《MissingSemester》笔记
进程的优雅谢幕与信号的低语
在计算机的宏大叙事中，进程如同舞台上的演员，各司其职，演绎着程序的华章。然而，任何剧目终有落幕之时，进程亦然。正如《MissingSemester》所述，我们通常使用 Ctrl-C 来终止进程，但其背后蕴藏的机制却鲜为人知。Ctrl-C 实质上是向进程发送了一个 SIGINT 信号，如同一个隐秘的指令，告知进程停止当前的工作。信号是UNIX系统中进程间通信的一种机制，当进程接收到信号时，便会中断当前执行，转而处理该信号，并据此改变自身的行为，如同接收到一份来自远方的指令。在某些情境下，SIGINT 可能失效，如同石沉大海，无法撼动进程的运行。此时，我们需要借助 SIGQUIT 信号，通过 Ctrl- 发送，以期强制结束进程。一个鲜活的例子是，一个Python脚本被编写为捕获并忽略SIGINT信号，使其对Ctrl-C指令免疫，唯有SIGQUIT方能使其停止运行。
此外，SIGTERM 信号扮演着更加通用和优雅的退出信号角色，类似于剧终时缓缓落下的帷幕。我们可以使用 kill -TERM <PID> 命令来发送此信号，其中 <PID> 是进程的身份标识。暂停进程则需要SIGSTOP信号，在终端中键入 Ctrl-Z 会发送 SIGTSTP 信号，即终端停止信号。我们可以使用 fg 或 bg 命令恢复暂停的工作，它们分别表示在前台继续或在后台继续。jobs 命令会列出当前终端会话中尚未完成的全部任务。
当然，进程的舞台并非总是风平浪静。有时，进程会进入后台，默默地执行任务，而不干扰前台的操作。通过在命令后添加 & 符号，我们可以让命令直接在后台运行，犹如一位隐形的助手，默默地完成任务。例如，我们可以输入 sleep 1000 & 命令，让系统在后台休眠1000秒，而我们则可以继续在前台进行其他操作。然而，后台进程仍然是终端进程的子进程，一旦关闭终端，它们也会随之消亡。为了避免这种情况发生，可以使用 nohup 命令来运行程序，或者使用 disown 命令来脱离终端的控制。这如同将舞台上的演员转移到另一个独立的舞台，使其不再受当前剧场的影响。举例来说，假设我们正在进行一项耗时较长的文件压缩任务，例如压缩一个高达10GB的视频文件🎬，我们可以使用如下命令：nohup tar -czvf archive.tar.gz video.mp4 &。这条命令会将压缩任务放到后台执行，并且忽略终端关闭信号，即使我们关闭终端窗口，压缩任务依然会持续进行，最终将压缩结果保存到 archive.tar.gz 文件中。
终端复用：掌控多重宇宙的钥匙
在使用命令行时，我们常常需要在多个任务之间切换，如同同时掌控多个平行宇宙。为了解决这个问题，《MissingSemester》向我们介绍了终端多路复用器，如 tmux，它可以让我们在同一个终端窗口中创建多个面板和标签页，从而同时与多个 shell 会话进行交互。这就像拥有了一把掌控多重宇宙的钥匙，让我们可以在不同的任务之间自由穿梭，而无需频繁地打开和关闭终端窗口。tmux 的快捷键需要我们掌握，它们都是类似 <C-b> x 这样的组合，即需要先按下 Ctrl+b，松开后再按下 x。tmux 中对象的继承结构如下：会话、窗口和面板。
- 会话 – 每个会话都是一个独立的工作区，其中包含一个或多个窗口
tmux开始一个新的会话tmux new -s NAME以指定名称开始一个新的会话tmux ls列出当前所有会话- 在
tmux中输入<C-b> d，将当前会话分离 tmux a重新连接最后一个会话。您也可以通过-t来指定具体的会话
- 窗口 – 相当于编辑器或是浏览器中的标签页，从视觉上将一个会话分割为多个部分
<C-b> c创建一个新的窗口，使用<C-d>关闭<C-b> N跳转到第 N 个窗口，注意每个窗口都是有编号的<C-b> p切换到前一个窗口<C-b> n切换到下一个窗口<C-b> ，重命名当前窗口<C-b> w列出当前所有窗口
- 面板 – 像 vim 中的分屏一样，面板使我们可以在一个屏幕里显示多个 shell
<C-b> "水平分割<C-b> %垂直分割
案例：Tmux与远程开发
假设我们正在进行一个Web应用的远程开发项目，需要同时运行多个服务：前端服务器、后端API服务器、数据库服务器和消息队列服务器。如果使用传统的终端窗口，我们需要打开四个不同的窗口来分别运行这些服务，这不仅繁琐，而且容易混淆。借助 tmux，我们可以创建一个名为 “webdev” 的会话，然后在该会话中创建四个窗口，分别运行这四个服务。例如，我们在第一个窗口中运行前端服务器：npm start，在第二个窗口中运行后端API服务器：python app.py，在第三个窗口中运行数据库服务器：docker-compose up，在第四个窗口中运行消息队列服务器：redis-server。通过 <C-b> c 创建新窗口，并通过 <C-b> N 切换窗口，我们可以轻松地监控和管理这些服务。此外，如果我们需要离开一段时间，可以使用 <C-b> d 将 tmux 会话分离，并在稍后使用 tmux attach -t webdev 重新连接。这样，即使我们关闭了终端窗口，所有的服务依然会在后台运行，而当我们重新连接时，所有的窗口和面板都会恢复到之前的状态。这种工作流大大提高了开发效率，避免了频繁地启动和停止服务，以及重新配置环境的麻烦。
这种技能在现实中尤为重要。例如，一位数据科学家👩🔬需要在远程服务器上训练一个深度学习模型，该模型需要运行数天才能完成。她可以使用 tmux 创建一个会话，并在该会话中运行训练脚本。即使她的网络连接中断或者她需要关闭本地计算机，训练进程依然会在远程服务器上继续运行。当她重新连接到服务器时，可以重新连接到 tmux 会话，并查看训练进度。这种能力确保了长时间运行的任务不会因为意外情况而中断，节省了大量的时间和精力。
信号处理与tmux：一个相辅相成的世界
理解信号处理机制与熟练运用终端复用器，二者相辅相成，共同构筑了高效命令行操作的基石。信号处理使得我们可以精细地控制进程的行为，而 tmux 则为我们提供了一个稳定和灵活的平台来管理这些进程。通过将二者结合使用，我们可以更加从容地应对各种复杂的命令行任务，如同一位经验丰富的指挥家，掌控着整个交响乐团的演奏。这不仅是技术上的提升，更是一种思维方式的转变，让我们能够更加深入地理解操作系统的运作机制，并将其运用到实际的工作中。 举例来说，一个系统管理员👨💻需要定期维护多个服务器，他可以使用 tmux 创建多个会话，每个会话对应一个服务器。在每个会话中，他可以使用信号处理命令来管理服务器上的进程，例如重启服务、停止进程或发送警告信号。通过这种方式，他可以同时监控和管理多个服务器，而无需频繁地切换终端窗口。 掌握了这些技能，我们便能够更加自信地驾驭命令行，将其转化为我们手中强大的工具，从而在数字世界中自由驰骋。