网络断开导致SSH会话和服务端任务终止的原因及使用screen详解

在进行深度学习任务时，常常在本地通过ssh连接远程服务器进行炼丹任务。当我在pycharm上远程连接到服务器上进行训练时，由于网络不稳定使得SSH断开连接，我原以为服务器不会受影响。通过nvidia-smi命令发现GPU占用为0，这才发现任务终止了。
于是查阅了一些资料，整理至此。

一、网络断开连接导致服务器任务终止的原因

通过SSH连接到远程服务器进行操作时，如果本地网络断开，通常会导致SSH连接中断，进而导致服务器上的进程也停止运行。这是因为SSH连接是建立在一个会话(session)上的，当这个会话因为网络断开而结束时，会话内的所有进程都会收到一个SIGHUP信号，导致它们被终止。

在Linux系统中，每个会话都有一个控制终端（controlling terminal），当SSH连接建立时，SSH客户端（指发起连接的一方，通常是指用户的本地计算机）成为远程会话的控制终端。如果SSH连接断开，控制终端丢失，导致会话结束，会话中的所有进程都会收到SIGHUP信号，除非这些进程被特别配置为忽略这个信号。

以下是对SSH会话的几个关键点理解：

1. 独立的交互环境：每个SSH会话为用户提提供了一个独立的交互环境，类似于在本地控制台上的操作。用户可以在会话中启动多个程序，进行输入输出操作。

2. 进程关系：在SSH会话中启动的任何程序都是该会话的一部分。这些程序被称为会话的子进程，它们共享会话的输入输出。

3. 控制终端：SSH会话通常与一个伪终端（pseudo-terminal）相关联，它模拟了一个物理终端的行为。这意味着即使在远程服务器上，用户也能像使用本地终端一样与程序进行交互。

4. 生命周期：SSH会话有自己的生命周期，从用户通过SSH客户端连接到服务器并被认证开始，直到用户注销、关闭连接或服务器端强制断开连接结束。

5. 信号传递：当SSH会话结束时（例如，用户主动退出或网络问题导致连接断开），会话内所有进程都会收到一个SIGHUP（挂起）信号。默认情况下，这会导致所有子进程被终止。

简单来说是网络断开时，系统会发送给会话内的所有子进程一个SIGHUP信号，会使得所有子进程终止。

二、使用screen命令解决

screen 是一个非常强大的工具，它允许用户在单个SSH会话中使用多个shell窗口（会话），并且能够在网络断开后保持会话和进程继续运行。

工作原理：

当启动screen时，它会创建一个新的会话，并在这个会话中启动一个shell。如果断开了SSH连接，screen会话仍然在服务器上运行。当重新连接时，可以重新附加到这个screen会话，继续你的工作。
screen通过创建一个伪终端（pseudo-terminal）来实现这一点，它拦截了所有发送到前台进程的信号，如SIGHUP，这样即使SSH连接断开，这些信号也不会被发送到screen会话中的进程。

使用步骤：

1. 安装screen：

如果系统还没有安装screen，可以通过包管理器安装。对于基于Debian的系统（如Ubuntu），使用以下命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install screen

对于基于Red Hat的系统（如CentOS），使用以下命令：

sudo yum install screen

我之前安装好了，就不放安装截图了。

2. 启动一个新的screen会话：

通过SSH连接到远程服务器后，直接输入screen命令并按回车键，这将启动一个新的screen会话。你也可以为会话指定一个名称，以便之后更容易地重新附加到该会话：

screen -S mysession

记住是大写的S，结果如下：

会出现新的会话窗口。

3. 在screen会话中运行命令或程序：

在screen会话中，可以像平常一样运行命令或启动程序。例如，你可以启动一个文本编辑器，或者开始一个长时间的编译过程。
比如切换到目标目录，运行一个耗时较长的深度学习训练的python程序。

python xx.py

此时代码已经运行了。

4. 分离screen会话：

当你需要暂时离开或断开SSH连接时，可以在screen会话中按下Ctrl-A，然后按D。这将使你从当前会话中分离出来，但会话及其中的进程仍然在后台继续运行。

Ctrl-A-D可以理解成离开这个会话。之后返回原本的终端界面。

5. 重新连接到screen会话：

当你重新连接到服务器时，可以使用以下命令来列出所有可用的screen会话：

screen -ls

如下图

会话可以处于两种状态：Attached（已附加）和 Detached（已分离）
图中 hds_unet会话显示(Attached) ，表示当前正与某个终端或SSH会话关联，而其他会话则在后台独立运行，等待用户重新附加。

使用以下命令将之前关闭的mysession重新附加到之前的会话：

screen -r mysession

-r 参数：

• -r 参数用于重新附加到一个已经存在的 screen 会话。
• 当你使用 screen -r session_name 命令时，如果 session_name 指定的会话已经存在并且处于 Detached（已分离）状态，这个命令会将你重新连接到这个会话，使其变为 Attached（已附加）状态。
• 如果会话已经处于 Attached 状态，-r 参数将允许你加入到会话中，这样你就可以与其他用户共享同一个会话，并且可以看到相同的输出。

如果没有为会话指定名称，可以使用会话的ID来重新附加。
此时通过 screen -ls 命令查询mysession状态
如下图

Attached表明正在关联。

6. 关闭screen会话：

当完成工作后，可以正常关闭screen会话中的所有程序，然后输入exit命令或按Ctrl-D来结束会话。此时通过 screen -ls 命令查询不到mysession。