linux 技巧：使用 screen 管理你的远程会话

你是不是经常需要 SSH 或者 telent 远程登录到 Linux 服务器？你是不是经常为一些长时间运行的任务而头疼，比如系统备份、ftp 传输等等。通常情况下我们都是为每一个这样的任务开一个远程终端窗口，因为他们执行的时间太长了。必须等待它执行完毕，在此期间可不能关掉窗口或者断开连接，否则这个任务就会被杀掉，一切半途而废了。

让我们来看看为什么关掉窗口/断开连接会使得正在运行的程序死掉。

在Linux/Unix中，有这样几个概念：

• 进程组（process group）：一个或多个进程的集合，每一个进程组有唯一一个进程组ID，即进程组长进程的ID。
• 会话期（session）：一个或多个进程组的集合，有唯一一个会话期首进程（session leader）。会话期ID为首进程的ID。
• 会话期可以有一个单独的控制终端（controlling terminal）。与控制终端连接的会话期首进程叫做控制进程（controlling process）。当前与终端交互的进程称为前台进程组。其余进程组称为后台进程组。

根据POSIX.1定义：

• 挂断信号（SIGHUP）默认的动作是终止程序。
• 当终端接口检测到网络连接断开，将挂断信号发送给控制进程（会话期首进程）。
• 如果会话期首进程终止，则该信号发送到该会话期前台进程组。
• 一个进程退出导致一个孤儿进程组中产生时，如果任意一个孤儿进程组进程处于STOP状态，发送SIGHUP和SIGCONT信号到该进程组中所有进程。

因此当网络断开或终端窗口关闭后，控制进程收到SIGHUP信号退出，会导致该会话期内其他进程退出。

我们来看一个例子。打开两个SSH终端窗口，在其中一个运行top命令。

[root@tivf09 root]# top

在另一个终端窗口，找到top的进程ID为5180，其父进程ID为5128，即登录shell。

[root@tivf09 root]# ps -ef|grep top root 5180 5128 0 01:03 pts/0 00:00:02 top root 5857 3672 0 01:12 pts/2 00:00:00 grep top

使用pstree命令可以更清楚地看到这个关系：

[root@tivf09 root]# pstree -H 5180|grep top |-sshd-+-sshd---bash---top

使用ps-xj命令可以看到，登录shell（PID 5128）和top在同一个会话期，shell为会话期首进程，所在进程组PGID为5128，top所在进程组PGID为5180，为前台进程组。

[root@tivf09 root]# ps -xj|grep 5128 5126 5128 5128 5128 pts/0 5180 S 0 0:00 -bash 5128 5180 5180 5128 pts/0 5180 S 0 0:50 top 3672 18095 18094 3672 pts/2 18094 S 0 0:00 grep 5128

关闭第一个SSH窗口，在另一个窗口中可以看到top也被杀掉了。

[root@tivf09 root]# ps -ef|grep 5128 root 18699 3672 0 04:35 pts/2 00:00:00 grep 5128

如果我们可以忽略SIGHUP信号，关掉窗口应该就不会影响程序的运行了。nohup命令可以达到这个目的，如果程序的标准输出/标准错误是终端，nohup默认将其重定向到nohup.out文件。值得注意的是nohup命令只是使得程序忽略SIGHUP信号，还需要使用标记&把它放在后台运行。

nohup [argument…] &

虽然nohup很容易使用，但还是比较“简陋”的，对于简单的命令能够应付过来，对于复杂的需要人机交互的任务就麻烦了。

其实我们可以使用一个更为强大的实用程序screen。流行的Linux发行版（例如Red Hat Enterprise Linux 4）通常会自带screen实用程序，如果没有的话，可以从GNU screen的官方网站下载。

[root@tivf06 ~]# rpm -qa|grep screen xscreensaver-4.18-5.rhel4.11 screen-4.0.2-5

简单来说，Screen是一个可以在多个进程之间多路复用一个物理终端的窗口管理器。Screen中有会话的概念，用户可以在一个screen会话中创建多个screen窗口，在每一个screen窗口中就像操作一个真实的telnet/SSH连接窗口那样。在screen 中创建一个新的窗口有这样几种方式：

1．直接在命令行键入screen命令

[root@tivf06 ~]# screen

Screen将创建一个执行shell的全屏窗口。你可以执行任意shell程序，就像在ssh窗口中那样。在该窗口中键入exit退出该窗口，如果这是该screen会话的唯一窗口，该screen会话退出，否则screen自动切换到前一个窗口。

2．Screen命令后跟你要执行的程序。

[root@tivf06 ~]# screen vi test.c

Screen创建一个执行vi test.c的单窗口会话，退出vi将退出该窗口/会话。

3．以上两种方式都创建新的screen会话。我们还可以在一个已有screen会话中创建新的窗口。在当前screen窗口中键入C-a c，即Ctrl键+a键，之后再按下c键，screen 在该会话内生成一个新的窗口并切换到该窗口。

screen还有更高级的功能。你可以不中断screen窗口中程序的运行而暂时断开（detach）screen会话，并在随后时间重新连接（attach）该会话，重新控制各窗口中运行的程序。例如，我们打开一个screen窗口编辑/tmp/abc文件：

[root@tivf06 ~]# screen vi /tmp/abc

之后我们想暂时退出做点别的事情，比如出去散散步，那么在screen窗口键入C-a d，Screen会给出detached提示：

半个小时之后回来了，找到该screen会话：

[root@tivf06 ~]# screen -ls There is a screen on: 16582.pts-1.tivf06 (Detached) 1 Socket in /tmp/screens/S-root.

重新连接会话：

[root@tivf06 ~]# screen -r 16582

看看出现什么了，太棒了，一切都在。继续干吧。

你可能注意到给screen发送命令使用了特殊的键组合C-a。这是因为我们在键盘上键入的信息是直接发送给当前 screen窗口，必须用其他方式向screen窗口管理器发出命令，默认情况下，screen接收以C-a开始的命令。这种命令形式在screen中叫做键绑定（key binding），C-a叫做命令字符（command character）。

可以通过C-a ?来查看所有的键绑定，常用的键绑定有：

C-a ?
显示所有键绑定信息

C-a w
显示所有窗口列表

C-a C-a
切换到之前显示的窗口

C-a c
创建一个新的运行shell的窗口并切换到该窗口

C-a n
切换到下一个窗口

C-a p
切换到前一个窗口(与C-a n相对)

C-a 0..9
切换到窗口0..9

C-a a
发送 C-a到当前窗口

C-a d
暂时断开screen会话

C-a k
杀掉当前窗口

C-a [
进入拷贝/回滚模式

使用键绑定C-a ?命令可以看到, 默认的命令字符（Command key）为C-a，转义C-a（literal ^a）的字符为a：

因为screen把C-a看作是screen命令的开始，所以如果你想要screen窗口接收到C-a字符，就要输入C-a a。Screen也允许你使用-e选项设置自己的命令字符和转义字符，其格式为：

-exy x为命令字符，y为转义命令字符的字符

下面命令启动的screen会话指定了命令字符为C-t，转义C-t的字符为t，通过C-t ?命令可以看到该变化。

[root@tivf18 root]# screen -e^tt

其他常用的命令选项有：

-c file
使用配置文件file，而不使用默认的$HOME/.screenrc

-d|-D [pid.tty.host]
不开启新的screen会话，而是断开其他正在运行的screen会话

-h num
指定历史回滚缓冲区大小为num行

-list|-ls
列出现有screen会话，格式为pid.tty.host

-d -m
启动一个开始就处于断开模式的会话

-r sessionowner/ [pid.tty.host]
重新连接一个断开的会话。多用户模式下连接到其他用户screen会话需要指定sessionowner，需要setuid-root权限

-S sessionname
创建screen会话时为会话指定一个名字

-v
显示screen版本信息

-wipe [match]
同-list，但删掉那些无法连接的会话

下例显示当前有两个处于detached状态的screen会话，你可以使用screen -r 重新连接上：

[root@tivf18 root]# screen –ls There are screens on: 8736.pts-1.tivf18 (Detached) 8462.pts-0.tivf18 (Detached) 2 Sockets in /root/.screen. [root@tivf18 root]# screen –r 8736

如果由于某种原因其中一个会话死掉了（例如人为杀掉该会话），这时screen -list会显示该会话为dead状态。使用screen -wipe命令清除该会话：

[root@tivf18 root]# kill -9 8462 [root@tivf18 root]# screen -ls There are screens on: 8736.pts-1.tivf18 (Detached) 8462.pts-0.tivf18 (Dead ???) Remove dead screens with 'screen -wipe'. 2 Sockets in /root/.screen. [root@tivf18 root]# screen -wipe There are screens on: 8736.pts-1.tivf18 (Detached) 8462.pts-0.tivf18 (Removed) 1 socket wiped out. 1 Socket in /root/.screen. [root@tivf18 root]# screen -ls There is a screen on: 8736.pts-1.tivf18 (Detached) 1 Socket in /root/.screen. [root@tivf18 root]#

-d –m 选项是一对很有意思的搭档。他们启动一个开始就处于断开模式的会话。你可以在随后需要的时候连接上该会话。有时候这是一个很有用的功能，比如我们可以使用它调试后台程序。该选项一个更常用的搭配是：-dmS sessionname

启动一个初始状态断开的screen会话：

[root@tivf06 tianq]# screen -dmS mygdb gdb execlp_test

连接该会话：

[root@tivf06 tianq]# screen -r mygdb

先来看看如何使用screen解决SIGHUP问题，比如现在我们要ftp传输一个大文件。如果按老的办法，SSH登录到系统，直接ftp命令开始传输，之后。。如果网络速度还可以，恭喜你，不用等太长时间了；如果网络不好，老老实实等着吧，只能传输完毕再断开SSH连接了。让我们使用screen来试试。

SSH登录到系统，在命令行键入screen。

[root@tivf18 root]# screen

在screen shell窗口中输入ftp命令，登录，开始传输。不愿意等了？OK，在窗口中键入C-a d：

然后。。退出SSH登录？随你怎样，只要别杀掉screen会话。

是不是很方便？更进一步，其实我们可以利用screen这种功能来管理你的远程会话，保存你所有的工作内容。你是不是每次登录到系统都要开很多窗口，然后每天都要重复打开关闭这些窗口？让screen来帮你“保存”吧，你只需要打开一个ssh窗口，创建需要的screen窗口，退出的时候C-a d“保存”你的工作，下次登录后直接screen -r 就可以了。

最好能给每个窗口起一个名字，这样好记些。使用C-a A给窗口起名字。使用C-a w可以看到这些窗口名字，可能名字出现的位置不同。使用putty：

使用telnet：

Screen提供了丰富强大的定制功能。你可以在Screen的默认两级配置文件/etc/screenrc和$HOME /.screenrc中指定更多，例如设定screen选项，定制绑定键，设定screen会话自启动窗口，启用多用户模式，定制用户访问权限控制等等。如果你愿意的话，也可以自己指定screen配置文件。

以多用户功能为例，screen默认是以单用户模式运行的，你需要在配置文件中指定multiuser on 来打开多用户模式，通过acl*（acladd,acldel,aclchg...）命令，你可以灵活配置其他用户访问你的screen会话。更多配置文件内容请参考screen的man页。

• “Advanced Programming in the UNIX Environment: Second Edition” W. Richard Stevens, Stephen A. Rago 提供了更多关于Linux/Unix进程关系、信号的知识。
• GNU Screen的官方网站：
• Screen的man page提供了最详细的信息：

田强，中国软件开发中心 Tivoli 部门软件工程师，负责 IBM 产品TMF(Tivoli Management Framework)的维护和客户支持工作，热爱 Linux。

screen -dm wget -c

screen -dm cd /123  && ./345.sh

stty -echo read PASSWORD

因为做数据统计的原因，经常需要运行很长时间的程序。由于时间很长，一直都没什么太好的办法。当有了screen，这一切便都迎刃而解了。敲入命令screen会创建一个跑着shell的单一窗口，在这里面，你可以跑你所需要的程序。
使用screen非常简易.只需在SHELL键入screen,便可打开一个screen session。
而在每个screen session 下，所有命令都以 ctrl+a(C-a) 开始。现在让我来简单介绍基本的命令C-a c -> Create，开启新的 window
C-a n -> Next，切换到下个 window
C-a p -> Previous，前一个 window
more..
less.. C-a C-a -> Other，在两个 window 间切换
C-a w -> Windows，列出已开启的 windows 有那些
C-a 0 -> 切换到第 0 个 window
C-a 1..9 -> 切换到第 1..9 个windowC-a a -> 发出 C-a，在 emacs, ve, bash, tcsh 下可移到行首C-a t -> Time，显示当前时间，和系统的 load
C-a K(大写) -> kill window，强行关闭当前的 windowC-a [ -> 进入 copy mode，在 copy mode 下可以回滚、搜索、
复制就像用使用 vi 一样C-b Backward，PageUp
C-f Forward，PageDown
H(大写) High，将光标移至左上角
L Low，将光标移至左下角
0 移到行首
$ 行末
在普通模式下：
用screen -ls可以看所有的screen sessions
用screen -r sessionid可以进sessionid指定的特定的screen session
最后exit退出即可

这里不会介绍如何使用，只是记录我从脚本创建并操纵Screen会话(session)的一些尝试。 如果想看Screen的一些入门介绍，可以看，还有一个，很有用。
当要同时维护或开发多个项目时，我的习惯是每个项目一个screen会话，每个会话中打开多个窗口。切换项目时，先detach当前 session，然后attach另一个项目的session，保持只打开一个控制台窗口，将不必要的窗口或应用程序关闭或隐藏是我的习惯。但总是要来回切换session，有时就显得比较麻烦，第一次切换需要先创建session，每个session基本上都要先启动一个django web服务器，这要好几个步骤，先cd相应目录，然后用virtualenv切换到python虚拟环境，然后再输入"python manage.py runserver"启动服务器，视情况最后还要启动一个vim以及一个ipython终端。整个过程挺麻烦，容易出错，作为一个很懒的程序员，就想通过 bash脚本来自动完成这些操作。
写screen脚本并不那么简单，直接将交互控制台下的命令复制到脚本中并不起作用：

Python代码

1. #!/bin/bash
2. cd ~/projects/light     # 切换到项目根目录
3. screen -R light         # 开启一个新的screen session，命名为light
4. workon light 
5. python manage.py runserver 

脚本运行到第3行会开启一个screen会话，但这条命令并没有完成，只有等待screen会话退出或detach它才结束，然后能才能执行后面的命令。这样，后续的命令并不是在screen会话中执行，而是直接在实际terminal中执行，这当然不是我们想要的。一个解决方法是创建一个 detach的session，然后通过screen -X向session发送命令。

Python代码

1. #!/bin/bash
2. cd ~/projects/light         # 切换到项目根目录
3. screen -dmS light           # 创建一个detached session
4. screen -S light -p bash -X title server     # 将window标题从默认的bash改成server
5. screen -S light -p server -X stuff $'workon light\n' # 执行workon light命令
6. screen -S light -p server -X stuff $'python manager.py runserver\n' # 启动服务器
7. screen -r light             # attch会话

第3行选项-dmS创建一个detached的会话，第4行将默认的window标题从bash改成server，-S选项指定session名称，-p选项选择指定window名称，-X选择执行screen命令，这里执行是修改标题命令。第5行执行screen的stuff命令，相当于你在交互式screen中输入命令"workon light"，接着第6行启动服务器。最后一行attach会话。
我们还可以做得更智能，我们可以检测screen会话是否已经存在，如果已经存在则直接attach该会话。

Python代码

1. screen_light() { 
2. if [[ $STY == *light* ]]; then      # 如果已经在会话中，不做事情
3. return
4. #elif [ -n "$STY" ]
5. #    screen -S light -X detach
6.     fi 
7. if screen -ls | grep 'light' > /dev/null 2>&1; then 
8.         screen -r light 
9. return
10.     fi 
11.     cd ~/projects/light         # 切换到项目根目录
12.     screen -dmS light           # 创建一个detached session
13.     screen -S light -p bash -X title server     # 将window标题从默认的bash改成server
14.     screen -S light -p server -X stuff $'workon light\n' # 执行workon light命令
15.     screen -S light -p server -X stuff $'python manager.py runserver\n' # 启动服务器
16.     screen -r light             # attch会话
17. } 
18. screen_light 

第2行判断是否已经处于相应session中，是则直接返回。第6行判断是否已经存在相应的session，是则只需要重新attach此会话，否则创建新的会话。注意第3-4行被注释的部分，表示当处于其它session中时，先detach该会话，然后再attach需要的session，这似乎很符合逻辑，但不幸的是，这不起作用，因为即使你detach了该会话，剩下的命令仍然是在该会话中执行，最终的效果就是在一个screen会话中 attach了另一个会话，即嵌套会话。总的说来，虽然可以向脚本向screen session发送命令，这已经可以做不少事情了，但要离完全用脚本操控screen还有很远，其主要限制有：

1. 不能detach当前session，然后attach另一个session
2. 不能获取某个session的所有window
3. 不能获取某个session某个window正在执行的进程

如果能够做突破上述限制，我相信能够用script做更多事情。
最后说下screen的自动补全，我一直以为screen不带自动补全的，就想写一个自动全会话的脚本，后来发现它其实是有的，只不过补全的名称是如pid.name的形式，pid是个数字，这意味着必须输入数字才能补全，一点也不人性化，我对它的补全脚本做了点修改，使得能够补全名称。改动 /etc/bash_complete.d/screen，修改_screen_sessions函数：

Python代码

1. _screen_sessions() 
2. { 
3.    local pattern 
5. if [ -n "$1" ]; then 
6.        pattern=".*$1.*"
7. else
8.    pattern=".*"
9.    fi 
11.    COMPREPLY=( 
12.        $( command screen -ls | sed -ne 
13. 's|^['$'\t'']\+[0-9]\+\.\('"$cur"'[^'$'\t'']\+\)'"$pattern"'$|\1|p' ) 
14.        $( command screen -ls | sed -ne 
15. 's|^['$'\t'']\+\('"$cur"'[0-9]\+\.[^'$'\t'']\+\)'"$pattern"'$|\1|p' ) 
16.    ) 
17. }