（4.14）Fd和命名管道实现shell并发控制

文章目录

• ​​1.shell并发控制之描述符​​
• ​​2.shell并发控制之管道​​
• ​​3.并发控制样例​​
• ​​4.别人的并发​​

1.shell并发控制之描述符

• File Descriptors(FD，文件描述符)或者文件句柄
  进程使用文件描述符来管理打开的文件

ls /proc/$$/fd
0 1 2 3 4
0:标准输入
1：标准输出
2：标准错误输出

• exec打开一个文件

touch /file1
exec 6 <> /file1##手动打开了一个文件描述符,给他一个6描述符

• 因为文件句柄没有释放，就算删除/file1文件，但是文件描述符还在 ，所以可以copy出来，但是前后两个file1文件的inode编号不一样了！
  当一个文件FD未释放，删除源文件也不会影响FD
  
  虽然cp复原了，但是文件/file1的inode发生了改变，还是会显示deleted状态
• exec关闭一个文件（释放一个文件句柄）

exec 6<&-##关闭一个文件描述符，释放掉当前进程的文件句柄6

2.shell并发控制之管道

• 管道是一个文件
• 匿名管道：你放到里面的内容，被别人拿走就没了；在一个终端（进程）玩

rpm -qa|grep bash

• 命名管道：先进先出，内容读完就没了；两个终端（进程）去玩
  命名管道，就是有名字的管道，eg： /tmp/fifo1

mkfifo /tmp/fifo1
file /tmp/fifo1
ll /dev/ > /tmp/fifo1

接着查看管道中的内容
grep 'sda' /tmp/fifo1

3.并发控制样例

• eg1：

#ping01
#!/usr/bin/bash
thread=5#进程数量
tmp_fifofile=/tmp/$$.fifo

mkfifo $tmp_fifofile
exec 8<> $tmp_fifofile
rm $tmp_fifofile    ##描述符8还存在，是否删除tmp_fifofile对fd=8没有影响

for i in `seq $thread`
do
  ##这里用>>追加是没有意义的，因为这是管道，不是常规文件，所以这里不可能会覆盖前面的内容的，后面
  ##增加的内容对前面没有影响
  echo >&8 ##&8指的就是文件描述符8,单个echo就是回车。echo "111" > &8
  ##该文件tmp_fifofile里面有5个回车
done


for i in {2..254}
do
  ##read --help，-u跟文件描述符
  ##读一个回车，就循环，循环到第6次的时候，就跳出read了，因为没得读了
  ##read会将管道中的5个空格都读完，读完才跳出read，但是每次读完一个空格又给管道塞一个空格
  read -u 8
  {
    ip=192.168.122.$i
    ping -c1 -W1 $ip &>/dev/null  ## -W1表示1秒超时
    if [ $? -eq 0 ];then
      echo "$ip is up"
    else
      echo "$ip is down"
    fi
    echo >&8##上面的事做完了，就还回去。不要都借完了，再还回去，保证管道的输入有5个数据输入
  }&
done
wait ##等待所有的后台进程执行结束，如果不加这里，有些ping执行不成功，就会执行echo "finish"
exec 8>&- 
echo "finish"

左图中的横杠表示5个回车，read 从fd=8中去读，读完为止

• 测试：执行的话，5个，5个一起出结果

4.别人的并发

• 串行执行：

#!/bin/bash
start=`date +%s`
 
for i in $(seq 1 5); do
  echo test
  sleep 2
done
 
end=`date +%s`
 
time=$(($end - $start))
echo "time: $time"

• 测试：

# sh test1.sh
test
test
test
test
test
time: 10

• shell中实现多进程实际上就是将多个任务放到后台中执行而已
  （1）如果可以一次执行多个任务的，把它放到后台即可：
  （2）说下改动，首先我把for循环中的代码用{}包为一个块，然后增加&符号使其后台运行，之后增加wait指令，该指令会等待所有后台进程结束，如果不加wait，程序直接往下走，最终打出的time将会是0

#!/bin/bash
start=`date +%s`
 
for i in $(seq 1 5); do
  {
    echo test
    sleep 2
  }&
done
 
wait
 
end=`date +%s`
 
time=$(($end - $start))

• 测试：

# sh test2.sh
test
test
test
test
test
time: 2

• 管道实现并发

#!/bin/bash
 
 ##首先创建一个管道文件tm1,然后使用exec命令将该文件的输入输出绑定到5号文件描述符，而后删除该管道文件，
 这里删除的只是该文件的Inode，实际文件已由内核open函数打开，这里删除并不会影响程序执行，
 当程序执行完后，文件描述符会被系统自动回收。
mkfifo tm1
exec 5<>tm1
rm -f tm1
 
 ##通过一个for循环向该文件描述符写入10个空行，这个10其实就是我们定义的后台进程数量，
 这里需要注意的是，管道文件的读取是以行为单位的。
for ((i=1;i<=10;i++)); do
  echo >&5
done
 
这里假定我后台有100个任务，而我们在后台保证只有10个进程在同时运行
read -u5 的作用是，读取5号文件描述符中的一行，就是读取一个空行
在减少文件描述符的一个空行之后，在后台执行一次任务，而任务在执行完成以后，会向文件描述符中再写入一个空行，
这是为什么呢，因为如果我们写入空行的话，当后台放入了10个任务之后，由于没有可读取的空行，read -u5就会被阻塞住！
for ((j=1;j<=100;j++)); do
  read -u5
  {
    echo test$j
    sleep 2
    echo >&5
  }&
done
 
wait
 
exec 5>&-
exec 5<&-

我们生成做绑定时 可以用 exec 5<>tm1 来实现，
但关闭时，必须分开来写：> 读的绑定，< 标识写的绑定， <> 则标识 对文件描述符5的所有操作等同于对管道文件tm1的操作。

打开文件作为输入，并分配文件描述符
$exec 3<datafile

打开文件作为输出，并分配文件描述符
$exec 4>datafile

• 参考：​​shell中控制多个进程并发执行的方法​​