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LinuxShell實現“多進程”

 在bash中,使用後台任務來實現任務的“多進程化”。在不加控制的模式下,不管有多少任務,全部都後台執行。也就是說,在這種情況下,有多少任務就有多少“進程”在同時執行。我們就先實現第一種情況:

  實例一:正常情況腳本

  #!/bin/bash

  for ((i=0;i<5;i++));do

  {

  sleep 3;echo 1>>aa && echo "done!"

  }

  done

  wait

  cat aa|wc -l

  rm aa

  這種情況下,程序順序執行,每個循環3s,共需15s左右。

  $ time bash test.sh

  done!

  done!

  done!

  done!

  done!

  5

  real    0m15.030s

  user    0m0.002s

  sys     0m0.003s

  實例二:“多進程”實現

  #!/bin/bash

  for ((i=0;i<5;i++));do

  {

  sleep 3;echo 1>>aa && echo "done!"

  } &

  done

  wait

  cat aa|wc -l

  rm aa

  這個實例實際上就在上面基礎上多加了一個後台執行&符號,此時應該是5個循環任務並發執行,最後需要3s左右時間。

  $ time bash test.sh

  done!

  done!

  done!

  done!

  done!

  5

  real    0m3.011s

  user    0m0.002s

  sys     0m0.004s

  效果非常明顯。

  這裡需要說明一下wait的左右。wait是等待前面的後台任務全部完成才往下執行,否則程序本身是不會等待的,這樣對後面依賴前面任務結果的命令來說就可能出錯。例如上面wc -l的命令就報錯:不存在aa這個文件。

  wait命令的官方解釋如下:

  wait [n]

  Wait for the specified process and return its termination status.  n may be a process ID or  a  job  specification; if a job spec is given, all processes in that job's pipeline are waited for.  If n is not given, all currently active child processes are waited for, and the return status is zero.  If  n  specifies  a  non-existent process  or job, the return status is 127.  Otherwise, the return status is the exit status of the last processor job waited for.

  以上所講的實例都是進程數目不可控制的情況,下面描述如何准確控制並發的進程數目。

  #!/bin/bash

  # 2006-7-12, by wwy

  #———————————————————————————–

  # 此例子說明了一種用wait、read命令模擬多線程的一種技巧

  # 此技巧往往用於多主機檢查,比如ssh登錄、ping等等這種單進程比較慢而不耗費cpu的情況

  # 還說明了多線程的控制

  #———————————————————————————–

  function a_sub { # 此處定義一個函數,作為一個線程(子進程)

  sleep 3 # 線程的作用是sleep 3s

  }

  tmp_fifofile="/tmp/$$.fifo"

  mkfifo $tmp_fifofile      # 新建一個fifo類型的文件

  exec 6<>$tmp_fifofile      # 將fd6指向fifo類型

  rm $tmp_fifofile

  thread=15 # 此處定義線程數

  for ((i=0;i<$thread;i++));do

  echo

  done >&6 # 事實上就是在fd6中放置了$thread個回車符

  for ((i=0;i<50;i++));do # 50次循環,可以理解為50個主機,或其他

  read -u6

  # 一個read -u6命令執行一次,就從fd6中減去一個回車符,然後向下執行,

  # fd6中沒有回車符的時候,就停在這了,從而實現了線程數量控制

  { # 此處子進程開始執行,被放到後台

  a_sub && { # 此處可以用來判斷子進程的邏輯

  echo "a_sub is finished"

  } || {

  echo "sub error"

  }

  echo >&6 # 當進程結束以後,再向fd6中加上一個回車符,即補上了read -u6減去的那個

  } &

  done

  wait # 等待所有的後台子進程結束

  exec 6>&- # 關閉df6

  exit 0

  sleep 3s,線程數為15,一共循環50次,所以,此腳本一共的執行時間大約為12秒

  即:

  15×3=45, 所以 3 x 3s = 9s

  (50-45=5)<15, 所以 1 x 3s = 3s

  所以 9s + 3s = 12s

  $ time ./multithread.sh >/dev/null

  real        0m12.025s

  user        0m0.020s

  sys         0m0.064s

  而當不使用多線程技巧的時候,執行時間為:50 x 3s = 150s。

  此程序中的命令

  mkfifo tmpfile

  和linux中的命令

  mknod tmpfile p

  效果相同。區別是mkfifo為POSIX標准,因此推薦使用它。該命令創建了一個先入先出的管道文件,並為其分配文件標志符6。管道文件是進程之間通信的一種方式,注意這一句很重要

  exec 6<>$tmp_fifofile      # 將fd6指向fifo類型

  如果沒有這句,在向文件$tmp_fifofile或者&6寫入數據時,程序會被阻塞,直到有read讀出了管道文件中的數據為止。而執行了上面這一句後就可以在程序運行期間不斷向fifo類型的文件寫入數據而不會阻塞,並且數據會被保存下來以供read程序讀出。

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