LinuxShell实现多进程并发执⾏
在bash中,使⽤后台任务来实现任务的“多进程化”。在不加控制的模式下,不管有多少任务,全部都后台执⾏。也就是说,在这种情况下,有多少任务就有多少“进程”在同时执⾏。我们就先实现第⼀种情况:
实例⼀:正常情况脚本
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#!/bin/bash
for ((i=0;i<5;i++));do
{
sleep 1;echo 1>>aa && echo ”done!”
}
done
cat aa|wc -l
rm aa
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这种情况下,程序顺序执⾏,每个循环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
实例⼆:“多进程”实现
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#!/bin/bash
for ((i=0;i<5;i++));do
{
sleep 3;echo 1>>aa && echo ”done!”
} &
done
wait
cat aa|wc -l
rm aa
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这个实例实际上就在上⾯基础上多加了⼀个后台执⾏&符号,此时应该是5个循环任务并发执⾏,最后需要3s左右时间。
$ time bash test.sh
done!
done!
done!
done!
done!
5
real 0m3.011s
user 0m0.002s
sys 0m0.004s
效果⾮常明显。
这⾥需要说明⼀下wait的左右。wait是等待前⾯的后台任务全部完成才往下执⾏,否则程序本⾝是不会等待的,这样对后⾯依赖前⾯任务结果的命令来说就可能出错。例如上⾯wc
-l的命令就报错:不存在aa这个⽂件。
以上所讲的实例都是进程数⽬不可控制的情况,下⾯描述如何准确控制并发的进程数⽬。
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#!/bin/bash
# 2006-7-12, by wwy
linux循环执行命令脚本#———————————————————————————–
# 此例⼦说明了⼀种⽤wait、read命令模拟多线程的⼀种技巧
# 此技巧往往⽤于多主机检查,⽐如ssh登录、ping等等这种单进程⽐较慢⽽不耗费cpu的情况
# 还说明了多线程的控制
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function a_sub { # 此处定义⼀个函数,作为⼀个线程(⼦进程)
sleep 3 # 线程的作⽤是sleep 3s
}
tmp_fifofile=”/tmp/$.fifo”
mkfifo $tmp_fifofile # 新建⼀个fifo类型的⽂件
exec 6<>$tmp_fifofile # 将fd6指向fifo类型
rm $tmp_fifofile
thread=15 # 此处定义线程数
for ((i=0;i<$thread;i++));do
echo
done >&6 # 事实上就是在fd6中放置了$thread个回车符
for ((i=0;i<50;i++));do # 50次循环,可以理解为50个主机,或其他
read -u6
# ⼀个read -u6命令执⾏⼀次,就从fd6中减去⼀个回车符,然后向下执⾏,
# fd6中没有回车符的时候,就停在这了,从⽽实现了线程数量控制
{ # 此处⼦进程开始执⾏,被放到后台
a_sub && { # 此处可以⽤来判断⼦进程的逻辑
echo ”a_sub is finished”
} || {
echo ”sub error”
}
echo >&6 # 当进程结束以后,再向fd6中加上⼀个回车符,即补上了read -u6减去的那个} &
done
wait # 等待所有的后台⼦进程结束
exec 6>&- # 关闭df6
exit 0——————————————————————————————————————sleep 3s,线程数为15,⼀共循环50次,所以,此脚本⼀共的执⾏时间⼤约为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
⽽当不使⽤多线程技巧的时候,执⾏时间为: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。
区别是mkfifo为POSIX标准,因此推荐使⽤它。该命令创建了⼀个先⼊先出的管道⽂件,并为其分配⽂件标志符6。管道⽂件是进程之间通信的⼀种⽅式,注意这⼀句很重要
exec 6<>$tmp_fifofile # 将fd6指向fifo类型
如果没有这句,在向⽂件$tmp_fifofile或者&6写⼊数据时,程序会被阻塞,直到有read读出了管道⽂件中的数据为⽌。⽽执⾏了上⾯这⼀句后就可以在程序运⾏期间不断向fifo类型的⽂件写⼊数据⽽不会阻塞,并且数据会被保存下来以供read程序读出
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bbs.51cto/thread-1104907-1-1.html
根据我个⼈的理解,所谓的多进程只不过是将多个任务放到后台执⾏⽽已,很多⼈都⽤到过,所以现在讲的主要是控制,⽽不是实现。
先看⼀个⼩shell:
看执⾏结果:
很明显是8s
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这种不占处理器却有很耗时的进程,我们可以通过⼀种后台运⾏的⽅式
来达到节约时间的⽬的。看如下改进:
⽤“{}”将主执⾏程序变为⼀个块,⽤&放⼊后台,四次执⾏全部放⼊后台后,我们
需要⽤⼀个wait指令,等待所有后台进程执⾏结束,
不然系统是不会等待的,直接继续执⾏后续指令,知道整个程序结束。
看结果:
可以看到,时间已经⼤⼤缩短了!
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以上实验虽然达到了多线程并发的⽬的,但有⼀个缺陷,不能控制
运⾏在后台的进程数。
为了控制进程,我们引⼊了管道和⽂件操作符。
⽆名管道:就是我们经常使⽤的例如: cat text | grep "abc"
⽆名管道:就是我们经常使⽤的例如: cat text | grep "abc"
那个“|”就是管道,只不过是⽆名的,可以直接作为两个进程的数据通道
有名管道: mkfilo 可以创建⼀个管道⽂件,例如: mkfifo fifo_file
管道有⼀个特点,如果管道中没有数据,那么取管道数据的操作就会停滞,直到
管道内进⼊数据,然后读出后才会终⽌这⼀操作,同理,写⼊管道的操作
如果没有读取操作,这⼀个动作也会停滞。
当我们试图⽤echo想管道⽂件中写⼊数据时,由于没有任何进程在对它做读取操作,所以
它会⼀直停留在那⾥等待读取操作,此时我们在另⼀终端上⽤cat指令做读取操作
你会发现读取操作⼀旦执⾏,写⼊操作就可以顺利完成了,同理,先做读取操作也是⼀样的:
由于没有管道内没有数据,所以读取操作⼀直滞留在那⾥等待写⼊的数据
⼀旦有了写⼊的数据,读取操作⽴刻顺利完成
以上实验,看以看到,仅仅⼀个管道⽂件似乎很难实现我们的⽬的(控制后台线程数),
所以接下来介绍⽂件操作符,这⾥只做简单的介绍,如果不熟悉的可以⾃⾏查阅资料。
系统运⾏起始,就相应设备⾃动绑定到了三个⽂件操作符分别为 0 1 2 对应 stdin ,stdout, stderr 。在 /proc/self/fd 中可以看到这三个三个对应⽂件
输出到这三个⽂件的内容都会显⽰出来。只是因为显⽰器作为最常⽤的输出设备⽽被绑定。
我们可以exec 指令⾃⾏定义、绑定⽂件操作符
⽂件操作符⼀般从3-(n-1)都可以随便使⽤
此处的n 为 ulimit -n 的定义值得
可以看到我的 n值为1024 ,所以⽂件操作符只能使⽤ 0-1023,可⾃⾏定义的就只能是 3-1023 了。
直接上代码,然后根据代码分析每⾏代码的含义:
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