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/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

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# 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

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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