Linux 中的 & 详解

系统 Linux
实际上,命令的用法并不难,例如 mkdir、touch 和 find 也分别可以简单概括为“建立新目录”、“更新文件”和“在目录树中查找文件”而已。

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实际上,命令的用法并不难,例如 mkdir、touch 和 find 也分别可以简单概括为“建立新目录”、“更新文件”和“在目录树中查找文件”而已。

但如果要理解

  1. mkdir test_dir 2>/dev/null || touch images.txt && find . -iname "*jpg" > backup/dir/images.txt & 

这一串命令的目的,以及为什么要这样写,就没有这么简单了。

关键之处就在于命令之间的连接符号。掌握了这些符号的用法,不仅可以让你更好理解整体的工作原理,还可以让你知道如何将不同的命令有效地结合起来,提高工作效率。

在这一篇文章和接下来的文章中,我会介绍如何使用 & 号和管道符号(|)在不同场景下的使用方法。

幕后工作

我来举一个简单的例子,看看如何使用 & 号将下面这个命令放到后台运行:

  1. cp -R original/dir/ backup/dir/ 

这个命令的目的是将 original/dir/ 的内容递归地复制到 backup/dir/ 中。虽然看起来很简单,但是如果原目录里面的文件太大,在执行过程中终端就会一直被卡住。

所以,可以在命令的末尾加上一个 & 号,将这个任务放到后台去执行:

  1. cp -R original/dir/ backup/dir/ & 

任务被放到后台执行之后,就可以立即继续在同一个终端上工作了,甚至关闭终端也不影响这个任务的正常执行。需要注意的是,如果要求这个任务输出内容到标准输出中(例如 echo 或 ls),即使使用了 &,也会等待这些输出任务在前台运行完毕。

当使用 & 将一个进程放置到后台运行的时候,Bash 会提示这个进程的进程 ID。在 Linux 系统中运行的每一个进程都有一个唯一的进程 ID,你可以使用进程 ID 来暂停、恢复或者终止对应的进程,因此进程 ID 是非常重要的。

这个时候,只要你还停留在启动进程的终端当中,就可以使用以下几个命令来对管理后台进程:

  •  jobs 命令可以显示当前终端正在运行的进程,包括前台运行和后台运行的进程。它对每个正在执行中的进程任务分配了一个序号(这个序号不是进程 ID),可以使用这些序号来引用各个进程任务。
  1. $ jobs 
  2. [1]- Running cp -i -R original/dir/* backup/dir/ & 
  3. [2]+ Running find . -iname "*jpg" > backup/dir/images.txt & 
  •  fg 命令可以将后台运行的进程任务放到前台运行,这样可以比较方便地进行交互。根据 jobs命令提供的进程任务序号,再在前面加上 % 符号,就可以把相应的进程任务放到前台运行。

$ fg %1 # 将上面序号为 1 的 cp 任务放到前台运行cp -i -R original/dir/* backup/dir/

如果这个进程任务是暂停状态,fg 命令会将它启动起来。

  • 使用 ctrl+z 组合键可以将前台运行的任务暂停,仅仅是暂停,而不是将任务终止。当使用 fg 或者 bg 命令将任务重新启动起来的时候,任务会从被暂停的位置开始执行。但 sleep[4] 命令是一个特例,sleep 任务被暂停的时间会计算在 sleep 时间之内。因为 sleep 命令依据的是系统时钟的时间,而不是实际运行的时间。也就是说,如果运行了 sleep 30,然后将任务暂停 30 秒以上,那么任务恢复执行的时候会立即终止并退出。◈ bg 命令会将任务放置到后台执行,如果任务是暂停状态,也会被启动起来。
  1. $ bg %1 
  2. [1]+ cp -i -R original/dir/* backup/dir/ & 

如上所述,以上几个命令只能在同一个终端里才能使用。如果启动进程任务的终端被关闭了,或者切换到了另一个终端,以上几个命令就无法使用了。

如果要在另一个终端管理后台进程,就需要其它工具了。例如可以使用 kill[5] 命令从另一个终端终止某个进程:

  1. kill -s STOP <PID> 

这里的 PID 就是使用 & 将进程放到后台时 Bash 显示的那个进程 ID。如果你当时没有把进程 ID 记录下来,也可以使用 ps 命令(代表 process)来获取所有正在运行的进程的进程 ID,就像这样:

  1. ps | grep cp 

执行以后会显示出包含 cp 字符串的所有进程,例如上面例子中的 cp 进程。同时还会显示出对应的进程 ID:

  1. $ ps | grep cp 
  2. 14444 pts/3 00:00:13 cp 

在这个例子中,进程 ID 是 14444,因此可以使用以下命令来暂停这个后台进程:

  1. kill -s STOP 14444 

注意,这里的 STOP 等同于前面提到的 ctrl+z 组合键的效果,也就是仅仅把进程暂停掉。

如果想要把暂停了的进程启动起来,可以对进程发出 CONT 信号:

  1. kill -s CONT 14444 

这个给出一个可以向进程发出的常用信号[6]列表。如果想要终止一个进程,可以发送 TERM 信号:

  1. kill -s TERM 14444 

如果进程不响应 TERM 信号并拒绝退出,还可以发送 KILL 信号强制终止进程:

  1. kill -s KILL 14444 

强制终止进程可能会有一定的风险,但如果遇到进程无节制消耗资源的情况,这样的信号还是能够派上用场的。

另外,如果你不确定进程 ID 是否正确,可以在 ps 命令中加上 x 参数:

  1. $ ps x| grep cp 
  2. 14444 pts/3 D 0:14 cp -i -R original/dir/Hols_2014.mp4 
  3.   original/dir/Hols_2015.mp4 original/dir/Hols_2016.mp4 
  4.   original/dir/Hols_2017.mp4 original/dir/Hols_2018.mp4 backup/dir/ 

这样就可以看到是不是你需要的进程 ID 了。

***介绍一个将 ps 和 grep 结合到一起的命令:

  1. $ pgrep cp 
  2. 18 
  3. 19 
  4. 26 
  5. 33 
  6. 40 
  7. 47 
  8. 54 
  9. 61 
  10. 72 
  11. 88 
  12. 96 
  13. 136 
  14. 339 
  15. 6680 
  16. 13735 
  17. 14444 

pgrep 可以直接将带有字符串 cp 的进程的进程 ID 显示出来。

可以加上一些参数让它的输出更清晰:

  1. $ pgrep -lx cp 
  2. 14444 cp 

在这里,-l 参数会让 pgrep 将进程的名称显示出来,-x 参数则是让 pgrep 完全匹配 cp 这个命令。如果还想了解这个命令的更多细节,可以尝试运行 pgrep -ax。

总结

在命令的末尾加上 & 可以让我们理解前台进程和后台进程的概念,以及如何管理这些进程。

在 UNIX/Linux 术语中,在后台运行的进程被称为守护进程daemon。如果你曾经听说过这个词,那你现在应该知道它的意义了。

和其它符号一样,& 在命令行中还有很多别的用法。在下一篇文章中,我会更详细地介绍。

责任编辑:武晓燕 来源: Linux中国
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