Почему bash (выполняющий скрипт) остается в передней группе при выполнении команд в скрипте?

Вопрос или проблема

Я использую следующую версию bash:

GNU bash, version 5.1.16(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)

Когда я запускаю какую-либо команду (например, ./hiprogram) непосредственно из терминала, bash порождает свой процесс, выполняет команду, и одновременно помещает новый процесс в новую группу, которая становится передним планом, перемещая свою группу в фон.

Однако, когда я создаю скрипт, который выполняет ./hiprogram, тогда bash (который выполняет скрипт) порождает/выполняет свой процесс таким же образом, но теперь bash остаётся в той же группе, что и команда, и, таким образом, остаётся в группе переднего плана, почему?

Единственная причина, которую я вижу для этого, заключается в том, что bash, выполняющий скрипт, должен иметь возможность получать сигналы, предназначенные для группы переднего плана, такие как CTRL+C, и правильно на них реагировать (для CTRL+C это означало бы остановку дальнейшего выполнения скрипта). Это единственная причина? Искусственные интеллекты говорят, что bash, выполняющий скрипт, также остаётся в группе переднего плана для управления заданиями, но это объяснение мне не совсем понятно — в конце концов, управление заданиями работает отлично в первом случае, когда команды выполняются непосредственно из терминала и bash не является частью группы переднего плана.

Процесс Bash, выполняющий интерактивную оболочку, является контроллером заданий, тогда как процесс Bash, выполняющий скрипт, является просто частью той же задачи, что и другие программы, выполняемые этим скриптом. Будучи неинтерактивным, он не выполняет никакого управления заданиями – в конце концов, сам скрипт и является задачей – и, по сути, я думаю, что он даже не имеет способности делать это, так как он не является лидером сессии (родительская интерактивная оболочка является таковой).

Ответ или решение

Теория

Когда вы запускаете команду непосредственно из терминала в Bash, процесс оболочки Bash (в вашем случае GNU Bash версии 5.1.16) создает дочерний процесс с помощью системного вызова fork и затем заменяет его новым процессом с помощью exec. Этот новый процесс обычно создается в составе новой группы процессов, которая становится активной, тогда как сам Bash перемещает свою собственную группу в фон. Это стандартное поведение для управления заданиями в Unix-подобных операционных системах, которое позволяет пользователю продолжать работу с другими задачами в аналоговом сеансе.

Однако, когда идет речь о выполнении скрипта, ситуация меняется. Скрипт считается единицей обработки, и для его выполнения Bash должен полностью овладеть управлением, оставаясь в той же группе процессов, что и запускаемые в нем команды. Это обусловлено несколькими причинами:

Перехват сигналов: Как вы упомянули, одна из причин – это необходимость корректной обработки сигналов, таких как CTRL+C. Когда Bash остается в группе процессов вместе с исполняемыми командами, он способен обрабатывать сигналы, которые подаются на всю группу как единое целое. В случае скрипта, Bash получает возможность управлять поведением на уровне исполняемого файла, такими как предложение завершить выполнение скрипта при получении определенного сигнала.
Управление выполнением: Хотя вы выразили сомнения по поводу управления заданиями, нужно учитывать, что Bash, исполняющий скрипт, должен следить за состоянием выполнения каждой команды в скрипте. Это подразумевает мониторинг завершения команд, обработки их статусов выхода и передачи результатов в родительский процесс, чтобы поддерживать целостность исполнения скрипта.

Пример

Рассмотрим пример. Вы запускаете команду напрямую из интерактивной оболочки Bash: ./hiprogram. На уровне операционной системы это выглядит следующим образом:

Bash (интерактивная оболочка) выполняет fork, создаёт дочерний процесс.
Дочерний процесс выполняет exec и заменяется ./hiprogram.
Новый процесс (./hiprogram) создается в своей собственной группе процессов, которая становится активной.

Теперь представьте, что вы создаёте скрипт run_script.sh, который запускает ту же команду:

#!/bin/bash
./hiprogram

Когда вы выполняете bash run_script.sh, происходит следующее:

Bash (интерактивная оболочка) создаёт дочерний процесс, который запускает новый скрипт.
Этот скрипт остаётся в той же группе процессов, что и запускаемые в нём команды, включая ./hiprogram.

Применение

Это поведение имеет практическое значение при разработке и выполнении автоматизированных скриптов. Рассмотрим ряд ситуаций, в которых это может быть полезно:

Обработка ошибок: Поскольку Bash остаётся в той же группе процессов со всеми командами скрипта, он способен контролировать и управлять ошибками, возникающими на любом этапе выполнения. В случае ошибки он может приостановить исполнение следующих команд или выполнить обработку ошибок по заранее заданным сценариям.
Синхронизация задач: При выполнении сложных скриптов с несколькими зависимыми задачами, Bash может гарантировать, что все процессы завершатся в ожидаемом порядке, обеспечивая синхронизацию их зависимости.
Управление конфиденциальностью данных: Будучи в активной группе процессов, Bash может выполнять задачи, требующие повышенного уровня контроля и защиты данных в соответствии с требованиями безопасности.
Медиатр сигналов: Как говорилось ранее, способность правильно обрабатывать сигналы, отправленные группе процессов, критически важна для предотвращения нежелательных сценариев прерывания выполнения и контроля над состоянием процессов.

В конечном счете, такое поведение Bash при исполнении скриптов предоставляет более высокий уровень контроля и управления, что делает выполнение скриптов более предсказуемым и устойчивым к ошибкам. Это поведение является следствием необходимости выдерживать баланс между удобством управления заданиями и точностью контроля выполнения, что выручает при работе с многоуровневыми сценариями автоматизации.