为什么 bash 不会为简单命令生成子shell？

Question

考虑以下两个 bash 命令。一个创建子shell，另一个不创建。

没有子外壳

$ bash -c "sleep 10000 "

pstree 输出：

bash,100648
  ??sleep,103509 10000

带子壳

$ bash -c "sleep 10000; sleep 99999 "


bash,100648
  ??bash,103577 -c sleep 10000; sleep 99999
      ??sleep,103578 10000

这是某种优化吗？Bash 查看命令并跳过简单命令的进程创建。看起来简单的命令是由父终端的 bash 生成的。

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我正在使用的 Bash 版本是

$ bash --version
GNU bash, version 4.2.46(2)-release (x86_64-redhat-linux-gnu)

不过，我认为在 bash 3.X 中也可以观察到同样的情况。

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还有一些例子。使用内置函数生成子shell。内置程序不会在父 bash 中执行。

$ bash -c "read"

bash,100648
  ??bash,104336 -c read

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sleep可以通过top输出重定向和输出重定向来重现相同的行为。

$ bash -c "top -b "
bash,100648
  ??top,104392 -b

和

$ bash -c "top -b > /dev/null "
bash,100648
  ??bash,104420 -c top -b > /dev/null
      ??top,104421 -b

Answer 1

在第一个示例中，PID 为 100648 的 shell 是您的交互式 shell，而sleep实际上是替换bash -c \'\'进程的进程。系统调用生成一个新程序，该execve()程序保留调用它的原始进程的 PID，因此您在那里看不到原始进程bash -c \'\'。简单的命令取代 shell 进程的简单原因是因为它节省了资源，正如 Stephane 的回答中所解释的那样：Why is there no suggest clone or fork in simple bash command and how it's did? 。

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从一个终端的简单测试也可以看出这一点：

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$ echo $$\n10250\n$ bash -c \'sleep 60\'\n

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在另一篇文章中：

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$ pstree -p 10250\nbash(10250)\xe2\x94\x80\xe2\x94\x80\xe2\x94\x80sleep(21031)\n

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至于为什么会这样，是因为只有一个简单的命令，没有管道，bash 对简单的命令直接执行execve。

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正是由于这个原因，bash在第二个示例中认识到您有多个命令语句，因此sleep对于"sleep 10000; sleep 99999 ". 在第一种情况下，execve()可以只替换父进程，当新进程退出时 - 没问题。但这里 shell 在第一个命令完成后无法退出。因此，将会出现 fork 和 execve，sleep 10000这就是您在输出中看到的内容，pstree稍后会出现一个新的 fork 和 execvesleep 99999

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您可以执行的另一个测试是相信简单的命令bash -c \'\'替换了 shell 进程：

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$ bash -c \'grep "^Pid:" /proc/self/status /proc/$$/status\'\n/proc/self/status:Pid:  23946\n/proc/23946/status:Pid: 23946\n

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请注意，这种行为是 bash 特定的。对于/bin/dash基于 Debian 的发行版（在 中也很明显strace）：

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$ sh -c \'grep "^Pid:" /proc/self/status /proc/$$/status\'\n/proc/self/status:Pid:  24188\n/proc/24187/status:Pid: 24187\n

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Answer 2

的输出pstree具有误导性。

bash -c "sleep 10000 "

确实创建了一个 bash 子进程。但该进程不会创建另一个子进程。sleep因为运行shell后无需再执行任何操作，因此无需先分叉即可直接execve()进行操作sleep。

因为速度太快了，您只能看到execvein之后的结果pstree。

但在

bash -c "sleep 10000; sleep 99999 "

case 新的 bash 分叉两次，每个命令一次。它也可以执行execve最后一个命令，而不是首先分叉。我不知道为什么没有。

这种情况和重定向情况可能只是需要分叉时的检测问题。