如何等待多个后台作业完成，按结束顺序处理且不丢失退出码？

我有一段脚本会启动多个后台子进程，之后等待它们全部完成。目前的实现是通过循环对每个PID调用wait命令：

for pid in "${!PIDs[@]}"
do
        if wait $pid
        then
                log ${PIDs[$pid]} completed successfully
        else
                log WARNING: ${PIDs[$pid]} failed
                errors+=1
        fi
done

这种方式能分析并处理进程失败，但处理顺序是按照PID列表的顺序，而非进程实际完成的顺序——比如第5个进程可能最先完成，却要等前4个处理完毕后才会处理它的退出状态。

我了解到sh的wait命令有两种模式：

• 直接使用wait会等待所有后台作业完成，但始终返回“成功”，丢失后台进程的退出码；
• wait PID会等待指定进程，可获取退出码，但仅能等待单个进程。

想问：bash相较于旧版sh是否有改进？能否让bash的wait命令在任意后台进程完成时返回，同时提供该进程的PID与退出码？
底层C函数waitpid及其同类函数通过传入PID=-1可实现此功能，但我在bash中尝试时出现了错误。

Bash 4.3及以上版本提供了wait -n选项，完全匹配你的需求：

• wait -n会等待任意一个后台子进程完成，完成后立即返回；返回后，$!会被设置为该完成进程的PID，$?为该进程的退出码。

你可以基于这个特性改写脚本，实现按进程实际完成顺序处理退出状态：

# 假设PIDs是你存储的后台进程PID与对应描述的关联数组
declare -A PIDs=(
    [1234]="task1"
    [5678]="task2"
    # 更多进程...
)

local errors=0

# 循环等待所有进程完成
while (( ${#PIDs[@]} > 0 )); do
    # 等待任意一个后台进程结束
    wait -n
    local completed_pid=$!
    local exit_code=$?

    # 处理该进程的退出状态
    if [[ -n "${PIDs[$completed_pid]}" ]]; then
        if (( exit_code == 0 )); then
            log "${PIDs[$completed_pid]} completed successfully"
        else
            log "WARNING: ${PIDs[$completed_pid]} failed with exit code $exit_code"
            (( errors++ ))
        fi
        # 从数组中移除已处理的进程
        unset "PIDs[$completed_pid]"
    fi
done

核心细节 #

• wait -n是Bash 4.3引入的特性，若你的Bash版本低于此，该选项无法使用；
• 每次wait -n仅处理一个完成的进程，因此需要通过循环直到所有PID都被处理完毕；
• 这个行为完全对应C语言中waitpid(-1, &status, 0)的功能，能实时响应最先完成的进程。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mikhail T.