Linux 后台运行入门指南：掌握 nohup、tmux 和 screen

在 Linux 系统中，我们经常需要在终端运行一些需要较长时间才能完成的任务，例如：

• 下载大文件
• 运行服务器程序
• 执行数据备份
• 编译大型项目

如果我们直接在前台运行这些命令，终端就会被占用，直到命令执行完成才能继续输入其他命令。而且，一旦关闭终端窗口或者 SSH 连接断开，正在运行的程序也可能会被终止。

为了解决这些问题，Linux 提供了 后台运行 的技术，让命令在后台默默执行，不占用前台终端，并且在终端关闭后也能继续运行。

本教程将介绍三种常用的 Linux 后台运行方式：nohup + &、tmux 和 screen，并结合简单实例进行讲解。

nohup + &：简单粗暴的后台运行

nohup 和 & 是两个独立的命令或符号，但它们经常一起使用，构成最基础的后台运行方式。

• & (后台运行符号)： 在命令末尾加上 & 符号，可以将命令放到 后台 运行。这意味着命令会在后台进程中执行，而你的终端会立即释放出来，可以继续输入其他命令。

• nohup (忽略挂断信号)： nohup 是 "no hang up" 的缩写，它的作用是让命令 忽略 hangup 信号。 hangup 信号通常在终端关闭或 SSH 连接断开时发送给正在运行的进程。 使用 nohup 可以防止程序因为终端关闭而终止。

nohup command & 的组合效果： 将 command 命令放到后台运行，并且忽略 hangup 信号，即使关闭终端，命令也能继续运行。

简单实例：使用 nohup + & 运行 sleep 命令

sleep 命令可以让程序暂停指定的时间（单位为秒）。我们用它来模拟一个长时间运行的任务。

1. 执行命令： 在终端输入以下命令并回车：

   nohup sleep 60 &

   • nohup sleep 60: 使用 nohup 运行 sleep 60 命令，让程序暂停 60 秒。
   • &: 将整个 nohup sleep 60 命令放到后台运行。

2. 查看输出： 执行命令后，你会看到类似以下输出：

   [1] 1234
   nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'

   • [1] 1234: [1] 是作业号，1234 是后台进程的 PID (进程 ID)。
   • nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out': 这是 nohup 命令的提示信息，告诉你它忽略输入，并将输出追加到当前目录下的 nohup.out 文件中。

3. 终端操作： 此时，你的终端已经释放出来，你可以继续输入其他命令，而 sleep 60 命令仍然在后台运行。 你可以关闭当前终端窗口，sleep 60 命令依然会继续执行 60 秒。

4. 查看输出文件： 60 秒后，sleep 60 命令执行完毕。由于我们没有让 sleep 命令产生任何输出，所以 nohup.out 文件通常是空的 (或者只包含一些 nohup 的启动信息)。 但如果你的命令有标准输出或标准错误输出，这些信息都会被记录到 nohup.out 文件中。

nohup + & 的优点和局限性：

• 优点：

  • 简单易用: 使用方法非常简单，只需在命令前加 nohup，命令后加 &。
  • 系统资源消耗小: nohup 本身非常轻量级，对系统资源消耗很小。
  • 广泛适用: 几乎所有 Linux 系统都默认安装了 nohup 命令。

• 局限性：

  • 会话不可恢复: 一旦终端关闭，就无法直接查看后台进程的运行状态和输出信息（需要查看 nohup.out 文件或使用 ps 命令）。
  • 没有终端管理功能: 只能运行单个后台进程，无法在一个终端窗口中管理多个会话或窗口。
  • 不适合需要交互的程序: 由于忽略输入，nohup 不适合运行需要用户交互的程序。

何时使用 nohup + &？

当你只需要简单地将一个 不需要交互 的命令放到后台运行，并且 不关心会话恢复和终端管理 时，nohup + & 是一个方便快捷的选择。 例如，运行一些简单的后台脚本，或者启动一个不需要持续监控的后台服务。

tmux：强大的终端会话管理器

tmux (Terminal Multiplexer) 是一个 终端复用器，它不仅可以实现后台运行，更强大的功能是 会话管理。 tmux 允许你：

• 创建持久化的会话: 即使关闭终端窗口或 SSH 连接断开，tmux 会话仍然在后台运行，其中的程序也继续运行。
• 在一个终端窗口中管理多个窗口和面板: 可以将一个终端窗口分割成多个独立的窗口和面板，方便同时进行多项任务。
• 会话共享: 允许多个用户连接到同一个 tmux 会话，进行协作或查看相同的终端界面。

tmux 的核心概念：

• Session (会话)： tmux 的最顶层概念，一个 tmux 服务器可以管理多个会话。每个会话都是相互独立的。
• Window (窗口)： 每个会话可以包含多个窗口，类似于浏览器中的标签页。
• Pane (面板)： 每个窗口可以分割成多个面板，每个面板都是一个独立的终端。

简单实例：使用 tmux 运行 top 命令

top 命令可以实时显示系统中各个进程的资源占用情况。

1. 创建 tmux 会话： 在终端输入以下命令并回车，创建一个名为 mytmux 的新 tmux 会话：

   tmux new-session -s mytmux

   或者，你也可以直接输入 tmux 或 tmux new 创建一个默认名称的会话。

2. 运行 top 命令： 在 tmux 会话的窗口中，输入 top 命令并回车。 你会看到 top 命令开始实时刷新系统进程信息。

3. 分离 tmux 会话 (放到后台)： 按下快捷键 Ctrl + b，然后按下 d 键。 这会将当前的 tmux 会话 分离 (detach)，回到普通的终端提示符。 此时，top 命令仍然在 tmux 会话中 后台运行。

4. 关闭终端窗口 (可选)： 你可以安全地关闭当前的终端窗口，tmux 会话和 top 命令依然会在后台运行。

5. 重新连接 tmux 会话： 稍后，当你重新打开终端或重新连接 SSH 后，可以使用以下命令 重新连接 (attach) 到名为 mytmux 的 tmux 会话：

   tmux attach-session -t mytmux

   或者，如果只有一个 tmux 会话在运行，可以直接使用 tmux attach 或 tmux a。

   重新连接后，你会看到之前的 tmux 会话界面，top 命令仍然在运行，并且终端状态完全恢复到分离之前的样子。

6. 退出 tmux 会话 (并终止 top 命令)： 在 tmux 会话中，输入 exit 命令并回车，可以终止 top 命令并关闭当前的 tmux 窗口。 如果想完全退出 tmux 会话，可以继续输入 exit 命令，直到 tmux 会话关闭。 或者使用快捷键 Ctrl + d 关闭窗口和会话。

常用的 tmux 命令和快捷键：

• tmux new-session -s <session-name>: 创建新的 tmux 会话，并指定会话名称。
• tmux attach-session -t <session-name>: 重新连接到已存在的 tmux 会话。
• tmux ls: 列出当前正在运行的 tmux 会话。
• Ctrl + b d: 分离 (detach) 当前 tmux 会话。 (先按住 Ctrl 键和 b 键，然后松开，再按下 d 键。 Ctrl + b 是 tmux 的默认快捷键前缀，所有 tmux 命令都需要先按这个前缀。)
• Ctrl + b c: 在当前会话中创建新的窗口 (window)。
• Ctrl + b n: 切换到下一个窗口 (next window)。
• Ctrl + b p: 切换到上一个窗口 (previous window)。
• Ctrl + b %: 将当前窗口水平分割成两个面板 (pane)。
• Ctrl + b ": 将当前窗口垂直分割成两个面板 (pane)。
• Ctrl + b 方向键 (↑↓←→): 在面板之间切换。
• Ctrl + b x: 关闭当前面板。
• Ctrl + b &: 关闭当前窗口。
• exit: 在 tmux 窗口或面板中输入 exit 可以关闭当前窗口或面板（如果只剩一个窗口，则会关闭会话）。

tmux 的优点和局限性：

• 优点：

  • 强大的会话持久性: 即使终端关闭，tmux 会话依然存在，程序持续运行，并且可以随时恢复会话。
  • 优秀的终端管理: 提供窗口和面板功能，在一个终端窗口中高效管理多个任务。
  • 会话共享和协作: 支持多人共享同一个 tmux 会话，方便协作和远程协助。
  • 高度可定制: 可以自定义快捷键、界面风格等。

• 局限性：

  • 学习曲线稍陡峭: 相对于 nohup + &，tmux 的命令和快捷键较多，需要一定的学习成本。
  • 需要安装: 通常需要手动安装 tmux (sudo apt install tmux，sudo yum install tmux，brew install tmux 等)。

何时使用 tmux？

当你需要 持久化会话、终端管理、会话共享 等高级功能时，tmux 是最佳选择。 例如：

• 长时间运行开发环境
• 远程服务器管理
• 需要同时进行多项终端任务
• 需要与他人协作进行终端操作

screen： 历史悠久的终端复用器

screen 是另一个流行的终端复用器，功能上与 tmux 类似，但比 tmux 历史更悠久。 在 tmux 出现之前，screen 是 Linux 系统中最常用的终端会话管理工具。

screen 的核心概念和功能与 tmux 类似

会话 (session)、窗口 (window)。 它也允许你创建持久化会话，在一个终端窗口中管理多个窗口。

简单实例：使用 screen 运行 ping 命令

ping 命令用于测试网络连接。

1. 创建 screen 会话： 在终端输入以下命令并回车，创建一个新的 screen 会话：

   screen -S myscreen

   或者，直接输入 screen 创建一个默认名称的会话。

2. 运行 ping 命令： 在 screen 会话的窗口中，输入 ping baidu.com 命令并回车。 ping 命令会持续发送网络包并显示结果。

3. 分离 screen 会话 (放到后台)： 按下快捷键 Ctrl + a，然后按下 d 键。 这会将当前的 screen 会话 分离 (detach)，回到普通的终端提示符。 ping baidu.com 命令仍然在 screen 会话中 后台运行。

4. 关闭终端窗口 (可选)： 可以关闭终端窗口，screen 会话和 ping 命令依然会在后台运行。

5. 重新连接 screen 会话： 稍后，重新打开终端或 SSH 连接后，可以使用以下命令 重新连接 (reattach) 到名为 myscreen 的 screen 会话：

   screen -r myscreen

   或者，如果只有一个 screen 会话在运行，可以使用 screen -r 或 screen -a -r。

   重新连接后，你会看到之前的 screen 会话界面，ping baidu.com 命令仍然在运行。

6. 退出 screen 会话 (并终止 ping 命令)： 在 screen 会话中，按下快捷键 Ctrl + c 可以终止 ping 命令。 输入 exit 命令并回车，可以关闭当前的 screen 窗口。 再次输入 exit 命令，直到 screen 会话关闭。 或者使用快捷键 Ctrl + d 关闭窗口和会话。

常用的 screen 命令和快捷键：

• screen -S <session-name>: 创建新的 screen 会话，并指定会话名称。
• screen -r <session-name>: 重新连接到已存在的 screen 会话。
• screen -ls 或 screen -list: 列出当前正在运行的 screen 会话。
• Ctrl + a d: 分离 (detach) 当前 screen 会话。 (Ctrl + a 是 screen 的默认快捷键前缀。)
• Ctrl + a c: 在当前会话中创建新的窗口 (window)。
• Ctrl + a n: 切换到下一个窗口 (next window)。
• Ctrl + a p: 切换到上一个窗口 (previous window)。
• Ctrl + a ": 显示窗口列表，方便窗口切换。
• Ctrl + a k: 杀死 (kill) 当前窗口。
• exit: 在 screen 窗口中输入 exit 可以关闭当前窗口（如果只剩一个窗口，则会关闭会话）。

screen 的优点和局限性：

• 优点：

  • 会话持久性: 与 tmux 类似，提供持久化会话功能。
  • 终端管理: 提供窗口功能，在一个终端窗口中管理多个任务。
  • 广泛兼容性: screen 历史悠久，通常预装在各种 Linux 和 Unix 系统中，兼容性更好。

• 局限性：

  • 功能相对较弱: 相比 tmux，screen 的功能相对较少，例如面板分割、会话共享等方面不如 tmux 强大。
  • 快捷键操作略有不同: screen 的快捷键前缀是 Ctrl + a，与 tmux 的 Ctrl + b 不同，需要适应。
  • 界面和用户体验相对较旧: screen 的界面和用户体验相对 tmux 较为陈旧。

何时使用 screen？

screen 和 tmux 的适用场景非常相似。 如果你需要 持久化会话 和 基本的终端管理功能，screen 也是一个不错的选择。 在一些较老的 Linux 系统或者 Unix 系统中，screen 可能会是默认安装的终端复用器，这时使用 screen 会更方便。

后台运行方式对比表格

特性	nohup + &	tmux / screen
功能侧重	进程分离，和输出重定向	终端会话管理，和持久化
主要目的	让命令在后台运行，不受终端关闭影响，并将输出保存到文件	创建和管理持久化的终端会话，命令在会话中运行，会话可以随时重新连接
会话持久性	有限的会话持久性。命令在后台运行，但没有会话管理的概念。	强大的会话持久性。即使终端关闭，tmux/screen 会话仍然存在，其中的程序继续运行。
会话恢复	无法恢复会话。一旦终端关闭，就无法再直接查看或操作后台进程 (除非使用 ps 等命令)。	可以随时重新连接会话。即使终端关闭，之后可以重新连接到 tmux/screen 会话，恢复之前的终端状态，包括正在运行的程序，和终端布局。
终端管理	不提供终端管理功能。只有一个后台进程，没有窗口或面板的概念。	提供终端管理功能。都可以在一个会话中创建多个窗口，方便管理多个终端任务。 tmux 还可以分割窗口为面板。
会话共享	不支持会话共享。	支持会话共享。多个用户可以连接到同一个 tmux/screen 会话，进行协作或查看同一个终端界面。 screen 的会话共享需要额外配置，功能相对有限。
安装需求	通常内置于 Unix/Linux 系统，无需额外安装。	tmux: 需要手动安装 (apt install tmux，yum install tmux，brew install tmux 等)。 screen: 通常预装，或需手动安装。
复杂性	简单易用，基本命令即可实现后台运行。	功能相对复杂，学习曲线适中。需要学习 tmux/screen 的命令和操作方式。 tmux 的功能更强大，学习曲线稍陡峭。
输出查看	输出默认重定向到 nohup.out 文件。需要查看文件才能获取输出。	可以在 tmux/screen 会话的终端窗口中实时查看输出，也可以将输出保存到文件。

选择哪种后台运行方式？

• nohup + &： 简单快捷，适合简单的后台任务，不需要会话管理。
• tmux： 功能强大，提供优秀的会话持久性、终端管理和会话共享功能，适合需要复杂终端操作和长时间运行的任务。 是目前更流行和推荐的终端复用器。
• screen： 功能与 tmux 类似，但相对较旧，功能稍弱，但在一些老旧系统中可能更常见。 如果你已经熟悉 screen 或者系统默认安装了 screen，也可以使用它。

建议： 对于大多数场景，推荐学习和使用 tmux。 虽然 tmux 学习曲线稍高，但它提供的强大功能和优秀的用户体验，会让你在 Linux 终端操作中更加高效和便捷。 nohup + & 可以作为备选方案，用于简单的后台任务。 screen 可以作为了解终端复用器概念的入门工具，或者在特定环境下使用。