通过一个脚本搞懂fork、source和exec

前言

这是一个经常在面试时被问到的一个问题，对于刚刚接触shell的初学者来说，确实不太好搞明白这三者的区别，下面我通过两个脚本来帮助你理解它们。

前置知识点

1）我们所执行的任何程序，都是由父进程(parent process)所产生出来的一个子进程(child process)，子进程在结束后，将返回到父进程去。此现像在Linux系统中被称为fork。当子进程被产生的时候，将会从父进程那里获得一定的资源分配、以及继承父进程的环境（ 如环境变量）。

2）环境变量大体可以分为三类：

• 内置变量：系统提供，不用定义，不能修改，比如$#，$?，$*，$0等
• 环境变量：系统提供，不用定义，可以修改，当前进程及其子进程中使用，比如PATH，PWD，SHELL等
• 用户变量（本地变量）：用户定义，可以修改，在当前进程使用，比如var=123等

3）环境变量只能从父进程到子进程单向继承。换句话说：在子进程中的环境如何变更，均不会影响父进程的环境。

4）先准备两个示例脚本：

vi 1.sh ##内容如下

#!/bin/bash
A=aminglinux
echo "PID for 1.sh before exec/source/fork:$$"
export A
echo "1.sh: $A is $A"


case $1 in
    fork)
        echo "using fork"
        bash 2.sh
        ;;
    source)
        echo "using source"
        source 2.sh
        ;;
    exec)
        echo "using exec"
        exec ./2.sh
        ;;
    *)
        echo "using fork"
        bash 2.sh
        ;;
esac


echo "PID for 1.sh after exec/source/fork:$$"
echo"1.sh:$Ais$A"

vi 2.sh ##内容如下

#!/bin/bash
echo "PID for 2.sh: $$"
echo "2.sh get $A=$A from 1.sh"
A=ops
export A
echo "2.sh: $A is $A"

给两个脚本执行权限

chmod +x 1.sh 2.sh

Fork

Fork，字面上就是派生的意思，在当前shell中（可以是脚本，也可以是命令行终端）去执行一个bash命令，那么就会派生一个sub-shell，也就是所谓的子shell。这个过程就是fork。Fork模式下，子shell会继承父shell的环境变量、用户变量，当子shell结束时，子shell里面产生的环境变量并不会带到父shell中。通过执行示例脚本，来验证上面的结论：

bash 1.sh fork

1）1.sh的PID为15242也就是父shell的PID，而2.sh的PID为15243，这个是子shell的PID。2）在1.sh里定义了变量A，值为aminglinux，然后fork了一个子shell去执行了2.sh，在2.sh里变量A的值是ops，但是当2.sh执行完后，再回到1.sh，变量A的值依然是aminglinux。

Source

Source模式下，子shell执行时获取的环境变量会会影响到父shell。与fork的区别在于，不会额外打开一个sub-shell来执行被调用的脚本，而是在同一个shell中执行。所以，被调用的脚本中声明的变量和环境变量, 都可以在主脚本中得到和使用。

下面来执行下示例脚本：

bash 1.sh source

1）无论1.sh还是2.sh，PID都是17164，这说明source并不会开启sub-shell，而是和父shell使用了同一个进程。

2）source 2.sh后，变量A的值变成了ops，而后也被带到了1.sh里。

Exec

Exec模式下，一旦执行了子shell，就不会再去执行父shell了。它与fork不同，不需要新开一个sub-shell来执行被调用的脚本，被调用的脚本与父shell在同一个shell内执行，这个特性和source一样。但是使用exec调用一个新脚本后, 父shell中exec之后的内容就不会再执行了。

我们来看示例脚本执行结果：

bash 1.sh exec

1）1.sh和2.sh的PID都是18633，这说明exec和source一样，并不会开启sub-shell，而是和父shell使用了同一个进程。

2）exec调用完2.sh之后，脚本就结束了，没有再继续，这是exec的特性！

总结

• source命令: 不创建子进程，在当前Shell进程中执行脚本，会将新的环境变量传递到当前shell来。
• exec命令: 不创建子进程, 在当前Shell进程中执行脚本，父脚本中exec行之后的内容不会执行。
• fork属于系统调用, 会创建一个子进程, 父进程会阻塞等待子进程执行结束, 然后继续往下执行，子进程里的环境变量不影响父进程。

审核编辑 ：李倩