Shell编程-11-子Shell和Shell嵌套

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什么是子Shell

    子Shell的概念其实是贯穿整个Shell的，如果想要更好的理解和写Shell脚本则必须要了解子Shell的相关知识。其概念如下所示：

• $BASH_SUBSHELL:查看从当前进程开始的子Shell层数
• $BASHPID:查看当前所处BASH的PID

在Linux系统中，系统运行的程序基本都是从CentOS 6.x(init)或CentOS7.x(systemd)PID为1的进程）继承而来的，所有的程序都可以看作为init的子进程。
# CentOS 6.x
[root@localhost data]# pstree -hp
init(1)─┬─NetworkManager(3643)
        ├─Xvnc(22811)
        ├─abrtd(4760)
        ├─acpid(3755)
        ├─atd(4801)
        ├─auditd(3392)───{auditd}(3393)
        ├─automount(3849)─┬─{automount}(3850)
        │                 ├─{automount}(3851)
        │                 ├─{automount}(3854)
        │                 └─{automount}(3857)
# CentOS 7.x
[root@localhost ~]# pstree -hp
systemd(1)─┬─ModemManager(1051)─┬─{ModemManager}(1068)
           │                    └─{ModemManager}(1076)
           ├─Xvnc(5563)─┬─{Xvnc}(5566)
           │            ├─{Xvnc}(5567)
           │            ├─{Xvnc}(5568)

子Shell产生的途径

通过后台作业：&

[root@localhost Test]# cat jobs.sh
#!/bin/bash
parentShell="ParentShell"
echo "Parent Shell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
# define subshell
{
 echo "SubShell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
 subShell="SubShell"
 echo "SubShell value: ${subShell}"
 echo "parentShell value: ${parentShell}"
# sleep 5
 echo "SubShell end and Level: $BASH_SUBSHELL "
} & # running in backgroud
echo "Parent end and Level:$BASH_SUBSHELL"

if [ -z "${subShell}" ]
  then
    echo "subShell is not defined in ParentShell"
else
  echo "subShell is defined in ParentShel"
fi
[root@localhost Test]# bash jobs.sh
Parent Shell start and Level:0
Parent end and Level:0
subShell is not defined in ParentShell
SubShell start and Level:1
SubShell value: SubShell
parentShell value: ParentShell
SubShell end and Level: 1

根据运行结果，结论如下所示：

• 在Shell中可以使用&产生子Shell
• 由&产生的子Shell可以直接引用父Shell的变量，而子Shell产生的变量不能被父Shell引用
• 在Shell中使用&可以实现多线程并发

通过管道：|

[root@localhost Test]# cat jobs.sh
#!/bin/bash
parentShell="ParentShell"
echo "Parent Shell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
# define subshell
echo "" |  # 管道
{
 echo "SubShell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
 subShell="SubShell"
 echo "SubShell value: ${subShell}"
 echo "parentShell value: ${parentShell}"
# sleep 5
 echo "SubShell end and Level: $BASH_SUBSHELL "
}
echo "Parent end and Level:$BASH_SUBSHELL"

if [ -z "${subShell}" ]
  then
    echo "subShell is not defined in ParentShell"
else
  echo "subShell is defined in ParentShel"
fi
[root@localhost Test]# bash jobs.sh
Parent Shell start and Level:0
SubShell start and Level:1
SubShell value: SubShell
parentShell value: ParentShell
SubShell end and Level: 1
Parent end and Level:0
subShell is not defined in ParentShell

根据运行结果，结论如下所示：

• 在Shell中可以使用管道产生子Shell
• 由管道产生的子Shell可以直接引用父Shell的变量，而子Shell产生的变量不能被父Shell引用
• 由管道产生的Shell是顺序执行的，仅能在子Shell执行完成后才能返回父Shell中继续执行，这一点也是与&最大的区别。

通过()

[root@localhost Test]# cat jobs.sh
#!/bin/bash
parentShell="ParentShell"
echo "Parent Shell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
# define subshell
(
 echo "SubShell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
 subShell="SubShell"
 echo "SubShell value: ${subShell}"
 echo "parentShell value: ${parentShell}"
# sleep 5
 echo "SubShell end and Level: $BASH_SUBSHELL "
)
echo "Parent end and Level:$BASH_SUBSHELL"

if [ -z "${subShell}" ]
  then
    echo "subShell is not defined in ParentShell"
else
  echo "subShell is defined in ParentShel"
fi
[root@localhost Test]# bash jobs.sh
Parent Shell start and Level:0
SubShell start and Level:1
SubShell value: SubShell
parentShell value: ParentShell
SubShell end and Level: 1
Parent end and Level:0
subShell is not defined in ParentShell

根据运行结果，结论如下所示：

• 在Shell中可以使用()产生子Shell
• 由()产生的子Shell可以直接引用父Shell的变量，而子Shell产生的变量不能被父Shell引用
• 由()产生的Shell是顺序执行的，仅能在子Shell执行完成后才能返回父Shell中继续执行，

通过调用外部Shell

[root@localhost Test]# cat subShell.sh parentShell.sh  -n
       # SubShell
     1  #!/bin/bash
     2   echo "SubShell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
     3   subShell="SubShell"
     4   echo "SubShell value: ${subShell}"
     5   echo "parentShell value: ${parentShell}"
     6   echo "parentExportShell value: ${parentExportShell}"
     7   if [ -z "${parentShell}"  ];then
     8      echo "parentShell value is : null"
     9   else
    10      echo "parentShell value is : "${parentShell}
    11   fi
    12
    13  # ParentShell
    14  #!/bin/bash
    15  parentShell="Parent"
    16  export parentExportShell="parentExportShell"
    17  echo "Parent Shell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
    18  bash ./subShell.sh # invoke subshell
    19  sleep 3
    20  echo "Parent Shell end and Level:"$BASH_SUBSHELL
    21  if [ -z "${subShell}" ]
    22    then
    23     echo "subShell is not defined in ParentShell"
    24  else
    25     echo "subShell is defined in ParentShell"
    26  fi
[root@localhost Test]# bash parentShell.sh
Parent Shell start and Level:0
SubShell start and Level:0
SubShell value: SubShell
parentShell value:
parentExportShell value: parentExportShell
parentShell value is : null
Parent Shell end and Level:0
subShell is not defined in ParentShell

根据运行结果，结论如下所示：

• 在Shell中可以通过外部Shell脚本产生子Shell
• 在调用外部Shell时，父Shell定义的变量不能被子Shell继承，如果要继承父Shell的变量，必须使用export使其成为全局环境变量。
• 调用外部Shell产生的Shell是顺序执行的，仅能在子Shell执行完成后才能返回父Shell中继续执行，

Shell脚本调用模式

    通常在大型的项目中，都会将较大模块进行拆分为多个小模块进行代码编写调试等。因此在一个Shell脚本中也不可能包含所有模块，一般都采用在一个脚本中去调用当前用到的脚本，这种被称之为Shell嵌套。在一个脚本中嵌套脚本的方式主要有fork、exec和source。

fork模式调用脚本

    fork模式是最普通的脚本调用方式。在使用该方式调用脚本时，系统会创建一个子Shell去调用脚本。其调用方式如下所示：

/bin/bash /path/shellscript.sh # 未给脚本添加执行权限时
或
/path/shellscript.sh # 脚本拥有执行权限时

exec模式调用脚本

    exec调用脚本时，不会开启一个新的子Shell来进行调用脚本，被调用的脚本和调用脚本在同一个Shell内执行。但需要注意的是使用exec调用新脚本后，在执行完新脚本的内容后，不再返回到调用脚本中执行后续未执行的内容，这也是与fork调用脚本的主要区别。其主要调用方式如下所示：

exec /path/shellscript.sh

source模式调用脚本

    source调用脚本时，也不会开启一个新的子Shell来执行被调用的脚本，同样也是在同一个Shell中执行，因此被调用脚本是可以继承调用脚本的变量、环境变量等。与exec调用方式的区别是，source在执行完被调用脚本的内容后，依然会返回调用脚本中，去执行调用脚本中未执行的内容。其主要调用方式如下所示：

source /path/shellscript.sh
或
. /path/shellscript.sh  # .和source是等价的

三种调用模式示例

    示例代码如下所示：

[root@localhost Test]# cat -n subShell.sh parentShell.sh
     1  #!/bin/bash
     2   echo "SubShell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
     3   echo "SubShell PID is:" $$
     4   subShell="SubShell"
     5   echo "SubShell value: ${subShell}"
     6   echo "parentShell value: ${parentShell}"
     7   echo "parentExportShell value: ${parentExportShell}"
     8   if [ -z "${parentShell}"  ];then
     9      echo "parentShell value is : null"
    10   else
    11      echo "parentShell value is : "${parentShell}
    12   fi
    13  #!/bin/bash
    14  # print usage
    15  function Usage() {
    16    echo "Usage:$0 {fork|exec|source}"
    17    exit 1
    18  }
    19  # print return variable
    20  function PrintPara() {
    21   if [ -z "${subShell}" ]
    22    then
    23     echo "subShell is not defined in ParentShell"
    24   else
    25     echo "subShell is defined in ParentShell "${subShell}
    26   fi
    27  }
    28  # invoke pattern
    29  function ParentFunction() {
    30    parentShell="Parent"
    31    export parentExportShell="parentExportShell"
    32    echo "Parent Shell start and Level:"$BASH_SUBSHELL
    33    echo "Parent PID is:"$$
    34    case "$1" in
    35      fork)
    36         echo "Using fork pattern"
    37         /bin/bash ./subShell.sh
    38         PrintPara ;;
    39      exec)
    40         echo "Using exec pattern"
    41         exec ./subShell.sh
    42         PrintPara ;;
    43      source)
    44         echo "Using source pattern"
    45         source ./subShell.sh
    46         PrintPara ;;
    47      *)
    48        echo "Input error ,usage is:" Usage
    49     esac
    50  }
    51  # check parameter number
    52  function CheckInputPara() {
    53    if [ $# -ne 1 ]
    54      then
    55        Usage
    56    fi
    57    ParentFunction $*
    58  }
    59  CheckInputPara $*

1、fork调用结果：

[root@localhost Test]# bash parentShell.sh fork
Parent Shell start and Level:0
Parent PID is:26413
Using fork pattern
SubShell start and Level:0
SubShell PID is: 26414
SubShell value: SubShell
parentShell value:
parentExportShell value: parentExportShell
parentShell value is : null
subShell is not defined in ParentShell

2、exec调用结果：

[root@localhost Test]# chmod +x subShell.sh
[root@localhost Test]# bash parentShell.sh exec
Parent Shell start and Level:0
Parent PID is:25543
Using exec pattern
SubShell start and Level:0
SubShell PID is: 25543
SubShell value: SubShell
parentShell value:
parentExportShell value: parentExportShell
parentShell value is : null

3、source调用结果：

[root@localhost Test]# bash parentShell.sh source
Parent Shell start and Level:0
Parent PID is:19955
Using source pattern
SubShell start and Level:0
SubShell PID is: 19955
SubShell value: SubShell
parentShell value: Parent
parentExportShell value: parentExportShell
parentShell value is : Parent
subShell is defined in ParentShell: SubShell

三种调用模式使用场景

• 1、fork模式使用场景

• 2、exec模式使用场景

• 3、source模式使用场景

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