Bash 子外壳/管道 - 哪些部分在子外壳中执行？

Question

@JonathanLeffler 在comment on another post 中表示：

{ ... } | somecommand 在子 shell 中运行，不影响 父壳。演示：

X=PQR; echo $X; { X=ABC; echo $X; } | cat; echo $X

（三行输出 PQR、ABC、PQR）

确实：

james@bodacious-wired:tmp$X=PQR; echo $X; { X=ABC; echo $X; } | cat; echo $X
PQR
ABC
PQR

但是，man bash 表示 { .. } 不在子 shell 中执行：

   { list; }
          list  is  simply executed in the current shell environment.  list must be 
          terminated with a newline or semicolon.  This is known as a group command. 

那么这里发生了什么？ man bash 错了吗？我知道管道的每个部分都在子shell中执行；但我不明白这是如何导致观察到的行为的。例如：

james@bodacious-wired:tmp$X=PQR; echo $X | sed;  X=ABC; echo $X | sed; echo $X
PQR
ABC
ABC

编辑添加：

一些人建议使用echo $$ 来表明事物是（或不是）子shell 的一部分。这一点用处都没有，因为$$ 在参数扩展阶段会被扩展，这在任何命令执行之前很久就发生了。

举个例子：

james@bodacious-wired:tmp$echo 1$$; ps; ( echo 2$$; ps ); echo 3$$; ps
11194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.22 -bash
21194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.22 -bash
 7894 ttys000    0:00.00 -bash
31194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.22 -bash
james@bodacious-wired:tmp$

您可以看到ps 的第二次调用发生在子shell 中，pid 为7894；但是echo 2$$ 仍然显示 bash 在变量扩展阶段替换的值，在它产生子shell之前

为了对比，并证明{ .. } 确实没有生成子shell：

james@bodacious-wired:tmp$echo 1$$; ps; { echo 2$$; ps; }; echo 3$$; ps
11194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.22 -bash
21194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.22 -bash
31194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.23 -bash

只是为了证明@nos是正确的，在上面加一个管道：

james@bodacious-wired:tmp$echo 1$$; ps; { echo 2$$; ps; } | sed ; echo 3$$; ps
11194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.25 -bash
21194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.25 -bash
 7945 ttys000    0:00.00 -bash
 7946 ttys000    0:00.00 sed
31194
  PID TTY           TIME CMD
 1194 ttys000    0:00.25 -bash

正如预期的那样，shell 生成了两个子shell，一个用于管道的每一侧。

Answer 1

管道的每一侧至少成为一个子外壳。

X=PQR; echo $X; { X=ABC; echo $X; } | cat; echo $X

将创建一个至少为{ X=ABC; echo $X; } 和cat 的子shell/进程。

“管道中的每个命令都作为单独的进程执行（即，在子外壳中）。” , 来自 man bash

如果你改为这样做

X=PQR; echo $X; { X=ABC; echo $X; } ; echo | cat; echo $X

之后你会看到echo $X 显示ABC。

还有其他方式可以在子 shell 中执行命令，例如如果您在后台运行子命令：{ X=SUB ; sleep 1; } &，则该组将在子 shell 中运行，而 { X=SUB ; sleep 1; } 则不会。

如果要将始终在子 shell 中执行的命令分组，请使用括号 (X=ABC ; echo $X) 而不是大括号。

Answer 2

事实上，大括号是在一个新的子shell中执行的，但只有在管道中。第一个命令带有cat，第二个没有：

xxx@yyy:~$ ps; X=PQR; echo $X; { ps; X=ABC; echo $X; } | cat; ps; echo $X
  PID TTY          TIME CMD
 6768 pts/7    00:00:00 bash
13158 pts/7    00:00:00 ps
PQR
  PID TTY          TIME CMD
 6768 pts/7    00:00:00 bash
13159 pts/7    00:00:00 bash
13160 pts/7    00:00:00 cat
13161 pts/7    00:00:00 ps
ABC
  PID TTY          TIME CMD
 6768 pts/7    00:00:00 bash
13162 pts/7    00:00:00 ps
PQR
xxx@yyy:~$ ps; X=PQR; echo $X; { ps; X=ABC; echo $X; }; ps; echo $X
  PID TTY          TIME CMD
 6768 pts/7    00:00:00 bash
13239 pts/7    00:00:00 ps
PQR
  PID TTY          TIME CMD
 6768 pts/7    00:00:00 bash
13240 pts/7    00:00:00 ps
ABC
  PID TTY          TIME CMD
 6768 pts/7    00:00:00 bash
13245 pts/7    00:00:00 ps
ABC

在这种情况下，6768 是终端 shell 的 PID，13159 是为大括号启动的子 shell 的 PID。

似乎{} 在（且仅当）管道时在子shell 中执行。