Shell：子shell概念

不羈的羅恩發表於2020-12-10

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shell環境

每個shell程式有一個自己的執行環境，不同的Shell程式有不同的Shell環境。Shell解析命令列、呼叫命令列的過程都在這個環境中完成。

呼叫shell程式時，會讀取配置檔案來初始化Shell環境。

讀取配置檔案情況分為兩種：

  • 使用者登入啟動的shell

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  • 非使用者登入啟動的shell

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什麼是子shell

所謂子shell，即從當前shell環境中新開了一個shell環境，這個新開的shell環境就是子shell，而開啟子shell的環境稱為該子shell的父shell。

子Shell的本質可以理解為Shell的子程式，子程式的概念是由父程式的概念引申而來的，在Linux系統中，系統執行的應用程式幾乎都是從init（pid為1的程式）程式派生而來的，所有這些應用程式都可以視為init程式的子程式，而init則為它們的父程式。通過執行pstree -a命令就可以看到init及系統中其他程式的程式樹資訊：

[root@test ~]# pstree -a
systemd --switched-root --system --deserialize 22
  ├─NetworkManager --no-daemon
  │   └─2*[{NetworkManager}]
  ├─VGAuthService -s
  ├─agetty --noclear tty1 linux
  ├─auditd
  │   └─{auditd}
  ├─chronyd
  ├─crond -n
  ├─dbus-daemon --system --address=systemd: --nofork --nopidfile --systemd-activation
  ├─irqbalance --foreground
  ├─lvmetad -f
  ├─master -w
  │   ├─pickup -l -t unix -u
  │   └─qmgr -l -t unix -u
  ├─polkitd --no-debug
  │   └─6*[{polkitd}]
  ├─rsyslogd -n
  │   └─2*[{rsyslogd}]
  ├─sshd -D
  │   └─sshd
  │       └─bash
  │           └─pstree -a
  ├─systemd-journal
  ├─systemd-logind
  ├─systemd-udevd
  ├─tuned -Es /usr/sbin/tuned -l -P
  │   └─4*[{tuned}]
  └─vmtoolsd
      └─2*[{vmtoolsd}]

Tips：若無pstree命令，請執行yum -y install psmisc安裝。

對於Shell的子程式來說，它是一個從父級Shell程式派生而來的新的Shell程式，我們將這種新的Shell程式稱為這個父級Shell的子Shell。

Shell指令碼是從上至下、從左至右依次執行每一行的命令及語句的，即執行完一個命令之後再執行下一個。如果在Shell指令碼中遇到子指令碼（即指令碼巢狀），就會先執行子指令碼的內容，完成後再返回父指令碼繼續執行父指令碼內後續的命令及語句。

子shell會從父shell中繼承很多環境，如變數、命令全路徑、檔案描述符、當前工作目錄、陷阱等等，但子shell有很多種型別，不同型別的子shell繼承的環境不相同。可以使用$BASH_SUBSHELL變數來檢視從當前程式開始的子shell層數，$BASHPID檢視當前所處BASH的PID，這不同於特殊變數$$值，因為$$在大多數情況下都會從父shell中繼承。

注意：子 Shell 雖然能使用父 Shell 的的一切，但是如果子 Shell 對資料做了修改，比如修改了全域性變數，那麼這種修改只能停留在子 Shell，無法傳遞給父 Shell。不管是子程式還是子 Shell，都是“傳子不傳父”。

子shell的分類

大致分為兩類：

  • sub shell：通過程式替換<(cmd),>(cmd)、命令替換$(cmd)、(cmd)、|或者$隱式生成的子shell。因為父shell是通過fork建立sub shell，因此子shell會從父shell中繼承很多環境，如變數、命令全路徑、檔案描述符、當前工作目錄、陷阱等等；
  • child shell：通過以可執行檔案的方式執行shell指令碼或直接在當前shell中啟動shell直譯器的方式得到的子shell。父shell通過fork-exec的方式建立子shell，導致父shell和子shell除了維持“父子關係”外，沒有其他關聯。

註釋：使用 fork() 函式可以建立一個子程式；除了 PID（程式ID）等極少的引數不同外，子程式的一切都來自父程式，包括程式碼、資料、堆疊、開啟的檔案等，就連程式碼的執行位置（狀態）都是一樣的。

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