Linux基础使用|Linux 运行和控制 shell 脚本

脚本控制 对于 shell 脚本,我们最简单的操作是直接运行它。除此之外,我们还可以通过向运行中的脚本发送信号、修改脚本的优先级以及切换运行模式等等途径控制脚本。
一、处理信号 Linux 利用信号与运行在系统中的进程进行通信。Linux 系统和应用程序可以生成超过30个信号。其中,最常见的 Linux 系统信号:

信号 名称 描述
1 HUP 挂起
2 INT 中断
3 QUIT 结束运行
9 KILL 无条件终止
11 SEGV 段错误
15 TERM 尽可能终止
17 STOP 无条件终止运行,到不终止
18 TSTP 停止或暂停,但继续在后台运行
19 CONT 在STOP或TSTP之后恢复执行
默认情况下,bash shell 会忽略收到的任何 QUIT(3)和 ERM(15),这样可以避免交互式 shell 不会被意外终止。但是 bash shell 会处理收到的 HUP(1)和 INT(2)信号。
1 生成信号
bash shell 允许用键盘上的组合键生成两种基本的Linux信号。
1.1 中断进程 Ctrl+C 组合键会生成 INT 信号,并将其发送给当前 shell 中运行的所有进程。
zzz@ubuntu:~$ sleep 100 ^C zzz@ubuntu:~$

1.2 暂停进程 有时需要将运行中的进程暂停,继续保存在内存中,而不是彻底中断。
zzz@ubuntu:~$ sleep 100 ^Z [1]+已停止sleep 100 zzz@ubuntu:~$ ps F SUIDPIDPPIDC PRINI ADDR SZ WCHANTTYTIME CMD 0 S1000168816870800 -3503 do_wai pts/000:00:00 bash 0 T1000181816880800 -2790 do_sig pts/000:00:00 sleep 0 R1000182216880800 -3627 -pts/000:00:00 ps zzz@ubuntu:~$ exit 注销 有停止的任务。 zzz@ubuntu:~$

在返回的信息中,方括号中的数字是shell分配的作业号。可以使用ps命令查看已停止的作业,已停止的作用的状态显示为 T。当 shell 会话中存在一个已停止的作业时,exit 命令将会返回提示信息。
2 捕获信号
trap 命令可以指定捕获到特定命令后要执行的命令。trap 命令的格式:
trap commands signals

在 trap 命令行上,可以列出想要 shell 执行的命令,以及一组用空格分开的待捕获的信号,可以用信号名或数字。
zzz@ubuntu:~/my_learning$ cat test7.sh #!/bin/bash# 捕获信号 trap "echo 'Sorry! script running...'" SIGINTecho "Start running..."count=1 while [ $count -le 10 ] do echo "Loop $count" sleep 2 count=$[ $count + 1 ]done# 修改信号捕获 trap "echo 'modified trap'" SIGINTsleep 10# 取消信号捕获 echo "delete trap" trap -- SIGINTsleep 10zzz@ubuntu:~/my_learning$ ./test7.sh Start running... Loop 1 Loop 2 ^CSorry! script running... Loop 3 Loop 4 ^CSorry! script running... Loop 5 Loop 6 Loop 7 ^CSorry! script running... Loop 8 Loop 9 Loop 10 ^Cmodified trap delete trap ^C zzz@ubuntu:~/my_learning$

二、后台模式运行脚本 有时一些脚本可能会执行很长时间,这样在运行期间终端就不能再处理其它命令。此时,我们需要将脚本放到后台运行,此时进程将不再运行在终端显示器上,不会和终端会话的 STDIN、STDOUT 和 STDERR 关联。
1. 在后台运行脚本
要以后台模式运行 shell 脚本,只要在命令后加 & 符就可以。当 & 放到命令后时,它会将命令和 bash shell 分离开,将命令作为系统中一个独立的后台进程运行。
zzz@ubuntu:~/my_learning$ sleep 10 & [3] 2151 zzz@ubuntu:~/my_learning$

显示的第一行,方括号中的数字是 shell 分配给后台进程的作业号。下一个数是 Linux 系统分配给进程的进程ID。
2. 运行多个后台作业
可以在命令行提示符下同时启动多个后台作业,每次启动新作业时,Linux系统都会为其分配一个新的作业号和PID。可以通过ps命令看到所有脚本处于的状态。
zzz@ubuntu:~/my_learning$ sleep20 & [3] 2156 zzz@ubuntu:~/my_learning$ sleep 15 & [4] 2157 zzz@ubuntu:~/my_learning$ ps PID TTYTIME CMD 1688 pts/000:00:00 bash 1818 pts/000:00:00 sleep 1915 pts/000:00:00 test7.sh 1917 pts/000:00:00 sleep 2156 pts/000:00:00 sleep 2157 pts/000:00:00 sleep 2158 pts/000:00:00 ps zzz@ubuntu:~/my_learning$

3. 在非控制台下运行脚本
使用 & 将进程放入后台,如果当前终端退出后,后台运行的进程也将随之退出。如果想要在终端退出后,脚本依然可以以后台模式运行直到结束,可以使用 nohup 命令。
nohup 命令运行了另外一个命令来阻断所有发送给该进程的 HUP 信号。这会在退出终端会话时阻止进程退出,且进程与 STDOUT 和 STDERR 也不再关联,而是会将输出重定向到一个名为 nohup.out 的文件中。nohup 命令的格式如下:
nohup command &

zzz@ubuntu:~/my_learning$ nohup sleep 10 & [3] 2174 zzz@ubuntu:~/my_learning$ nohup: 忽略输入并把输出追加到'nohup.out'

三、作业控制 在使用组合键停止作业后,也可以选择进一步终止或重启。启动、停止、终止以及恢复作业的这些功能统称为作业控制。作业控制可以完全控制 shell 环境中所有进程的运行方式。
1. 查看作业
作业控制的关键命令是 jobs 命令。jobs 命令允许查看 shell 当前正在处理的作业。jobs 命令格式和不同的命令行参数:
jobs options

参数 描述
-l 列出进程的PID以及作业号
-n 只列出上次 shell 发出的通知后改变了状态的作业
-p 只列出作业的PID
-r 只 列出运行中的作业
-s 只列出已停止的作业
zzz@ubuntu:~/my_learning$ ./test7.sh > test7a.out & [3] 2223 zzz@ubuntu:~/my_learning$ ./test7.sh > test7b.out & [4] 2228 zzz@ubuntu:~/my_learning$ ./test7.sh > test7c.out & [5] 2233 zzz@ubuntu:~/my_learning$ jobs -l [1]-1818 停止sleep 100(工作目录: ~) [2]+1915 停止./test7.sh [3]2223 运行中./test7.sh > test7a.out & [4]2228 运行中./test7.sh > test7b.out & [5]2233 运行中./test7.sh > test7c.out & zzz@ubuntu:~/my_learning$ kill 2223 zzz@ubuntu:~/my_learning$ jobs -l [1]-1818 停止sleep 100(工作目录: ~) [2]+1915 停止./test7.sh [3]2223 已终止./test7.sh > test7a.out [4]2228 运行中./test7.sh > test7b.out & [5]2233 运行中./test7.sh > test7c.out & zzz@ubuntu:~/my_learning$ kill 2228 zzz@ubuntu:~/my_learning$ jobs -l [1]-1818 停止sleep 100(工作目录: ~) [2]+1915 停止./test7.sh [4]2228 已终止./test7.sh > test7b.out [5]2233 运行中./test7.sh > test7c.out & zzz@ubuntu:~/my_learning$

加号表示对应的作业被当作默认作业,在未指定作业号时,该作业会被当成被控制对象。
2. 重启停止的作业
在 bash 作业控制中,可以将以停止的作业作为后台进程或前台进程重启。前台进程会接管当前工作的终端。
以后台模式重启
要以后台模式重启一个作业,可用 bg 命令加上作业号:
zzz@ubuntu:~/my_learning$ ./test7.sh > test7a.out ^Z [3]+已停止./test7.sh > test7a.out zzz@ubuntu:~/my_learning$ ./test7.sh > test7b.out ^Z [4]+已停止./test7.sh > test7b.out zzz@ubuntu:~/my_learning$ jobs -l [1]1818 停止sleep 100(工作目录: ~) [2]1915 停止./test7.sh [3]-2345 停止./test7.sh > test7a.out [4]+2348 停止./test7.sh > test7b.out zzz@ubuntu:~/my_learning$ bg 4 [4]+ ./test7.sh > test7b.out & zzz@ubuntu:~/my_learning$ jobs -l [1]1818 停止sleep 100(工作目录: ~) [2]-1915 停止./test7.sh [3]+2345 停止./test7.sh > test7a.out [4]2348 运行中./test7.sh > test7b.out & zzz@ubuntu:~/my_learning$

以前台模式重启
要以前台模式重启作业,可以使用带有作业号的 fg 命令:
zzz@ubuntu:~/my_learning$ jobs -l [1]1818 停止sleep 100(工作目录: ~) [2]-1915 停止./test7.sh [3]+2345 停止./test7.sh > test7a.out zzz@ubuntu:~/my_learning$ fg 3 ./test7.sh > test7a.out zzz@ubuntu:~/my_learning$

四、调整谦让度 多任务系统中,内核负责将CPU时间分配给系统上运行的每个进程。调度优先级是内核分配给进程CPU时间。调度优先级是整数值(-20最高优先级~19最低优先级)。默认情况下,bash shell 以优先级 0 来启动所有进程。
1. nice 命令
【Linux基础使用|Linux 运行和控制 shell 脚本】nice 命令允许你设置命令启动时的调度优先级。只要使用 nice 的 -n 命令行来指定新的优先级级别。
zzz@ubuntu:~/my_learning$ nice -n 10 ./test7.sh > test7a.out & [1] 2538 zzz@ubuntu:~/my_learning$ ps -p 2538 -o pid,ppid,ni,cmd PIDPPIDNI CMD 2538248810 /bin/bash ./test7.sh zzz@ubuntu:~/my_learning$

2. renice 命令
nice 命令是在执行命令时设置优先级,如果需要对以运行的命令修改优先级,可以使用 renice 命令。
zzz@ubuntu:~/my_learning$ ./test7.sh > test7a.out & [1] 2601 zzz@ubuntu:~/my_learning$ ps -p 2601 -o pid,ppid,ni,cmd PIDPPIDNI CMD 260124880 /bin/bash ./test7.sh zzz@ubuntu:~/my_learning$ renice -n 10 -p 2601 2601 (process ID) 旧优先级为 0,新优先级为 10 zzz@ubuntu:~/my_learning$ ps -p 2601 -o pid,ppid,ni,cmd PIDPPIDNI CMD 2601248810 /bin/bash ./test7.sh zzz@ubuntu:~/my_learning$

renice 命令会自动更新当前运行进程的调度优先级。和 nice 一样,renice 命令也有一些设置:
  • 只能对属于你的进程执行 renice;
  • 只能通过 renice 降低进程的优先级;
  • root 用户可以通过 renice 来任意调整进程的优先级;
如果想完全控制运行进程,可以使用sudo命令或使用root 账户。
五、定时运行作业 有时,我们需要在某个预定的时间自动运行脚本。Linux 提供了多个在预选时间运行脚本的方法:at 命令和 cron 表。
1. 用 at 命令来计划执行作业
at 命令允许指定 Linux 系统何时运行脚本。at 命令会将作业提交到队列中,指定 shell 何时运行该作业。at 守护进程 atd 会以后台模式运行,检查作业队列来运行作业,大多数Linux发行版会在启动时运行该守护进程。
atd 守护进程会检查系统上的一个特殊目录(通常是 /var/spool/at)来获取 at 命令提交的作业。默认情况下,atd 守护进程会在每60s检查一下这个目录。
at 命令的基本格式:
at [-f filename] time

at 命令使用 -f 来指定读取命令的文件名,time 指定系统何时运行该作业。at 命令能够识别多种不同的时间格式:
  • 标准的小时和分钟格式,如 10:15
  • AM/PM指示符,比如 10:15
  • 特定可命名时间,比如 now、noon、midnight或者teatime
除了指定运行作业的时间,也可以通过不同的日期格式指定特定的日期:
  • 标准日期格式,如 MMDDYY、MM/DD/YY或DD.MM.YY
  • 文本日期,如 Jul 4或Dec 25,加不加年份都可以
  • 也可以指定时间增量:
    • 当前时间+25min
    • 明天10:15 PM
    • 10:15+7天
使用 at 命令提交命令到作业队列。作业队列会保存通过 at 命令提交的待处理的作业。根据不同的优先级,存在26种(a~z)不同的作业队列,字母排序越高,优先级越低,默认情况下,作业会被提交到a作业队列,可以使用-q参数指定队列字母。
删除作业
使用 atq 命令可以获得哪些作业在作业队列中等待,然后可以使用 atrm 命令删除等待的作业。
atrm 作业号

2. 安排需要定期执行的脚本
Linux 系统使用 cron 程序来安排要执行的作业。cron 程序会在后台运行并检查一个特殊的表(cron事件表),以获知已安排执行的作业。
1. cron 时间表 cron 时间表采用一个特别的格式来指定作业何时运行,其格式如下:
min hour dayofmonth month dayofweek command

cron 时间表允许使用特定值、取值范围(如0~5)或者通配符(星号)来指定条目。例如,
在每天10:15运行一个命令:
15 10 * * * command

指定每周一4:15 PM运行的命令:
15 16 * * 1 command

2. 构建 cron 时间表 每个系统用户都可以用自己的 cron 时间表来运行安排好的任务。Linux 使用 crontab 命令来处理 cron 时间表,要列出已有的 cron 时间表可以使用 -l 选项。如果要为 cron 添加条目,可以使用crontab -e 选项,该选项会打开一个编辑器。
zzz@ubuntu:~/my_learning$ crontab -l no crontab for zzz zzz@ubuntu:~/my_learning$ crontab -e

3. 浏览cron 目录 如果脚本对执行时间没有精确的要求,用预配置的 cron 脚本目录会更方便。有四个基本目录:cron.daily、cron.hourly、cron.weekly 和 cron.monthly。如果将脚本复制到 daily 目录,cron 就会每天执行它。
zzz@ubuntu:~/my_learning$ ls /etc/cron.*ly /etc/cron.daily: 0anacronapt-compatcracklib-runtimelogrotatepopularity-contestupdate-notifier-common apportbsdmainutilsdpkgman-dbsysstat/etc/cron.hourly:/etc/cron.monthly: 0anacron/etc/cron.weekly: 0anacronman-dbupdate-notifier-common zzz@ubuntu:~/my_learning$

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