Learning Perl 学习笔记 Ch16 进程管理

1. 在Perl中调用其他程序的方式有很多，最简单的就是system函数，system函数接受一个或多个参数，其中第一个参数就是要执行的程序名，随后Perl启动一个子进程，执行程序直到返回结果，子进程会继承Perl的标准输入、输出和错误流。

system "date";
system 'ls -l $HOME';

单引号和双引号的区别在于：单引号不会应用变量内插，和其他特殊规则
在Unix系统上，Perl对于简单的命令，通常不经过shell，而是直接在$PATH的路径里找到程序后直接执行，对于system "date"来说，date就是Perl的子进程，但是对于复杂的命令（比如包含分号、数线和美元符号等shell元字符），system先调用shell，再由shell调用具体的程序。对于system 'ls -l $HOME'，shell是Perl的子进程，ls是Perl的孙进程
虽然system函数总是阻塞等待子进程返回，但可以利用shell的&启动后台进程，这样shell会立刻返回，Perl将继续执行
如果向system传入多个参数，将不会使用shell，第一个参数指定要执行的程序，其余的参数将传递给这个程序
system的返回值就是程序的结束状态，在Unix系统中，0表示正常结束，非零表示异常，这和Perl的规则刚好相反。要判断结果是否正常要么使用unless

unless(system date){  
    print "Success!";
}

或者在system前取反

! system "rm -rf test_file.txt" or die "Failed";

注意rm执行失败并不会设置$!变量的内容，因为system调用的子程序执行错误并不会被Perl捕获

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2 exec函数也可以用来执行子程序，和system函数不同之处在于：system函数是启动一个子进程去执行子程序，然后自己睡眠不再占用CPU时间，当子进程执行完成之后再唤醒原来的Perl进程继续执行之后的程序。但是exec函数使用了系统调用exec(2)直接在当前进程跳转执行子程序，这样原来的Perl进程便不复存在了。只有一种情况是例外，如果子程序在启动阶段出错，Perl仍将掌控原来的进程，因为这个时候Perl还没有让出进程的控制权，而且会把子程序错误的原因放入$!变量：

exec 'date';
die "date couldn't run : $!";

实际上除了die以外，exec函数之后的任何其他代码都不会执行，如果exec执行失败，Perl唯一能做的就是执行die打印错误信息，然后结束当前进程
exec函数存在的意义在于有时Perl的作用是为子程序设定运行环境，当环境设定完毕，Perl就没有继续存在的必要。
3 环境变量是大多是操作系统都有的概念，Perl中的环境变量都放在一个哈希表中：%ENV，每一个键值对应一个环境变量。在Unix系统中最常用的是PATH变量，里面存储着查找程序的路径，当没有指定程序存在的具体路径时，Unix就会逐个检查$ENV{PATH}中的目录，查找是否存在同名的可执行文件。子程序会继承父进程的环境变量，但是修改从父进程传进来的环境变量并不会影响其他进程，也不会影响shell（shell本身也是一个进程）：

$ENV{'PATH'} = "/home/test_path:$ENV{'PATH'}";
delete $ENV{'IFS'};
my $make_result = system "make";

4 system和exec函数都会把调用程序的输出定向到标准输出，如果想要在Perl里捕获调用程序的输出结果，并作进一步的处理，只能使用反引号``，当我们执行
demo16-1:

#!/usr/bin/perl
my $now = `date`;
print "The time is now $now"; #date的返回包括了换行符

Perl会执行date，并将其标准输出以字符串的形式捕获，并放在$now变量里。Perl总会捕获标准输出里的所有内容，这通常包括了换行符，所以最好用chomp函数处理一下：
demo16-2:

#!/usr/bin/perl
chomp (my $no_newline_now = `date`);
print "The time is now $no_newline_now \n";

反引号基本可以视作system的单参数版本+双引号传参，这意味着1. 需要小心处理反斜线转义与变量内插的问题。2. 无法用多参数避开shell调用。
demo16-3:

#!/usr/bin/perl
my @functions = qw { int rand sleep length hex eof not exit sqrt umask};
my %about;

foreach (@functions) {
   $about{$_} = `perldoc -t -f $_`;
}
foreach (sort keys %about){
  print "$_ : $about{$_}\n";
}

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反引号需要注意避免滥用：如果捕获的内容没有被变量保存，那就意味着不需要捕获调用程序返回的内容，这种情况下应该使用system函数

`test_program arg_1 arg_2`; #应避免在这里使用反引号
system 'test_program arg_1 arg_2';

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反引号只会捕获标准输出的内容，如果调用程序执行期间发生错误，就会把错误信息输出到标准错误流里，如果想要捕获标准错误信息，可以利用shell的方式把标准错误流合入标准输出：2>&1，但这有时会导致最后捕获的内容出现混乱。

my $result = `test_program arg_1 arg_2 2>&1`;

另一个问题出在标准输入上，如有必要反引号也会从标准输入里读取内容，但问题是，一般都会有提示用户输入的标准输出，但别忘了标准输出已经被反引号捕获了，这时用户在屏幕上除了闪烁的光标什么都看不到，用户误以为程序在运行，其实程序在等待用户输入内容。解决办法就是把标准输入重定向到/dev/null，当程序需要读取标准输入时，只会得到EOF

my $result = `test_program arg_1 arg_2 

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反引号在列表上下文中，会把捕获的内容根据换行符进行分割，然后用列表返回。如果捕获的内容没有换行符那就相当于只有一个元素的列表
demo16-4:

#!/usr/bin/perl
foreach (`who`){
  my($user, $tty, $data) = /(\S+)\s+(\S+)\s+(.*)/;
  print "$user: $tty at $date\n";
}

这里结合了反引号和s//在列表上下文中的用法，s//在列表上下文中不反回布尔值，而是将捕获的变量放入列表中。
5 不论是system函数、exec函数还是反引号，都是由Perl同步控制的：Perl启动一个子程序，等待它执行完毕或者直接结束Perl自己的运行。但是Perl也可以异步控制子程序，并且在子程序运行的过程中和它交互（这不同于用&实现的后台进程，在那种情况下真正的子进程shell依然和Perl是同步的）。这要用到Unix系统的“管道”和Perl的文件句柄，使用open打开管道，然后在参数里指定程序名和管道标志：

open DATE, "date|" or die "Cannot pipe from date: $!";
open MAIL, "|mail" or die "Cannot pipe to mail: $!";

第一种方式date|竖线在date之后，Unix将把date的输出通过管道传给当前的Perl程序，Perl程序则使用DATE句柄来接受这部分内容，要获取内容就和从文件句柄中读取信息的方法一样：my $now = ;
第二种方式|mail竖线在mail之前，Unix系统将把当前Perl程序的输出通过管道传递给mail程序的标准输入，而当前Perl程序的输出则由文件句柄MAIL来控制：print MAIL "the message to mail";
无论是哪一种方式，open都会打开一个独立的进程来执行具体的程序，如果程序启动过程失败，则open也会失败，并把错误信息放入$!。
就像普通的文件句柄一样，当不再使用调用程序时，需要关闭文件句柄：

close MAIL;
die "non zero exit: $?" if $?;

这会让Perl等待程序的返回结果并放入$?变量：0表示正常，非0表示异常。需要注意$?是全局的，所以会把其他程序的结束状态重置，所以最好尽快使用或转存这个变量的值。像mail这样通过管道获取Perl输出的程序还会得到一个EOF。
相比于同步控制，文件句柄不用等到调用程序执行完再开始对返回结果进行处理，每次收到新的内容都可以在Perl中进行处理，对于一些返回结果比较大，处理时间比较长的调用程序是非常有用。
6 Perl还可以用fork直接执行系统调用接口
7 Unix信号是发往一个程序的脉冲，操作系统通常会定义一组整型数和对应的信号代表某种事件发生，信号可以由操作系统或者程序发出和接受。在Perl中发信号给别的进程需要先知道对方的pid。发送信号的命令是kill，这是因为杀掉进程通常就是信号所需要做的全部事情。

kill 2, 4201

kill命令的第一个参数就是信号类型，这里2就对应着SIGINT中断信号。第二个参数是对方进程的pid，在Perl里获取这个值稍微有些复杂。
在Perl中接收信号的方式有所不同，需要对一个特殊哈希%SIG赋值来设定信号处理程序
demo16-5

#!/usr/bin/perl
sub signal_handler{
  print "I'm signal handler and I received the interrupt signal.\n";
  die "Interrupt executed by signal_handler.";
}
$SIG{"INT"} = "signal_handler";
while (1) {};

程序执行后不会做任何事，直到按下ctrl-C

./demo16-5
^CI'm signal handler and I received the interrupt signal.
Interrupt executed by signal_handler. at ./demo16-5 line 4.

%SIG的哈希键就是信号名（没有通用前缀SIG），哈希键的内容就是信号处理函数名（没有&符号）