在使用管道命令的Bash脚本中忽略HUP信号

Question

我有以下脚本，无限期地监视/tmp目录，如果这个目录中有任何文件操作，那么文件名将被while循环读取，并用b字符替换文件名中的第一个a字符，然后将修改后的文件名记录在test.log文件中：

#!/bin/bash

trap ':' HUP
trap 'kill $(jobs -p)' EXIT

/usr/local/bin/inotifywait -q -m /tmp --format %f | 
  while IFS= read -r filename; do
    echo "$filename" | sed 's/a/b/' > test.log
  done

这是实际脚本的简化版本。我还有一个Sys-V类型的初始化脚本，因为我想保持LSB兼容性，所以我的初始化脚本有"force-reload"(如果服务支持，则重新加载配置。否则，服务将被重启。)选项，它会向脚本发送HUP信号。在执行"force-reload"之前，会执行"killproc -HUP test.sh"，此时"pstree"的输出如下：

# pstree -Ap 4424
test.sh(4424)-+-inotifywait(4425)
              `-test.sh(4426)
# 

执行 strace killproc -HUP test.sh 后，子 shell 被终止：

# pstree -Ap 4424
test.sh(4424)---inotifywait(4425)
# 

根据strace，killproc 发送 SIGHUP 信号给进程 4424 和 4426，但只有后者被终止。

在我的例子中，PID为4426 的子shell 的目的是什么，即为什么首先创建它？此外，是否有一种方式来忽略 HUP 信号？

- Martin

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我已经编辑了你的问题，包括相关标签和管道命令的使用。感谢赏金带来的额外声望。在许多以前的场合，我花费了很多时间撰写一个好的答案来回答我认为有趣的问题（比如这个问题） - 只是为了发现答案被大部分人忽略。看到我的努力得到一些赞赏是鼓舞人心的。 :) - Anthony Geoghegan

Answer 1

管道命令在子shell中运行

你的问题的第一部分是通过一个shell（在这种情况下是Bash）运行管道命令的机制来解释的。

管道是一种先进先出的单向进程间通信（IPC）通道：它允许字节被写入其中一端（只写端），从另一端（只读端）读取而无需读写物理文件系统。

管道线允许两个不同的命令通过一个匿名的或未命名的（即没有文件系统条目）管道进行通信。

当shell执行简单命令时，该命令在shell的子进程中运行。如果没有使用作业控制，当子进程终止时，shell将重新获得控制终端的控制权。

当两个命令在管道中运行时，管道中的两个命令都作为两个独立的子进程同时运行。

在Unix系统中，使用pipe(2)系统调用创建管道，它创建一个新的管道并返回一对文件描述符，其中一个引用管道的读取端，另一个引用写入端。

在GNU/Linux系统上使用Bash时，使用clone(2)系统调用创建子进程。这使得子进程可以与其父进程共享文件描述符表，以便两个子进程都继承匿名管道的文件描述符，以便一个进程可以从中读取，另一个进程可以向其中写入。

在你的情况下，inotifywait命令获取PID为4425，并通过连接其stdout到写端的文件描述符来写入管道的写入端。

同时，管道命令的右侧获得PID 4426，并将其stdin文件描述符设置为管道的只读端。由于管道命令的右侧子shell不是外部命令，表示子进程的名称与其父进程相同，即test.sh。

有关更多信息，请参见man 7 pipe和以下链接：

• 匿名管道, 维基百科文章
• Unix 管道, 维基百科文章

信号处理

我花了很长时间（实际上是几个小时的研究）才弄清楚为什么SIGHUP信号的陷阱没有被忽略。

所有的研究都表明，由clone(2)系统调用创建的子进程也应该能够共享父进程的信号处理程序表。

Bash手册还指出：

命令替换、用括号分组的命令和异步命令在一个子shell环境中被调用，该环境是shell环境的副本，但被shell捕获的陷阱被重置为shell从其启动父级继承的值。

它后来又说：

进入shell时忽略的信号不能被捕获或重置。在创建子shell或子shell环境时，未被忽略的已捕获信号会被重置为其原始值。

这表明子shell不会继承未被“忽略”的信号处理程序。据我所理解，您的trap ':' HUP行意味着SIGHUP信号（实际上）被忽略了（因为:内置函数除了返回成功之外什么也不做），从而应该被管道的子shell忽略。

然而，我最终发现了Bash手册中关于trap内置函数的描述，它定义了Bash所谓的“忽略”：

如果arg是空字符串，则每个sigspec指定的信号由shell和它调用的命令忽略。

简单地将trap命令更改为trap '' HUP可确保脚本本身和任何子shell都忽略SIGHUP信号。

- Anthony Geoghegan