Linux Shell实现模拟多进程并发执行

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/bash51Testing软件测试网$E:khPQ"B2P

hB[i&ZW#[%\R$Q0for ((i=0;i<5;i++));do
zc3D5u)Tiq8tW0 {51Testing软件测试网]b?#N-y]&x(]i RI
 sleep 1;echo 1>>aa && echo ”done!”51Testing软件测试网}ei5Hxnm+vD"_
 }51Testing软件测试网9].bA]B C$F
done51Testing软件测试网N#?a{7z Q9e
cat aa|wc -l51Testing软件测试网d_9]^0A/F?
rm aa51Testing软件测试网ZJy'a#Z3M U9I\

———————————————————————————–51Testing软件测试网 B C6L8@t*[fSn'[$v

这种情况下，程序顺序执行，每个循环3s，共需15s左右。51Testing软件测试网yrB+Y1a&zx R
I^

$ time bash test.sh51Testing软件测试网P h r ha \ H P
done!
#lV fd"m2X8~!r0done!
~|j!oT9E5K j J0done!51Testing软件测试网B#up"R!`V&?$J
done!
L'voQ!Jd0J;a0done!
&]7Ctc?L-Z0551Testing软件测试网*VHoS/?,_uB
51Testing软件测试网1\C0r9@2BE(P
real    0m15.030s
J-b!~c ?-Q
|0user    0m0.002s
rR!L(jsK(pj'm0sys     0m0.003s51Testing软件测试网K _%t*@)h2[3m

实例二：“多进程”实现51Testing软件测试网z%vz8Loe2f

———————————————————————————–51Testing软件测试网']/kq1WM'^+h

#!/bin/bash51Testing软件测试网2dy,J_:A;\E1M
51Testing软件测试网 N.T7Ydw%UU(H-a4lo
for ((i=0;i<5;i++));do
D8[&?$~9K`uA'Z0 {
#qf`7@HQOmb5w D;O0 sleep 3;echo 1>>aa && echo ”done!”
Vbl*VJvK n"\k0 } &51Testing软件测试网3y}Jq;u;YcR(x
done
S-i8E'K7QE/t1`0wait
4r U8xX#G!S0cat aa|wc -l
o-N,@$~;M%l0rm aa

———————————————————————————–51Testing软件测试网fC8?2ZD!AR4TA2~rv[

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.sh51Testing软件测试网+y?(Hh]
done!
8a-rXj$ros4[Y0done!51Testing软件测试网]#|lnBcPB
done!
0oB-~,L(n&j5e0done!51Testing软件测试网XV!P)x7LyYQtx(@
done!51Testing软件测试网$m:b!J Bld&|v
551Testing软件测试网V$od3m'?Vb
51Testing软件测试网8V/F[&M[y6Io
real    0m3.011s51Testing软件测试网#nm rCW3Q%A
user    0m0.002s51Testing软件测试网jsC~H#GuL4h/fo
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
9Q&w9~4tB`:AJ0# 2006-7-12, by wwy
~j n7QO]{0#———————————————————————————–51Testing软件测试网#V"k)X)h~&\+m$Q*O"\
# 此例子说明了一种用wait、read命令模拟多线程的一种技巧
'I.Ew
^X CRW*T0# 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
Znpn^2b2m4CWJ0# 还说明了多线程的控制
F c9bve#nd7O ce t0#———————————————————————————–51Testing软件测试网3[eKx5Q2w R(A.t

9F3U'_*n}1W'S1K0
vLo!L5t%C&S7M/z}F0function a_sub { # 此处定义一个函数，作为一个线程(子进程)
#C'ze6wK0sleep 3 # 线程的作用是sleep 3s
6D'GxD%c'J(B
fh0}
*_fD p/i8M{tE4T051Testing软件测试网x:\*VU}]u D

t$Ua;q(eS6I0tmp_fifofile=”/tmp/$.fifo”51Testing软件测试网K'm/qp_9b3k
mkfifo $tmp_fifofile      # 新建一个fifo类型的文件
3_0t2pSld0exec 6<>$tmp_fifofile      # 将fd6指向fifo类型51Testing软件测试网p7['L$B6}}EB
rm $tmp_fifofile51Testing软件测试网P#VPn:?\2s2F8f
51Testing软件测试网5ZaL'{y+QHqf
51Testing软件测试网;t
V:u HBf+aw#g
thread=15 # 此处定义线程数
5r\/}&B aY {0c0for ((i=0;i<$thread;i++));do
^V } ~7JY\ k E:D
Kr7~0echo51Testing软件测试网1z+x&|3A-gV*t(\
done >&6 # 事实上就是在fd6中放置了$thread个回车符51Testing软件测试网)v\mKBl.k(}+BMV
51Testing软件测试网'm z plyp&_
51Testing软件测试网K8|1g5d F{d
for ((i=0;i<50;i++));do # 50次循环，可以理解为50个主机，或其他51Testing软件测试网b/F R8VTZM
51Testing软件测试网}+Elv$\4D[5eS
read -u651Testing软件测试网
?;jB(w5nlD%k
# 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，51Testing软件测试网x{h N#a(k
# 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
9w"o(F9L6\YyI051Testing软件测试网W2n {,w9h"~^v
{ # 此处子进程开始执行，被放到后台
.yak Yp`L)j E'p,z0 a_sub && { # 此处可以用来判断子进程的逻辑51Testing软件测试网C NNH.p+F9F&h/NAU
 echo ”a_sub is finished”
Z}+z4K[0 } || {51Testing软件测试网4q@!LQ6j{+R7\b,qd
 echo ”sub error”51Testing软件测试网.]m~ cu:Z%O+m-}9f(_(]
 }
yX/h*m A0 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
nK4~$F qWCe0} &
`[2X y"O%B'P Y0T0
4]&s!NK(Z8e0done
)~4Q^ W ^!Eq/uX#Y0
2{-a7iIp2w+E:x0wait # 等待所有的后台子进程结束
8K7a'x,bU%F;G0exec 6>&- # 关闭df651Testing软件测试网hXIXc]"q]

Zz"O$HTC051Testing软件测试网HZ#Mq])~
exit 0
0k IbeywJ'g0——————————————————————————————————————

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51Testing软件测试网 v'AJ*NL5W8X1~

即：51Testing软件测试网+EF$[q}BW
15×3=45, 所以 3 x 3s = 9s
;e dZB Y)C o7b)R0(50-45=5)<15, 所以 1 x 3s = 3s
3C@*n[3LkC$I"d-k0所以 9s + 3s = 12s

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

real        0m12.025s
p }GY;t)IP0user        0m0.020s51Testing软件测试网+k'Ea!u)ows
sys         0m0.064s51Testing软件测试网R4xk7Q#\&D I.c$g d

而当不使用多线程技巧的时候，执行时间为：50 x 3s = 150s。51Testing软件测试网T"^}1g}}(w"q;~)K

此程序中的命令 mkfifo tmpfile和linux中的命令 mknod tmpfile p效果相同。51Testing软件测试网;yw5TmI9b/s

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51Testing软件测试网9Hv7{"bl4gN&e

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51Testing软件测试网IrtM)|N,s%w*{