Linux shell 实现多线程

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

 

# !/bin/bash

for  ((i = 0 ;i < 5 ;i ++ )); do
        {
                 sleep   3 ;echo  1 >> aa  &&  echo  " done! "
        } 
done
wait
cat aa | wc  - l
rm aa

 

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

 

# !/bin/bash

for  ((i = 0 ;i < 5 ;i ++ )); do
        {
                 sleep   3 ;echo  1 >> aa  &&  echo  " done! "
        }  &
done
wait
cat aa | wc  - l
rm aa

 

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。

wait命令的官方解释如下：

 

       wait [n]
               Wait for the specified process and return its termination status.  n may be a process ID or  a  job  specification; if a job spec is given, all processes in that job's pipeline are waited for.  If n is not given, all currently active child processes are waited for, and the return status is zero.  If  n  specifies  a  non-existent process  or job, the return status is 127.  Otherwise, the return status is the exit status of the last processor job waited for.

 

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。

 

# !/bin/bash
# 2006-7-12, by wwy
#———————————————————————————–
# 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
#———————————————————————————–


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

 

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。

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