(因为很少需要这样做)。关于脚本中的多个进程如何配合的内容还需要继续完善。

本文不再更新,全系列文章在此更新维护:github.com/goreliu/zshguide

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