nohup与前台后台操作

1. & 符号和 nohup 命令：后台运行进程

我们到目前为止用终端做的事情都是目所能及的，也就是说：我们运行的命令都是在前台可见的。

这样的一个好处是我们可以看到命令运行的过程，有什么问题可以及时发现。但是也有缺陷，例如有的命令运行耗时良久，我们又不想无所事事，怎么办呢？难道我开一个终端专门执行一个耗时命令，然后为了能做其他事情，我再启动一个终端，那也很不方便。

事实上，我们可以在同一个终端中同时运行好几个命令。怎么做呢？就需要用到后台进程的概念。

前台进程和后台进程

默认情况下，用户创建的进程都是前台进程。前台进程从键盘读取数据，并把处理结果输出到显示器。

我们可以看到前台进程的运行过程。例如，使用 ls 命令来遍历当前目录下的文件。

ls

这个程序就运行在前台，它会直接把结果输出到显示器。如果 ls 命令需要数据（实际上不需要），那么它会等待用户从键盘输入。

当程序运行在前台时，由于命令提示符（$）还未出现，用户不能输入其他命令；即使程序需要运行很长时间，也必须等待程序运行结束才能输入其他命令。

后台进程与键盘没有必然的关系。当然，后台进程也可能会等待键盘输入。

后台进程的优点是不必等待程序运行结束就可以输入其他命令。

那么怎么使一个进程（程序的实例）运行在后台呢？

& 符号：在后台运行进程

前面说过，让一个进程在后台运行有几种方法。

我们带大家来学习第一种，很简单：就是在你要运行的命令最后加上 & 这个符号。

我们可以用熟悉的 cp 命令做例子。例如，我运行 cp 命令来拷贝文件：emacs 的软件包。当然了，你可以用其他文件来测试。

cp emacs-26.2.tar.gz emacs-26.2-copy.tar.gz &

命令最后加了 & 符号，运行时此进程就成为了后台进程。终端输出了一些信息：

[1] 2051

[1] ：这是此终端的后台进程的标号。因为这是第一个后台进程，所以标号为 1。
2051 ：这是进程号（PID），如果你想要结束这个后台进程，你可以用 kill 命令：
```
kill 2051
```

我们虽然看不到这个拷贝进程的“所作所为”，但它确实在后台默默进行着文件的拷贝。

可以看到，终端显示了：

[1]+  Done    cp emacs-26.2.tar.gz emacs-26.2-copy.tar.gz

Done 是英语“完成的”的意思，表示这个后台进程的任务已经完成了。

nohup 命令：使进程与终端分离

& 符号虽然常用，但却有一个不可忽视的缺点：后台进程与终端相关联。一旦终端关闭或者用户登出，进程就自动结束。

如果我们想让进程在以上情况下仍然继续在后台运行，那么我们须要用到 nohup 命令。

当用户注销（logout）或者网络断开时，终端会收到 HUP（是 hangup 的缩写，英语“挂断”的意思）信号从而关闭其所有子进程；终端被关闭时也会关闭其子进程。

我们可以用 nohup 命令使命令不受 HUP 信号影响。

我们用 man 来看一下 nohup 命令的解释：

nohup 命令的简单描述如下：

run a command immune to hangups, with output to a non-tty

翻译出来大致就是：“使得运行的命令不受 hangup 信号影响，而且输出会存放到一个非 tty 中”。

nohup 命令的用法很简单：在 nohup 命令之后接要运行的命令。例如，我们可以用 nohup 配合 cp 命令来实现文件的拷贝（这次拷贝的是 node.js 的源码。当然了，你可以用其他文件来测试）：

nohup cp node-v10.15.3.tar.gz node-v10.15.3-copy.tar.gz

可以看到这次的输出信息是：“ignoring input and appending output to nohup.out”。

大致意思是：“忽略输入，把输出追加到 nohup.out 文件中”。

使用 nohup 命令后，输出会被默认地追加写入到一个叫 nohup.out 的文件里。

现在，我们的进程已经不受终端关闭或者用户断开连接的影响了，会一直运行。当然了，用 kill 命令还是可以结束此进程的。要获知进程号，可以用我们之前学过的 ps 命令配合 grep 来查找。

ps -ax | grep command

上面命令里的 command 指代 nohup 后面跟着的命令。

nohup 命令相当有用。想象以下场景：

我登录远程服务器，然后运行了一个耗时命令，或者一个需要一直运行的命令，例如一个游戏的服务器程序。这时假如我掉线了，或者我不小心用 exit 命令退出了登录。那么这个耗时命令也会中止运行。那就很麻烦了。而且，如果这个程序本应该一直运行很久的，我也不可能一直保持登录状态等它结束啊。
我家里还有老婆孩子呢，不能不去做饭啊，我要下班… 开个小玩笑。

幸好，nohup 命令解决了这样的难题。

一般我们也会把 nohup 和 & 一起使用，例如：

nohup cp node-v10.15.3.tar.gz node-v10.15.3-copy.tar.gz &

2. Ctrl + Z，jobs，bg 和 fg 命令：控制进程的前后台切换

我们来考虑一种情况：假如你要将进程转到后台运行，但是执行命令时忘记了在最后加上 & 符号。

如何再使此进程转为后台进程呢？有几种方法。我们一一来学习。

Ctrl + Z：转到后台，并暂停运行

我们用 top 命令来演示。运行：

top

因为 top 命令的作用是实时地显示各种系统信息和进程列表。这时，我们按下 Ctrl + Z 这个组合键

可以看到终端显示了：

[1]+ Stopped top

这行信息。

stopped 是英语“停止的”的意思，我们又看到 [1] 这个熟悉的信息，表示这是此终端第一个后台进程。

所以表示 top 命令被放到了后台，此进程还是驻留在内存中，但是被暂停运行了。这个时候命令提示符又出现了，我们可以做其他事情了。

bg 命令：使进程转到后台

经过上面的 Ctrl + Z 操作，我们可怜的 top 进程已经被“打入冷宫”（转入后台，并且被暂停运行了）。

但是皇后不甘心啊：“臣妾虽然做不到，但即使在冷宫中，我也要工于心计、运筹帷幄，以期早日打败甄嬛。”

那怎么办呢？可以运行 bg 命令。

就是很简单地输入 bg，然后回车。bg 是英语 background 的缩写，表示“后台”。

bg 命令的作用是将命令转入后台运行。假如命令已经在后台，并且暂停着，那么 bg 命令会将其状态改为运行。

不加任何参数，bg 命令会默认作用于最近的一个后台进程，也就是刚才被 Ctrl + Z 暂停的 top 进程。如果后面加 %1，%2 这样的参数（不带 %，直接 1，2 这样也可以），则是作用于指定标号的进程。因为进程转入后台之后，会显示它在当前终端下的后台进程编号。例如目前 top 进程转入了后台，它的进程编号是 1（可以由 [1]+ 推断）。依次类推，bg %2 就是作用于编号为 2 的后台进程。

补充一些知识：

Linux 中，进程有 5 种状态：

运行 (正在运行或在运行队列中等待)

中断 (休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号)

不可中断 (收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生)

僵死 (进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程使用 wait4() 系统调用后释放)

停止 (进程收到 SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU 信号后停止运行)

ps 命令标识进程的 5 种状态码如下：

D 不可中断 uninterruptible sleep (usually IO)

R 运行 runnable (on run queue)

S 中断 sleeping

T 停止 traced or stopped

Z 僵死 a defunct (“zombie”) process

jobs 命令：显示后台进程状态

这个命令很强大，毕竟和乔布斯乔老爷子（乔布斯的英文就是 jobs，全名是 Steve Jobs。job 是英语“工作”的意思，jobs 是复数形式）一样名字么。

jobs 命令的作用是显示当前终端里的后台进程状态。虽然我们可以用 ps 命令来查看进程状态，但是 ps 命令输出的进程列表太长了。

jobs 命令的输出共分三列，我们逐列来说明：

显示后台进程标号：比如上例中 top 进程的标号是 1，grep 进程的标号是 2，如果还有其他后台进程，那么就会有 [3]，[4]等等。这个标号和 PID（进程号）是不一样的。这个标号只是显示当前终端下的后台进程的一个编号；
显示后台进程状态：比如 Stopped 是“停止的”的意思，Running 是“运行的”的意思。还有其他状态；
命令本身。

fg 命令：使进程转到前台

fg 是英语 foreground 的意思，表示“前台”。

与 bg 命令相反，fg 命令的作用是：使进程转为前台运行。

用法也很简单，和 bg 一样，如果不加参数，那么 fg 命令作用于最近的一个后台进程；如果加参数，如 %2，那么表示作用于本终端中第二个后台进程。

解释一下上图：

如果我们运行一个程序，默认情况下，它会成为一个前台运行的进程。我们可以按组合键 Ctrl + C 来销毁此进程。
我们也可以使此进程在后台运行。假如运行程序时就用 & 放在命令最后，那么进程就会在后台运行。
假如在进程运行起来后，按 Ctrl + Z，则进程会转到后台，并且停止。此时如果运行 bg 命令，则进程重新运行，并继续在后台。
fg 命令可以使进程转到前台，并且运行。

花点时间好好理解一下这个状态图。这个图很重要，几乎概括了后台前台进程切换的所有情况。

小结

我们可以使程序在后台运行，成为后台进程。这样在当前终端中我们就可以做其他事了，而不必等待此进程运行结束。
为了使一个程序在后台运行，可以在命令的最后加上 & 这个符号。但是，如果你关闭终端或退出登录，此后台进程还是会结束。为了将后台进程与本终端分离，可以使用 nohup 命令，使得进程不再受终端关闭或用户登出的影响。
如果你运行了一个前台进程，但是想要将其转为后台运行进程。你可以先用 Ctrl + Z 组合键将其转为后台暂停，然后运行 bg 命令使其在后台重新运行。如果你要将一个后台命令（不管它是后台运行还是后台暂停）重新转为前台运行，只要用 fg 命令就可以了。