BASH_SUBSHELL 变量不生效的情况

BASH_SUBSHELL 实现于 Bash 3.0，我一直想不到它在实际编码中有什么用，后来在 Bash 的 Change Log 里找到一句话，才知道它是作调试用的：

New variables to support the bash debugger: BASH_ARGC, BASH_ARGV,
BASH_SOURCE, BASH_LINENO, BASH_SUBSHELL, BASH_EXECUTION_STRING,
BASH_COMMAND

BASH_SUBSHELL 是 subshell 嵌套层次的累加器，那么按理说，所有的 subshell 里这个变量都应该加 1。那 Bash 的哪些语法是在 subshell 里执行的呢？下面列举一下：

1. 小括号分组 (...)
2. 命令替换 `...` 和 $(...)
3. 进程替换 <() 和 >()
4. 管道 ... | ...
5. 后台命令 ... &

那么当 BASH_SUBSHELL 出现在这些语法中时，它的值就应该加 1，对不对？然而实际情况却不是这样的，在我写这篇文章时，Bash 的最新稳定版是 4.3.30，在该版本中，BASH_SUBSHELL 只会在上面列出的 1 和 2 两种语法里生效：

$ (echo $BASH_SUBSHELL)

1

$ echo `echo $BASH_SUBSHELL`

1

$ echo $(echo $BASH_SUBSHELL)

1

在后三种语法里不生效：

$ cat <(echo $BASH_SUBSHELL)

0

$ echo $BASH_SUBSHELL | cat

0

$ echo $BASH_SUBSHELL &

[1] 91155

$ 0

搜索了一翻，在 help-bash 上发现已经有人提了个 bug，不过他仅仅提到了进程替换和命令替换中 BASH_SUBSHELL 表现不一致的事，Bash 作者也回复说会在 Bash 下个版本也就是是 4.4 里修复。然后我下了 4.4 alpha 版编译之后发现，进程替换中 BASH_SUBSHELL 是生效了，但在管道和后台命令中仍没效果，于是我又顶起了这个邮件，询问 Bash 作者是否能一起修复，他的回复是，后台命令那个他会修的，但管道命令那个不准备修复。然后我就没再追问为什么了，应该是实现上有困难，毕竟这是 Bash 私有的东西，作者有权决定该不该修。总之，我想说的是，在未来 Bash 4.4 发布的时候，BASH_SUBSHELL 在除了管道之外的其他子 Shell 里，都应该能生效了。

此外，当我问这个问题的时候，有人回复说，之所以 BASH_SUBSHELL 为 0，是因为它是在父 Shell 里展开之后才传入子 Shell 的，也就是说，echo $BASH_SUBSHELL | cat 在传入子 Shell 的时候就已经成了 echo 0 | cat，但这是不对的，我们可以举一个反例，如果真是那样的话，echo $BASHPID | cat 应该和 echo $BASHPID 的输出一样，但实际却是不一样的。所以可以总结一下就是，从来都不存在“在父 Shell 中展开变量，在子 Shell 里执行展开后的命令” 这一回事，所有的变量都是在子 Shell 中展开然后执行的。