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对话 UNIX

使用 Screen 创建并管理多个 shell

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此内容是该系列 # 部分中的第 # 部分: 对话 UNIX

敬请期待该系列的后续内容。

此内容是该系列的一部分:对话 UNIX

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哈利波特有魔杖,雷神托尔有金色的巨锤,Buckethead 有斧子,但是这些武器与 QWERTY 键盘相比只是小儿科。只需在命令行上敲几下,就可以启动网站、招募军团或击败可怕的火龙。

但是,QWERTY 键盘有一个严重的缺点:它很容易发生连接中断。电话线上的噪音、无线连接中断或者网络超时都可能导致远程 shell 中断。如果您已经在某个工作(比如调试一个应用程序)上花费了好几小时,而一下子就丢失了所有成果,一定会很沮丧的。

不过这种灾难是可以避免的。使用 GNU Screen 就可以了。Screen 可以在一个控制台(即与主机物理连接的哑终端)、xterm 窗口或 Secure Shell (SSH) 登录 shell 中创建和管理多个 shell 窗口。可以从一个 shell 窗口迅速切换到另一个窗口,可以离开正在运行的 shell 并在任何时候重新连接。实际上,Screen 提供许多虚拟化的控制台。

图 1 到图 5 展示 Screen 的特性和操作。看一下 图 1,这里假设用户已经使用 SSH 登录到一台远程主机。最初,在本地主机(比如您的笔记本或桌面计算机)上有一个本地 shell 和一个远程 shell。通常,使用远程 shell 在远程主机上运行命令;输出经过加密之后通过 SSH 连接发送到本地 shell。(在各张图中,用蓝色表示当前可见的 shell 输出)。但是,如果本地 shell 或远程 shell 或它们之间的连接中断了,远程 shell 就会终止,您的工作成果就会丢失。

图 1. 典型的 SSH 连接
典型的 SSH 连接

图 2 显示在远程主机上启动 Screen 之后的情况。Screen 实用程序启动,进而启动一个新的 shell 窗口 A,可以在此窗口中运行命令。A 的输出是可见的(由蓝色表示);这个 shell 的输出经过 Screen,再经过远程登录 shell,最后通过 SSH 到达本地登录 shell。

图 2. Screen 管理 shell 窗口
Screen 管理 shell 窗口

Screen 本身并不 “露面”;它是一个代理,其作用是在它管理的正在运行的可用窗口中做出选择。在任何时候,Screen 只能显示一个窗口的输出。可以把 Screen 看作虚拟的键盘-视频-鼠标 (KVM) 开关。

但是,也可以断开与 Screen 的连接,见 图 3。Screen 代理仍然存在,它控制的所有窗口也还存在,但是与 Screen 的连接临时切断了,这会让用户返回到远程登录 shell。

图 3. 可以断开与 Screen 的连接,而它管理的窗口仍然存在
可以断开与 Screen 的连接,而它管理的窗口仍然存在

图 4 显示一种可能出现的情况。已经重新建立了到 Screen 的连接,还创建了另外两个窗口(BC)。窗口 A 和 B 继续运行 shell 和所有附属作业,但是只有 C 的输出是可见的。当然,可以在窗口之间切换以监视各个作业的状态。

图 4. Screen 可以管理多个窗口
Screen 可以管理多个窗口

最后,图 5 显示中断与 Screen 的连接并终止远程登录 shell 的情况。Screen 和它的窗口仍然存在。可以重新登录并连接 Screen(并通过 Screen 代理连接到它的窗口),继续您的工作。

图 5. 可以随意中断与 Screen 的连接和重新连接
可以随意中断与 Screen 的连接和重新连接

如果您常常要访问远程服务器以执行维护或开发软件,那么 GNU Screen 是必不可少的工具。

构建并安装 Screen

Screen 的最初版本早在 10 多年前就发布了,所以您的系统上很可能有这个实用程序(通常名为 /usr/bin/screen)。但是,如果系统上没有 Screen,也很容易通过发行版的包管理器安装它。例如,如果您使用 Debian Linux® 的变体(比如 Ubuntu),那么可以用 apt-get 简便地安装 Screen:

  $ sudo apt-get install screen

另外,如果您喜欢从源代码构建软件,可以访问 GNU Screen 项目页面(见 参考资料 中的链接)并下载最新的代码包。在撰写本文时,Screen 的最新版本是 4.0.3,于 2008 年 8 月发布。下载并提取代码,进入生成的源代码目录,然后依次运行 ./configuremakesudo make install

$ wget http://ftp.gnu.org/gnu/screen/screen-4.0.3.tar.gz
$ tar xzf tar xzf screen-4.0.3.tar.gz 
$ cd screen-4.0.3
$ ./configure
this is screen version 4.0.3
...
$ make
CPP="gcc -E " srcdir=. sh ./osdef.sh
...
$ sudo make install
...
You may also want to install ./etc/etcscreenrc in 
	/usr/etc/screenrc.
$ sudo cp ./etc/etcscreenrc /usr/etc/screenrc

Screen 现在就安装好了,可以使用了。输入 man screen 查看 Screen 的手册页。

开始使用 Screen

启动 Screen。在出现许可协议消息时,按 Return;现在应该会看到一个新的登录 shell 提示。(在下面的清单中,在每个 shell 提示前面人为地添加一个昵称,以此区分各个 shell 实例并与图 1 到图 5 联系起来) 。

Local $ ssh remote.example.com 
Last login: Sun Dec 21 17:23:16 2008 from local.example.com
Remote $ hostname
remote.example.com
Remote $ screen
A $ top

现在处于 图 2 所示的状态。一个 Screen 会话正在运行(尽管看不到),窗口 A 处于活动状态,它正在运行系统监视器 top,每隔几秒刷新一次系统性能信息。

为了临时断开与 Screen 会话及其所有窗口的连接,按 Ctrl-a,然后按 d(小写的字母 D,代表 “detach”)。Ctrl-a 是 Screen 命令的前缀,d 是用于断开连接的命令。现在处于 图 3 所示的状态。Screen 会话和窗口 A 仍然存在。可以通过运行 screen -list 确认这一点:

$ screen -list
There is a screen on:
21020.pts-2.remote  (Detached)
1 Socket in /tmp/screens/S-strike.

screen -list 命令显示所有可用的 Screen 会话。(顺便说一句,可以同时运行多个 Screen 会话,每个会话有一组同时运行的窗口。图 6 显示这种情况。每个 Screen 实例跟踪它自己的当前窗口。稍后会提供一些关于 Screen 的高级用法的提示)。编号为 21020 的会话已经断开连接并相应地加上了标志。因为只有一个 Screen 会话,所以可以直接用 screen -r 重新连接它。由于运行了 Screen,top 会一直运行。

图 6. Screen 提供多个会话,每个会话有多个窗口
Screen 提供多个会话,每个会话有多个窗口
Screen 提供多个会话,每个会话有多个窗口

为了进入 图 4 所示的状态,重新连接当前会话,然后按 Ctrl-a,然后按 c(小写的字母 C,代表 “create”)创建一个新窗口。接下来,按 Ctrl-a,然后再次按 c。现在,Screen 会话管理三个窗口。

Ctrl-a,然后在当前窗口中按双引号键("),就可以看到会话中可用窗口的列表:

Num  Name           Flags

 0   bash           $
 1   bash           $
 2   bash           $

在默认情况下,窗口的名称取自它启动的第一个命令(通常是一个 shell)。因此,在上面的列表中有三个 bash 窗口。可以用箭头键在窗口列表中上下移动;只需按回车即可选择窗口。

终止当前窗口的方法是,在窗口的 shell 提示上输入 exit,或者按键盘快捷键 Ctrl-a,然后按 k(小写的字母 K,代表 “kill”)。如果使用后一种方法,那么在窗口底部会出现一个警告,要求您确认要杀死此窗口。按 y(小写的字母 Y,代表 “yes”)确认,或按 n(小写的字母 N,代表 “no”)拒绝。如果杀死一个 Screen 会话中运行的所有窗口,屏幕命令就会输出一个消息并终止:

Remote $ screen
... Create and manipulate windows ...
... Exit from all windows...
[screen is terminating]
Remote $ screen -list
No Sockets found in /tmp/uscreens/S-supergiantrobot.

如果杀死了所有打开的窗口,那么 screen -list 命令输出 No sockets...,表示没有 Screen 会话可用。

更智能化的屏幕

到目前为止,已经看到了如何在一个 Screen 会话中创建多个窗口。只需这么做,就足以确保命令行工作不会丢失。

但是坦率地说,由于同时运行多个看起来相同的窗口,管理时可能引起混乱。最好能够轻松地区分窗口,而不需要逐一打开每个窗口。如果在断开连接和重新连接之间间隔的时间比较长的话,这种特性尤其有意义。

实际上,Screen 提供了许多选项和工具来帮助定制您的工作环境。可以给每个窗口指定名称,还可以在每个窗口的底部显示一个状态栏以帮助区分窗口。

指定窗口名称的方法是,激活窗口,按 Ctrl-a A(大写的字母 A,代表 “Annotate”),根据需要按 Backspace 删除现有的名称,然后在提示上输入一个有意义的名称:

Num  Name            Flags

 0   Window A       $
 1   Window B       $
 2   Window C       $

图 7 中,窗口的标题被设置为 Window A。窗口的昵称不必是惟一的。

图 7. 可以给每个窗口指定描述性的名称
可以给每个窗口指定描述性的名称
可以给每个窗口指定描述性的名称

可以使用状态栏在视觉上进一步区分各个窗口。启动您喜欢的文本编辑器,在主目录中创建包含以下代码的 .screenrc 文件:

hardstatus on
hardstatus alwayslastline
hardstatus string "%{.bW}%-w%{.rW}%n %t%{-}%+w %=%{..G} %H %{..Y} %m/%d %C%a "

创建这样的 .screenrc 配置文件之后,每个新窗口就会显示状态栏,其中包含窗口的名称。图 8 显示一个包含状态栏的窗口。

图 8. 使用状态栏帮助识别每个窗口
使用状态栏帮助识别每个窗口
使用状态栏帮助识别每个窗口

有帮助的 Screen 提示

Screen 的特性非常多,无法在这里一一介绍。下面给出一些提示并介绍几个比较有用的选项,帮助您更顺畅地使用 Screen:

  • 在任何窗口中输入 screen,不带任何参数,就会打开一个新窗口。Ctrl-a,然后按 c 与输入 screen 的作用相同,差异只是后一种方式通过提供命令行选项立即配置新会话。
  • 可以使用 screen -t name 命令在创建窗口时指定窗口名称。例如,要想创建一个新窗口并把它命名为 debugger,只需进入 Screen 管理的一个窗口,然后输入 screen -t debugger。如果打开窗口列表,其中一个窗口的标签应该是 debugger
  • 如果已经断开了与 Screen 会话的连接,可以用 screen -p ID 命令重新连接特定的窗口,其中的 ID 是一个数字或名称。我们来试一下:
    Local $ ssh remote.example.com
    Remote $ screen -t ghost
    Ghost $ screen -t new
    New $ 
    ... Press Control-a d to detach...
    Remote $ screen -r -p ghost
    Ghost $
  • 可以用 screen -L 命令把每个窗口的输出记录在日志中。每个窗口有自己的日志文件,文件名通常是 ~/screenlog.n,其中的 n 是窗口列表中显示的窗口编号。这个特性对于记录复杂的步骤(比如重新配置系统)非常有帮助。
  • 在 Screen 文档中记录了所有快捷键。最有用的组合键包括:按 Ctrl-a,然后按 0(数字零)到 9 立即切换到特定的窗口;按 Ctrl-a,然后按 C(大写的字母 C,代表 “Clear”)清除一个窗口的内容;按 Ctrl-a,然后按 H 启用或禁用日志记录;按 Ctrl-a,然后按 Ctrl-a 在当前窗口和前一个窗口之间来回切换;按 Ctrl-a,然后按 Ctrl-\(反斜杠)杀死所有窗口并终止当前的 Screen 会话。

Screen 的高级用法

正如前面提到的,可以创建多个同时运行的 Screen 会话,每个会话可以管理一系列窗口。每个会话有一个惟一标识符;使用 screen -list 列出可用的所有会话。与窗口一样,可以给会话指定名称以便引用它。使用 screen -S label 给新会话分配标签。

共享是 Screen 会话的最佳用法之一。如果允许,可以连接现有的会话并在此会话的任何窗口中与其他用户协作。甚至可以独立地切换到会话中的另一个窗口。如果您与其他用户在同一窗口中,输入或显示的任何内容都会反映给所有伙伴。我们来试一下:

  1. 选择一台工作计算机并登录。
  2. 输入 screen -S sharing -t one 创建一个名为 sharing 的 Screen 会话和一个名为 one 的新窗口。
  3. screen -t two 创建另一个窗口。
  4. 如果愿意,检查一下目前的状态:按 Ctrl-a,然后按 d,然后输入 screen -listscreen -r sharing,然后按 Ctrl-a,然后按 "
  5. one 窗口中输入 echo,在此窗口中产生一些输出。
  6. 在同一台计算机上,打开第二个登录窗口。
  7. 在此窗口中,输入 screen -x -r sharing -p one

    -x 选项指定多用户模式;-p one 直接连接到 one 窗口。应该会马上看到与另一个登录会话相同的输出,见 图 9

    图 9. 可以共享会话
    可以共享会话
    可以共享会话

在每个登录窗口中,运行 UNIX® 命令产生输出,按 Screen 快捷键在共享的会话中的窗口之间切换并查看结果。

结束语

要想进一步掌握 Screen,可以研究一下多屏幕模式,学习如何用老式的锁防止对各个窗口的访问。

Screen 是一个很实用的工具,它对于在命令行上执行的任何工作都很有价值。实际上,一旦掌握了它,您就会觉得离不开它了。


相关主题

  • 下载 Screen 的源代码
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