如何检测子Shell和子进程

我们都知道使用 $ 变量可以获取当前进程的 ID，我在父 Shell 和子 Shell 中都输出 $ 的值，只要它们不一样，不就是创建了一个新的进程吗？那我们就来试一下吧。

[mozhiyan@localhost ~]$ echo $$  #父Shell PID
3299
[mozhiyan@localhost ~]$ (echo $$)  #组命令形式的子Shell PID
3299
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "http://c.biancheng.net" | { echo $$; }  #管道形式的子Shell PID
3299
[mozhiyan@localhost ~]$ read < <(echo $$)  #进程替换形式的子Shell PID
[mozhiyan@localhost ~]$ echo $REPLY
3299

你看，子 Shell 和父 Shell 的 ID 都是一样的，哪有产生新进程了？作者你是不是骗人呢？

其实不是我骗人，而是你掉坑里了，因为 $ 变量在子 Shell 中无效！Base 官方文档说，在普通的子进程中，$ 确实被展开为子进程的 ID；但是在子 Shell 中，$ 却被展开成父进程的 ID。

除了 $，Bash 还提供了另外两个环境变量——SHLVL 和 BASH_SUBSHELL，用它们来检测子 Shell 非常方便。

SHLVL 是记录多个 Bash 进程实例嵌套深度的累加器，每次进入一层普通的子进程，SHLVL 的值就加 1。而 BASH_SUBSHELL 是记录一个 Bash 进程实例中多个子 Shell（sub shell）嵌套深度的累加器，每次进入一层子 Shell，BASH_SUBSHELL 的值就加 1。

1) 我们还是用实例来说话吧，先说 SHLVL。创建一个脚本文件，命名为 test.sh，内容如下：

#!/bin/bash
echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"

然后打开 Shell 窗口，依次执行下面的命令：

[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
2  0
[mozhiyan@localhost ~]$ bash  #执行bash命令开启一个新的Shell会话
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
3  0
[mozhiyan@localhost ~]$ bash ./test.sh  #通过bash命令运行脚本
4  0
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
3  0
[mozhiyan@localhost ~]$ chmod +x ./test.sh  #给脚本增加执行权限
[mozhiyan@localhost ~]$ ./test.sh
4  0
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
3  0
[mozhiyan@localhost ~]$ exit  #退出内层Shell
exit
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
2  0

SHLVL 和 BASH_SUBSHELL 的初始值都是 0，但是输出结果中 SHLVL 的值从 2 开始，我猜测 Bash 在初始化阶段可能创建了子进程，我们暂时不用理会它，将关注点放在值的变化上。

仔细观察的读者应该会发现，使用 bash 命令开启新的会话后，需要使用 exit 命令退出才能回到上一级 Shell 会话。

bash ./test.sh和chmod +x ./test.sh; ./test.sh这两种运行脚本的方式，在脚本运行期间会开启一个子进程，运行结束后立即退出子进程。

2) 再说一下 BASH_SUBSHELL，请看下面的命令：

[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
2  0
[mozhiyan@localhost ~]$ (echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")  #组命令
2  1
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "hello" | { echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"; }  #管道
2  1
[mozhiyan@localhost ~]$ var=$(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")  #命令替换
[mozhiyan@localhost ~]$ echo $var
2 1
[mozhiyan@localhost ~]$ ( ( ( (echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL") ) ) )  #四层组命令
2  4

你看，组命令、管道、命令替换这几种写法都会进入子 Shell。

注意，“进程替换”看起来好像产生了一个子 Shell，其实只是玩了一个障眼法而已。进程替换只是借助文件在()内部和外部的命令之间传递数据，但是它并没有创建子 Shell；换句话说，()内部和外部的命令是在一个进程（也就是当前进程）中执行的。

我们不妨来实际检测一下：

[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
2  0
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "hello" > >(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")
2  0

SHLVL 和 BASH_SUBSHELL 变量的值都没有发生改变，说明进程替换既没有进入子进程，也没有进入子 Shell。