如果在执行过程中编辑脚本会怎样？

我有一个普遍的问题，这可能是对Linux中如何处理进程的误解的结果。

出于我的目的，我将定义一个“脚本”作为bash代码的片段，该片段保存到文本文件中，并且为当前用户启用了执行权限。

我有一系列脚本相互调用。为了简单起见，我将它们称为脚本A，B和C。脚本A执行一系列语句，然后暂停，然后执行脚本B，然后暂停，然后执行脚本C。换句话说，该系列步骤如下：

运行脚本A：

1. 一系列声明
2. 暂停
3. 运行脚本B
4. 暂停
5. 运行脚本C

从经验中我知道，如果我运行脚本A直到第一次暂停，然后在脚本B中进行编辑，那么当我允许恢复执行时，这些编辑将反映在代码的执行中。同样，如果在脚本A仍暂停的状态下对脚本C进行编辑，然后在保存更改后继续执行，这些更改将反映在代码的执行中。

那么，这是一个真正的问题，有什么办法可以在脚本A仍在运行时对其进行编辑？还是一旦开始执行便无法进行编辑？

在Unix中，大多数编辑器通过创建一个包含已编辑内容的新临时文件来工作。保存编辑后的文件后，将删除原始文件，并将临时文件重命名为原始名称。（当然，有各种防止数据丢失的保护措施。）例如，这是（sed或实际上）不是“就地”标志perl由-i（“就地”）标志调用时使用的样式。它应该被称为“旧名称的新地方”。

这是行之有效的，因为unix确保（至少对于本地文件系统而言）打开的文件一直存在，直到关闭为止，即使该文件被“删除”并创建了一个具有相同名称的新文件。（实际上，unix系统对“删除”文件的调用实际上被称为“ unlink”。）因此，通常来说，如果外壳解释器打开了某些源文件，并且您以上述方式“编辑”该文件，由于它仍然打开了原始文件，因此外壳什至看不到更改。

[注：与所有基于标准的注释一样，以上内容可能有多种解释，并且存在各种不同的情况，例如NFS。欢迎学友在注释中添加例外。]

当然，可以直接修改文件。这对于编辑目的不是很方便，因为尽管您可以覆盖文件中的数据，但是如果不移动所有后续数据就无法删除或插入，这意味着需要进行大量重写。此外，当您执行此转换时，文件的内容将是不可预测的，打开文件的进程将受到影响。为了避免这种情况（例如，与数据库系统一样），您需要一套复杂的修改协议和分布式锁。这些东西远远超出了典型文件编辑实用程序的范围。

因此，如果要在外壳处理文件的同时编辑文件，则有两个选择：

1. 您可以追加到文件。这应该一直有效。

2. 您可以使用长度完全相同的新内容覆盖文件。根据外壳程序是否已经读取文件的那部分，这可能行不通。由于大多数文件I / O都涉及读取缓冲区，并且由于我所知道的所有外壳程序在执行前都读取了整个复合命令，因此您几乎不可能摆脱这种情况。这肯定是不可靠的。

我不知道Posix标准中的任何措辞，实际上这要求在执行文件时将其附加到脚本文件中，因此它可能不适用于每个符合Posix的Shell，而对于当前提供的几乎几乎所有内容来说，则更是如此。有时是posix兼容的shell。YMMV。但据我所知，它确实可以与bash一起使用。

作为证据，这是臭名昭著的99瓶bash啤酒程序的“无循环”实现，该程序dd用于覆盖和追加（覆盖是安全的，因为它替代了当前正在执行的行，该行始终是当前执行的行）文件，并且注释的长度完全相同；我这样做是为了可以在不进行自我修改的情况下执行最终结果。）

#!/bin/bash
if [[ $1 == reset ]]; then
  printf "%s\n%-16s#\n" '####' 'next ${1:-99}' |
  dd if=/dev/stdin of=$0 seek=$(grep -bom1 ^#### $0 | cut -f1 -d:) bs=1 2>/dev/null
  exit
fi

step() {
  s=s
  one=one
  case $beer in
    2) beer=1; unset s;;
    1) beer="No more"; one=it;;
    "No more") beer=99; return 1;;
    *) ((--beer));;
  esac
}
next() {
  step ${beer:=$(($1+1))}
  refrain |
  dd if=/dev/stdin of=$0 seek=$(grep -bom1 ^next\  $0 | cut -f1 -d:) bs=1 conv=notrunc 2>/dev/null
}
refrain() {
  printf "%-17s\n" "# $beer bottles"
  echo echo ${beer:-No more} bottle$s of beer on the wall, ${beer:-No more} bottle$s of beer.
  if step; then
    echo echo Take $one down, pass it around, $beer bottle$s of beer on the wall.
    echo echo
    echo next abcdefghijkl
  else
    echo echo Go to the store, buy some more, $beer bottle$s of beer on the wall.
  fi
}
####
next ${1:-99}   #

bash 确保执行命令之前读取命令有很长的路要走。

例如在：

cmd1
cmd2

外壳程序将按块读取脚本，因此很可能读取了两个命令，解释了第一个命令，然后返回到cmd1脚本的末尾，然后再次读取脚本以读取cmd2并执行脚本。

您可以轻松地验证它：

$ cat a
echo foo | dd 2> /dev/null bs=1 seek=50 of=a
echo bar
$ bash a
foo

（尽管看一下strace输出，似乎比几年前尝试做的更花哨的事情（例如多次读取数据，查找...），所以上面关于回溯的陈述可能不再适用于新版本）。

但是，如果您将脚本编写为：

{
  cmd1
  cmd2
  exit
}

外壳将必须读取结束符}，将其存储在内存中并执行它。由于存在exit，shell将不再从脚本中读取内容，因此您可以在解释shell时安全地对其进行编辑。

或者，在编辑脚本时，请确保编写脚本的新副本。外壳将继续读取原始的外壳（即使已删除或重命名）。

要做到这一点，重命名the-script，以the-script.old复制the-script.old到the-script和编辑它。

实际上，没有安全的方法可以在脚本运行时对其进行修改，因为Shell可以使用缓冲来读取文件。此外，如果通过用新文件替换脚本来修改脚本，则Shell通常仅在执行某些操作后才读取新文件。

通常，当在执行过程中更改脚本时，shell最终会报告语法错误。这是由于以下事实：当外壳程序关闭并重新打开脚本文件时，它将使用文件中的字节偏移量在返回时重新定位自身。

您可以通过在脚本上设置陷阱，然后使用exec来拾取新的脚本内容来解决此问题。但是请注意，该exec调用从头开始启动脚本，而不是从运行过程中到达的位置启动脚本，因此脚本B将被调用（依此类推）。

#! /bin/bash

CMD="$0"
ARGS=("$@")

trap reexec 1

reexec() {
    exec "$CMD" "${ARGS[@]}"
}

while : ; do sleep 1 ; clear ; date ; done

这将继续在屏幕上显示日期。然后，我可以编辑脚本并更改date为echo "Date: $(date)"。将其写出后，运行脚本仍仅显示日期。如果我发送设置trap为捕获的信号，脚本将如何exec（用指定的命令替换当前正在运行的进程），即命令$CMD和参数$@。您可以通过发出kill -1 PID-其中PID是正在运行的脚本的PID- 来执行此操作，并且输出更改将显示Date:在date命令输出之前。

您可以将脚本的“状态”存储在一个外部文件（例如/ tmp）中，并读取内容以了解重新执行该程序时在何处“恢复”。然后，您可以添加其他陷阱终止（SIGINT / SIGQUIT / SIGKILL / SIGTERM）来清除该tmp文件，以便在中断“脚本A”后重新启动时，它将从头开始。有状态版本将类似于：

#! /bin/bash

trap reexec 1
trap cleanup 2 3 9 15

CMD="$0"
ARGS=("$@")
statefile='/tmp/scriptA.state'
EXIT=1

reexec() { echo "Restarting..." ; exec "$CMD" "${ARGS[@]}"; }
cleanup() { rm -f $statefile; exit $EXIT; }
run_scriptB() { /path/to/scriptB; echo "scriptC" > $statefile; }
run_scriptC() { /path/to/scriptC; echo "stop" > $statefile;  }

while [ "$state" != "stop" ] ; do

    if [ -f "$statefile" ] ; then
        state="$(cat "$statefile")"
    else
        state='starting'
    fi

    case "$state" in
        starting)         
            run_scriptB
        ;;
        scriptC)
            run_scriptC
        ;;
    esac
done

EXIT=0
cleanup