Bash循环中如何等待命令执行完成并设置最长超时时间

首先纠正你对&的误解：Bash中命令末尾加&的作用是将命令放到后台异步执行，主脚本不会等待该命令结束就会直接执行后续逻辑，这也是你当前没有生效的原因。
想要实现同步等待，直接去掉make命令末尾的&即可，基础版脚本如下：

for k in $(seq 1 5)
do
   sed_param='s/mu = .*/mu = '${mu}';/'
   sed -i "$sed_param" brusselator.c
   # 去掉&后，脚本会阻塞等待make执行完成，再进入下一轮循环
   make brusselator.tst
done

这里提供两种常用的实现方案：

方案1：使用系统自带timeout命令（推荐） #

绝大多数Linux发行版都预装了timeout工具，可以直接实现超时控制逻辑：命令提前执行完成就直接返回，达到指定时长未完成就自动终止进程，脚本示例如下：

for k in $(seq 1 5)
do
   sed_param='s/mu = .*/mu = '${mu}';/'
   sed -i "$sed_param" brusselator.c
   # 最多等待5秒，超时自动终止make进程
   timeout 5s make brusselator.tst
   # 可选：判断是否超时，超时的返回值固定为124
   if [ $? -eq 124 ]; then
       echo "第${k}次执行make超时，已自动终止"
   fi
done

注意：如果默认终止信号无法结束进程，可以指定发送强杀信号，写法为timeout -s 9 5s make brusselator.tst

方案2：纯Bash实现（适配无timeout的环境） #

如果运行环境没有预装timeout，可以通过后台进程+主动检查存活的逻辑自行实现超时控制：

for k in $(seq 1 5)
do
   sed_param='s/mu = .*/mu = '${mu}';/'
   sed -i "$sed_param" brusselator.c
   # 把make放到后台运行，记录进程ID
   make brusselator.tst &
   make_pid=$!
   # 最多等待5秒，每秒检查一次进程存活状态
   wait_seconds=0
   while kill -0 $make_pid 2>/dev/null && [ $wait_seconds -lt 5 ]; do
       sleep 1
       wait_seconds=$((wait_seconds+1))
   done
   # 超时后进程仍存活则主动杀掉
   if kill -0 $make_pid 2>/dev/null; then
       kill $make_pid 2>/dev/null
       # 回收进程资源避免僵尸进程
       wait $make_pid 2>/dev/null
       echo "第${k}次执行make超时，已手动终止"
   fi
done

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Caspertijmen1