shell的多进程

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" 

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:

第3行:   接受信号 2 (ctrl +C)做的操作

          exec 1000>&-和exec 1000<&- 是关闭fd1000的意思

          生成做绑定时 可以用 exec 1000<>testfifo 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 1000的所有操作等同于对管道文件           testfifo的操作。


第5-7行: 分别为 创建管道文件,文件操作符绑定,删除管道文件

      可能会有疑问,为什么不能直接使用管道文件呢? 

      事实上,这并非多此一举,刚才已经说明了管道文件的一个重要特性了,那就是读写必须同           时存在,缺少某一种操作,另一种操作就是滞留,而绑定文件操作符 正好解决了这个问题。(至于为什么,我还没研究明白,有知道的 还请告知,谢谢)


第9-12 行:    对文件操作符进行写入操作。 通过一个for循环写入10个空行,这个10就是我们要定义的后台线程数量。

               为什么写入空行而不是10个字符呢 ?

               这是因为,管道文件的读取 是以行为单位的。

                        

              当我们试图用 read 读取管道中的一个字符时,结果是不成功的,而刚才我们已经证实               使用cat是可以读取的。

第17-24行:  这里假定我们有100个任务,我们要实现的时 ,保证后台只有10个进程在同步运行 。

             read -u1000 的作用是:读取一次管道中的一行,在这儿就是读取一个空行。

             减少操作附中的一个空行之后,执行一次任务(当然是放到后台执行),需要注意的是,              这个任务在后台执行结束以后会向文件操作符中写入一个空行,这就是重点所在,如果我们不在某种情况某种时刻向操作符中写入空行,那么结果就是:

             在后台放入10个任务之后,由于操作符中没有可读取的空行,导致  read - u1000 这儿              始终停顿。后边的 就不用解释了,贴下执行结果:

每次的停顿中都能看到  只有10个进程在运行

一共耗时50s  

一共100个任务,每次10个 ,每个5s 正好50s

上边的结果图之所以这么有规律,这是因为我们所执行的100个任务耗时都是相同的,

比如,系统将第一批10个任务放入后台的过程所消耗的时间 几乎可以忽略不计,也就是说

这10个任务几乎可以任务是同时运行,当然也就可以认为是同时结束了,而按照刚才的分析,

一个任务结束时就会向文件描述符写入空行,既然是同时结束的,那么肯定是同时写入的空行,

所以下一批任务又几乎同时运行,如此循环下去的。

实际应用时,肯定不是这个样子的,比如,第一个放到后台执行的任务,是最耗时间的,

那他肯定就会是最后一个执行完毕。

所以,实际上来说,只要有一个任务完成,那么下一个任务就可以被放到后台并发执行了。


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