Quelltext der Seite Job control

{{Dieser Artikel|behandelt den Job control in Unix; für den allgemeinen Job control im Computing  siehe [[Stapelverarbeitung|Batchverarbeitung]].}}

Der Ausdruck '''Job control''' bezieht sich in [[Unix]] und [[Unixoides System|unixoiden]] [[Betriebssystem]]en auf die Kontrolle von [[Job (EDV)|Jobs]] der [[Unix-Shell|Shell]], insbesondere für [[Job (EDV)|Jobs]] als Darstellung einer Prozessgruppe der [[Shell (Betriebssystem)|Shell]]. Der Job control beendet mittels [[Signal (Unix)|Signalen]] die Prozesse, setzt sie fort oder überführt sie in den [[Bereitschaftsbetrieb|Standby]].

== Überblick ==
Ein User, welcher [[Unix]] oder ein [[unixoides System]] über ein [[Terminal (Computer)|Terminal]] (oder eine [[Terminalemulation]]) ausführt, erzeugt zu Beginn nur einen einzigen Prozess: die [[Unix-Shell|Shell]] selbst. Die meisten Aufgaben (Auflisten von Verzeichnissen, Bearbeiten von Dateien etc.) können dabei recht einfach ausgeführt werden, indem dem Programm die Kontrolle über das Terminal überlassen wird und die Shell die Kontrolle nach Beenden des Programms zurückerhält. Formal geschieht dies durch das Einbinden von [[Standard-Datenströme]]n in die Shell, welche vom oder in das Terminal schreiben und Eingaben der Tastatur (z.&nbsp;B. das Abbruchsignal der Tastenkombination {{Taste|[[Steuerungstaste|Strg]]|halten}}+{{Taste|C}}) abfangen.

Manchmal möchte ein User jedoch das Terminal weiter benutzen während ein Prozess läuft. Dabei spricht man von einem [[Hintergrundprozess]], wenn der Prozess keine Eingaben vom Terminal erhält, im gegenteiligen Fall von einem Prozess im Vordergrund. Der Job control ermöglicht dem User, Prozesse im Hintergrund zu starten, bereits laufende Prozesse vom Hintergrund in den Vordergrund zu bringen, Prozesse in den [[Standby-Betrieb]] umzuschalten oder Prozesse zu beenden.

Ein Job verbindet das typische Shell-Verhalten eines einzelnen Shell-Kommandos mit dem Möglichkeiten des Betriebssystems mehrere Prozesse zu verarbeiten, die ein Kommando enthalten kann. [[Mehrprozessorsystem#Multiprocessing|Mehrprozess]]-Tasks treten auf, da Prozesse selbst Child-Prozesse erschaffen können und ein einzelnes Shell-Kommando eine Pipeline enthalten kann, welche mehrere Prozesse miteinander verbindet. Als Beispiel dient das folgende Kommando, welches Zeilen mit Textinhalt "title" auswählt, diese alphabetisch sortiert und anschließend mit dem Pager [[less (Unix)|less]] anzeigt:

<syntaxhighlight lang="shell">
grep title somefile.txt | sort | less
</syntaxhighlight>

Das oben genannte Kommando erschafft mindestens drei Prozesse: einen für [[grep]], einen für [[sort (Unix)|sort]] und einen für [[less (Unix)|less]]. Der Job control ermöglicht der Shell diese Prozesse als eine einzelne Einheit zu betrachten und sollte ein User die entsprechende Tastenkombination (für gewöhnlich {{Taste|[[Steuerungstaste|Strg]]|halten}}+{{Taste|Z}}) ausführen, wird die gesamte Prozess-Gruppe in den [[Standby-Betrieb]] geführt.

Jobs werden durch das Betriebssystem als einzelne Prozessgruppe verwaltet. Ein Job ist dabei die interne Shell-Darstellung solch einer Gruppe. Die Definition lässt sich in [[POSIX]] finden:<ref>{{Internetquelle |autor=[[Open Group]] |url=http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/ |titel=Job Control Job |kommentar=3.203 Job control  |zugriff=2019-09-19}}</ref>

<blockquote>A set of processes, comprising a shell pipeline, and any processes descended from it, that are all in the same process group.</blockquote>

<blockquote>Eine Menge von Prozessen, die eine Shell-Pipeline enthalten und jegliche abgeleitete Prozesse der gleichen Prozess-Gruppe.</blockquote>

Eine ''Job-ID'' ist eine abstrakte, vom Betriebssystem extern verwaltete Referenz der Shell auf eine Ressource (Prozessgruppe) und entspricht daher der Definition eines [[Handle]]s.
Die Shell-Builtin verwendet diese Job-ID um sich auf den entsprechenden Job zu beziehen. Job-IDs sind mit einem <code>%</code> als Anfangszeichen gekennzeichnet, dabei bezeichnet <code>%n</code> den n-ten Job. Der Ausdruck <code>%%</code> bezieht sich auf den aktuellen Job. Weitere Job-IDs sind in [[POSIX]] beschrieben.<ref>{{Internetquelle |autor=[[Open Group]] |url=http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/ |titel=Job Control Job ID |kommentar=3.204 Job control ID |zugriff=2019-09-19}}</ref> Eine eher informelle Bezeichnung von Job-ID lautet Job-Nummer und in der Bash-Dokumentation findet sich außerdem der Ausdruck „jobspec“.<ref>{{Internetquelle |autor=Gnu.org |url=https://www.gnu.org/software/bash/manual/html_node/Job-Control-Basics.html#Job-Control-Basics |titel=Job Control Basics |zugriff=2019-09-19}}</ref>

Job-IDs werden für gewöhnlich nur bei interaktiven Anwendungen genutzt, wo sie lediglich auf Prozess-Gruppen verweisen. Bei [[Script (Unix)|Skripten]] werden stattdessen PGIDs verwendet, welche präziser und widerstandsfähiger sind. Tatsächlich ist der Job control als [[Voreinstellung|Default]] in [[Bash (Shell)|Bash]]-Skripten ausgeschaltet.

== Geschichtliches ==
Seine erste Anwendung fand der Job control in der C-Shell.<ref>Vorwort von [[Bill Joy]]. In: Gail Anderson und Paul Anderson: ''The UNIX C Shell Field Guide.'' Prentice Hall 1986, ISBN 0-13-937468-X, S. XVII.</ref> Die [[IIASA]] nutzte im Anschluss die Features des [[Berkeley Software Distribution|4.1 BSD]] [[Kernel (Betriebssystem)|Kernels]] um den Job control auch dort einzuführen.
Später wurde er in der von den [[Bell Laboratories|Bell Labs]] entwickelten [[KornShell]] und in die [[System V|SVR4]]-Version der [[Unix-Shell#Die frühen Shells|BourneShell]] eingebunden. Der Job control ist in mittlerweile in den meisten modernen Unix-Shells enthalten.<ref>{{Internetquelle |autor=Cilinder |titel=BSD:Unix job control |url=http://www.cilinder.be/docs/bsd/4.2BSD_Unix_job_control.pdf |zugriff=2019-09-19}}</ref>

== Kommandos ==
Der [[POSIX]]-Standard benennt zwei Kommandos um Jobs im [[Standby-Betrieb]] im Vorder- oder Hintergrund (siehe fg und bg in [[Hintergrundprozess]]) fortzuführen. Diese Kommandos hatten die ''Job control''-Kommandos der Korn shell als Vorbild.<ref>{{man||bg|posix}}</ref><ref>{{man||fg|posix}}</ref>

== Ausführung ==
Für gewöhnlich führt die [[Shell (Betriebssystem)|Shell]] eine ''Job Table''-Liste aller aktiven Jobs. Dabei sollte beachtet werden, dass ein Job sich auf eine Prozessgruppe bezieht, welche aus allen Elementen einer Pipeline und deren abgeleiteten Prozessen besteht. Mit dem <code>jobs</code>-Befehl lassen sich nun alle [[Hintergrundprozess]]e dieser ''Job Table''-Liste einschließlich ihrer Jobnummern und ihren gegenwärtigen Zuständen (gestoppt oder aktiv) anzeigen. Im Fall einer Benutzerabmeldung (Benutzer verlässt die Shell) wird der ''Session leader''-Prozess beendet. Der Shell-Prozess sendet dafür das Abbruchssignal '''SIGHUP''' an alle Jobs und beendet sich selbst als letzten Prozess.

Der [[Disown (Unix)|<code>disown</code>]]-Befehl kann verwendet werden um Jobs aus der Job Table zu entfernen. Dadurch erhalten die Child-Prozessgruppen beim Beenden einer Login-Session kein '''SIGHUP'''-Signal und die Shell wartet auch nicht darauf, dass diese beendet werden. Die Prozesse werden dadurch Orphan-Prozesse und können vom Betriebssystem beendet werden. Meist werden sie jedoch vom [[init]]-Prozess adoptiert (dieser wird vom Kernel als ihr Parent-Prozess gesetzt) und arbeiten als [[Daemon]]-Prozesse weiter. Eine weitere Möglichkeit um das Beenden der Jobs zu verhindern ist der [[nohup]]-Befehl in Verbindung mit einem Terminal multiplexer.

Ein Job im Vordergrund kann durch das [[Bereitschaftsbetrieb|Standby]]-Zeichen ([[Substitutionszeichen|Strg-Z]]) gestoppt werden, welcher das ''Terminal-Stop'' '''[[SIGTSTP]]''' an die Prozess-Gruppe sendet. Standardmäßig erzwingt der '''SIGTSTP'''-Befehl den Stop eines Prozesses und die Kontrolle wird an die Shell zurückgegeben. Ein Prozess kann jedoch einen [[Rückruffunktion|Signal-Handler]] zulassen um '''SIGTSTP''' zu ignorieren. Ein Prozess kann außerdem mit dem ''Stop''-Signal '''[[SIGSTOP]]''' pausiert werden, der nicht abgefangen oder ignoriert werden kann.

Vordergrund-Jobs können mittels des Abbruch-Zeichens Strg-C unterbrochen werden. Es wird das [[Signal (Unix)|Signal]] '''SIGINT''' gesendet, welches standardmäßig den Prozess beendet, aber überschrieben werden kann.

Ein gestoppter Job kann als [[Hintergrundprozess]] mit dem Befehl <code>bg</code> oder im Vordergrund mit dem Befehl <code>fg</code> fortgeführt werden. In beiden Fällen leitet die Shell die [[Eingabe und Ausgabe]] um und sendet das '''SIGCONT'''-Signal an den Prozess, welche das Betriebssystem dazu verleitet die Prozesse fortzuführen. In der [[Bash (Shell)|Bash]] kann ein Programm als Hintergrund-Job gestartet werden, indem ein [[Et-Zeichen|<code>&</code>]] an die Kommandozeile angehängt wird. Dessen Ausgabe wird verschachtelt mit anderen Prozess-Ausgaben an das Terminal weitergeleitet, kann aber keine Eingabe des Terminals einlesen.

Das [[Terminal (Computer)|Terminal]] sendet das Signal '''SIGTTIN''' und das Signal '''SIGTTOU''' bei Ein- und Ausgabeanweisungen von [[Hintergrundprozess]]en. Auch wenn diese Signale voreingestellt sind, können sie dennoch modifiziert werden. Manche [[Shell (Betriebssystem)|Shells]] überschreiben die Voreinstellung des Stop-Befehls '''SIGTTOU''', wodurch Ausgaben der Hintergrundprozesse im [[Terminal (Computer)|Terminal]] automatisch angezeigt werden.

In Bash-kompatiblen [[Shell (Betriebssystem)|Shells]] kann der <code>[[kill (Unix)|kill]]</code>-Befehl (<code>/bin/kill</code> ist nur ein einzelner Anwendungsfall) Signale an Jobs oder Prozessgruppen mit bestimmter ID senden. Dabei wird das Signal an die gesamte Prozessgruppe gesendet, weswegen ein Job bestimmter ID mit dem Präfix ''<code>%</code>'' beendet werden sollte. <code>[[kill (Unix)|kill]]</code> kann jedes Signal an einen Job senden; um Prozesse aus dem System zu entfernen, sollten jedoch die Signale '''[[SIGKILL]]''' und '''[[SIGTERM]]''' verwendet werden.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weiterführende Literatur ==
* {{cite book|url=http://www.informit.com/title/0201702452
|title=The Design and Implementation of the FreeBSD Operating System
|author=[[Marshall Kirk McKusick]] und George V. Neville-Neil
|date=2004-08-02
|publisher=Addison-Wesley
|chapter-url=http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=366888&seqNum=8
|chapter=FreeBSD Process Management: Process Groups and Sessions
|isbn=0-201-70245-2}}

== Weblinks ==
* [https://tiswww.case.edu/php/chet/bash/bashref.html#Job-Control Bash Reference Manual: Job control]

[[Kategorie:Unix]]