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Bash Job Control（作业控制）

参考：https://www.gnu.org/software/bash/manual/bash.html#Job-Control-1

一、概念总结​

1. 什么是 Job​

Shell 每执行一条 pipeline，就创建一个 进程组（process group），该进程组即一个 job。Shell 在内部维护一张 jobs 表，可通过 jobs 查看。

2. 三种状态​

  • foreground（前台）：占用终端，shell 等待其结束。
  • background（后台）：命令末尾加 &，立即返回提示符。
  • stopped/suspended（挂起）：Ctrl-Z 发 SIGTSTP 挂起；Ctrl-C 发 SIGINT；Ctrl-\ 发 SIGQUIT。

3. 启用条件​

交互式 shell 默认开启 monitor 模式；脚本中需显式 set -m。

4. Jobspec（作业标识）​

形式含义
%n编号 n 的作业
%% / %+current job（最近挂起或放后台的）
%-previous job
%string以 string 开头的命令
%?string包含 string 的命令

jobs 输出中 + 标记 current、- 标记 previous；$! 是最近一个后台作业的 PID。

5. Builtins 一览​

  • jobs [-lnprs] / jobs -x cmd：列出作业；-l 带 PID，-p 仅 PID，-n 变化过的，-r 运行中，-s 已停止，-x 把 jobspec 展开为 PID。
  • fg [jobspec]：调到前台。
  • bg [jobspec …]：在后台继续运行（等价于 SIGCONT）。
  • kill [-sigspec] pid|jobspec … / kill -l：发信号 / 列信号名。
  • wait [-fn] [-p var] [id …]：等待作业结束，返回其退出码。
  • disown [-ar] [-h] [jobspec …]：移出 jobs 表；-h 标记为 shell 退出时不发 SIGHUP。
  • suspend [-f]：挂起当前 shell。

6. 变量​

  • auto_resume：只输入命令名即可恢复已停止作业。
    • exact：完全匹配
    • substring：子串匹配
    • 其他值：前缀匹配
    • unset：关闭

二、实际应用中的典型用法​

1. 临时把前台任务丢到后台继续​

正在运行的命令想挪走但不想杀：

$ make build           # 跑了一半发现时间长
# Ctrl-Z                 挂起
$ bg                   # 放到后台继续
$ disown -h %1         # 可选：退出终端时不被 SIGHUP 杀掉

2. 启动长任务并稍后回收结果​

$ long_job > out.log 2>&1 &
[1] 23456
$ echo $!              # 23456，记录 PID
$ wait %1              # 需要结果时再阻塞等待
$ echo $?              # 拿到 long_job 的退出码

3. 并行启动多个任务，等全部完成​

$ for host in h1 h2 h3; do
    ssh "$host" 'backup.sh' &
  done
$ wait                 # 等所有后台任务
$ echo "all done"

只想等任意一个先结束：wait -n。

4. 多任务切换（编辑器 + 编译 + 调试）​

$ vim src/main.c       # Ctrl-Z 挂起
$ make && ./a.out      # 编译运行
# Ctrl-Z                 挂起 a.out
$ fg %vim              # 按前缀名切回 vim
$ fg %-                # 或切回上一个作业

5. 关掉终端仍让任务活着​

三种方式选一：

$ nohup ./server &             # 启动时就 nohup
$ ./server & disown -h %1      # 已启动则 disown -h
$ setsid ./server              # 新会话，彻底脱离

更稳妥：用 tmux / screen 会话。

6. 批量杀掉某类作业​

$ jobs -p | xargs -r kill         # 杀全部作业
$ kill %?node                     # 杀命令中含 "node" 的作业
$ kill -STOP %1 ; kill -CONT %1   # 手动暂停 / 恢复

7. 脚本里启用作业控制​

非交互脚本默认 monitor 关闭，%1 这类 jobspec 不可用：

#!/usr/bin/env bash
set -m                 # 开启 monitor
worker &
trap 'kill %1' EXIT    # 脚本退出时确保清理后台 worker
main_task

8. 只等某些子进程 + 拿到是谁结束的​

bash 5.1+ 可用 wait -p：

$ job1 & job2 & job3 &
$ wait -n -p finished_pid
$ echo "pid $finished_pid exited with $?"

9. auto_resume 快速恢复​

$ auto_resume=substring
$ vim notes.txt        # Ctrl-Z
$ less big.log         # Ctrl-Z
$ notes                # 直接输入子串，恢复 vim

10. 常见陷阱​

  • 管道里的 Ctrl-Z：挂起的是整条 pipeline，jobs 只显示一个作业。
  • & 后紧跟 wait：wait 不带参数会等所有后台作业，想等单个务必指定 %n 或 PID。
  • disown vs nohup：disown 只改 shell 内部表，nohup 还重定向输出并忽略 SIGHUP；想"关终端不死"优先 nohup 或 disown -h。
  • 子 shell 中的 &：(cmd &) 把作业放到子 shell，父 shell 的 jobs 看不到它。
  • SSH 非交互执行：ssh host 'cmd &' 的 & 可能因为 ssh 仍在等 stdout/stderr 而不返回；加 </dev/null >/dev/null 2>&1 或用 nohup。