Linux Shell實現多進程並發執行

在bash中，使用背景工作來實現任務的“多進程化”。在不加控制的模式下，不管有多少任務，全部都後台執行。也就是說，在這種情況下，有多少任務就有多少“進程”在同時執行。我們就先實現第一種情況：
執行個體一：正常情況指令碼
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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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這種情況下，程式順序執行，每個迴圈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
執行個體二：“多進程”實現
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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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這個執行個體實際上就在上面基礎上多加了一個後台執行&符號，此時應該是5個迴圈任務並發執行，最後需要3s左右時間。
$ time bash test.sh
done!
done!
done!
done!
done!
5

   real    0m3.011s
user    0m0.002s
sys     0m0.004s
效果非常明顯。
這裡需要說明一下wait的左右。wait是等待前面的背景工作全部完成才往下執行，否則程式本身是不會等待的，這樣對後面依賴前面任務結果的命令來說就可能出錯。例如上面wc -l的命令就報錯：不存在aa這個檔案。
以上所講的執行個體都是進程數目不可控制的情況，下面描述如何準確控制並發的進程數目。
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#!/bin/bash
# 2006-7-12, by wwy
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# 此例子說明了一種用wait、read命令類比多線程的一種技巧
# 此技巧往往用於多主機檢查，比如ssh登入、ping等等這種單進程比較慢而不耗費cpu的情況
# 還說明了多線程的控制
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function a_sub { # 此處定義一個函數，作為一個線程(子進程)
sleep 3 # 線程的作用是sleep 3s
}

tmp_fifofile=”/tmp/$.fifo”
mkfifo $tmp_fifofile          # 建立一個fifo類型的檔案
exec 6<>$tmp_fifofile      # 將fd6指向fifo類型
rm $tmp_fifofile

thread=15 # 此處定義線程數
for ((i=0;i<$thread;i++));do
echo
done >&6 # 事實上就是在fd6中放置了$thread個斷行符號符

for ((i=0;i<50;i++));do # 50次迴圈，可以理解為50個主機，或其他

read -u6
# 一個read -u6命令執行一次，就從fd6中減去一個斷行符號符，然後向下執行，
# fd6中沒有斷行符號符的時候，就停在這了，從而實現了線程數量控制

{ # 此處子進程開始執行，被放到後台
 a_sub && { # 此處可以用來判斷子進程的邏輯
 echo ”a_sub is finished”
 } || {
 echo ”sub error”
 }
 echo >&6 # 當進程結束以後，再向fd6中加上一個斷行符號符，即補上了read -u6減去的那個
} &

done

wait # 等待所有的後檯子進程結束
exec 6>&- # 關閉df6

exit 0
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sleep 3s，線程數為15，一共迴圈50次，所以，此指令碼一共的執行時間大約為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
而當不使用多線程技巧的時候，執行時間為：50 x 3s = 150s。
此程式中的命令 mkfifo tmpfile和linux中的命令 mknod tmpfile p效果相同。
區別是mkfifo為POSIX標準，因此推薦使用它。該命令建立了一個先入先出的管道檔案，並為其分配檔案標誌符6。管道檔案是進程之間通訊的一種方式，注意這一句很重要
exec 6<>$tmp_fifofile      # 將fd6指向fifo類型
如果沒有這句，在向檔案$tmp_fifofile或者&6寫入資料時，程式會被阻塞，直到有read讀出了管道檔案中的資料為止。而執行了上面這一句後就可以在程式運行期間不斷向fifo類型的檔案寫入資料而不會阻塞，並且資料會被儲存下來以供read程式讀出

作者“dikar雲墨竹”