如何檢測子Shell和子進程？

上節我們說了子 shell 和子進程的區別，這節就來看一下如何檢測它們。

我們都知道使用 $ 變量可以獲取當前進程的 ID，我在父 Shell 和子 Shell 中都輸出 $ 的值，只要它們不一樣，不就是創建了一個新的進程嗎？那我們就來試一下吧。

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

你看，子 Shell 和父 Shell 的 ID 都是一樣的，哪有產生新進程了？作者你是不是騙人呢？

其實不是我騙人，而是你掉坑里了，因為 $ 變量在子 Shell 中無效！Base 官方文檔說，在普通的子進程中，$ 確實被展開為子進程的 ID；但是在子 Shell 中，$ 卻被展開成父進程的 ID。

除了 $，Bash 還提供了另外兩個環境變量——SHLVL 和 BASH_SUBSHELL，用它們來檢測子 Shell 非常方便。

SHLVL 是記錄多個 Bash 進程實例嵌套深度的累加器，每次進入一層普通的子進程，SHLVL 的值就加 1。而 BASH_SUBSHELL 是記錄一個 Bash 進程實例中多個子 Shell（sub shell）嵌套深度的累加器，每次進入一層子 Shell，BASH_SUBSHELL 的值就加 1。

1) 我們還是用實例來說話吧，先說 SHLVL。創建一個腳本文件，命名為 test.sh，內容如下：

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

然后打開 Shell 窗口，依次執行下面的命令：

[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
2  0
[mozhiyan@localhost ~]$ bash  #執行bash命令開啟一個新的Shell會話
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
3  0
[mozhiyan@localhost ~]$ bash ./test.sh  #通過bash命令運行腳本
4  0
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
3  0
[mozhiyan@localhost ~]$ chmod +x ./test.sh  #給腳本增加執行權限
[mozhiyan@localhost ~]$ ./test.sh
4  0
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
3  0
[mozhiyan@localhost ~]$ exit  #退出內層Shell
exit
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
2  0

SHLVL 和 BASH_SUBSHELL 的初始值都是 0，但是輸出結果中 SHLVL 的值從 2 開始，我猜測 Bash 在初始化階段可能創建了子進程，我們暫時不用理會它，將關注點放在值的變化上。

仔細觀察的讀者應該會發現，使用 bash 命令開啟新的會話后，需要使用 exit 命令退出才能回到上一級 Shell 會話。

bash ./test.sh和chmod +x ./test.sh; ./test.sh這兩種運行腳本的方式，在腳本運行期間會開啟一個子進程，運行結束后立即退出子進程。

2) 再說一下 BASH_SUBSHELL，請看下面的命令：

[mozhiyan@localhost ~]$ echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"
2  0
[mozhiyan@localhost ~]$ (echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")  #組命令
2  1
[mozhiyan@localhost ~]$ echo "hello" | { echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL"; }  #管道
2  1
[mozhiyan@localhost ~]$ var=$(echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL")  #命令替換
[mozhiyan@localhost ~]$ echo $var
2 1
[mozhiyan@localhost ~]$ ( ( ( (echo "$SHLVL  $BASH_SUBSHELL") ) ) )  #四層組命令
2  4

你看，組命令、管道、命令替換這幾種寫法都會進入子 Shell。

注意，“進程替換”看起來好像產生了一個子 Shell，其實只是玩了一個障眼法而已。進程替換只是借助文件在()內部和外部的命令之間傳遞數據，但是它并沒有創建子 Shell；換句話說，()內部和外部的命令是在一個進程（也就是當前進程）中執行的。

我們不妨來實際檢測一下：

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

SHLVL 和 BASH_SUBSHELL 變量的值都沒有發生改變，說明進程替換既沒有進入子進程，也沒有進入子 Shell。