Пересмотрим теперь некоторые из предыдущих примеров с точки зрения использования программных каналов вместо временных файлов. Вертикальная черта служит указанием интерпретатору shell для создания конвейера:
$ who | sort Печать отсортированного списка пользователей
$ who | wc -l Подсчет числа пользователей
$ ls | wc -l Подсчет числа файлов
$ ls | pr -3 Вывод списка имен файлов в три столбца
$ who | grep mary Поиск определенного пользователя
Всякая программа, вводящая информацию с терминала, может вводить ее и по программному каналу; всякая программа, производящая вывод на терминал, может выдавать информацию в программный канал. Это тот случай, когда приносит плоды решение читать стандартный входной поток, если не заданы никакие файлы. Любая программа, выполняющая данное соглашение, может быть включена в конвейер. В рассмотренных выше примерах команды pr, grep, sort и wc используются именно таким способом.
Можно связать конвейером сколь угодно много программ. Например,
$ ls | pr -3 | lpr
создает список имен файлов в три столбца и выдает его на печатающее устройство, а
$ who | grep mary | wc -l
подсчитывает, сколько раз пользователь Мэри входила в систему.
Программы, связанные конвейером, выполняются одновременно, а не последовательно одна за другой. Это означает, что программы в конвейере могут вступать в диалог; ядро выполняет необходимые операции переключения и синхронизации, чтобы такая схема работала. Большинство команд следует определенному образцу, поэтому они хорошо вписываются в конвейер и могут выполняться в нем на любом месте. Обычный вызов команды имеет вид:
команда флаги возможные имена файлов
Если имена файлов не указаны, то команда читает стандартный входной поток, который по умолчанию поступает с терминала (что удобно для экспериментирования), однако возможно его переключение на файл или программный канал. Кроме того, во многих командах выдача идет в стандартный выходной поток, который по умолчанию направлен на терминал, но его также можно переключить на файл или программный канал.
Сообщения же об ошибках, выдаваемые командами, следует обрабатывать по-другому, иначе они затеряются в файле или программном канале. Поэтому каждая команда имеет еще один стандартный файл, называемый файлом диагностики, который обычно связан с вашим терминалом:
Рис. 1.2: Схема потоков в UNIX
Почти все рассматривавшиеся выше команды укладываются в эту схему; исключение составляют who и date, не имеющие входной информации, а также те, например cmp или diff, которые имеют определенное число входных файлов. (Посмотрите их флаг '-'.)
Объясните разницу между командами
$ who | sort
и
$ who > sort
Интерпретатор shell выполняет и некоторые другие операции, помимо связывания через программный канал. Рассмотрим кратко вопрос одновременного выполнения нескольких программ, о чем уже упоминалось при обсуждении программных каналов. Например, можно запустить две команды с помощью одной командной строки, разделив их точкой с запятой; интерпретатор shell распознает этот символ и разобьет строку на две команды:
$ date; who
Tue Sep 27 01:03:17 EDT 1983
ken tty0 Sep 27 00:43
dmr tty1 Sep 26 23:45
rob tty2 Sep 26 23:59
bwk tty3 Sep 27 00:06
jj tty4 Sep 26 23:31
you tty5 Sep 26 23:04
her tty7 Sep 26 23:34
Обе команды будут выполнены (подряд) прежде, чем интерпретатор вновь вернется с приглашением.
Можно также при желании запустить несколько команд одновременно. Предположим, что вы собираетесь заняться длительными вычислениями, например, подсчитать число слов в вашей книге, но не хотите ждать окончания команды wc для перехода к другой работе. Тогда можно задать:
$ wc ch* > wc.out &
6944 Shell дает номер процесса
$
Амперсанд (&) в конце командной строки указывает интерпретатору, что нужно запустить данную команду, а затем сразу перейти к получению последующих команд с терминала, т.е. не ждать ее завершения. Итак, команда будет выполняться, а вы можете отвлечься на что-нибудь другое. Переключение выходного потока на файл wc.out предотвращает возможность его смешивания с той информацией, которая появится на терминале в процессе дальнейшей работы.
Каждый экземпляр запущенной программы называется процессом. Число, выдаваемое shell в ответ на команду, введенную с &, является номером процесса. Его можно использовать в других командах в качестве ссылки на данный экземпляр выполняемой программы.
Важно понимать различие между программами и процессами. Скажем, wc — это программа, но каждый запуск программы wc создает новый процесс. Если одновременно выполняется несколько экземпляров одной программы, то любой из них считается отдельным процессом с отличным от других номером.
Если конвейер завершается операцией &
$ pr ch * | lpr &
6951 Номер процесса
$
то все процессы этого конвейера начинают выполняться сразу, и & относится ко всем программам, участвующим в конвейере. Однако выдается только номер процесса, относящийся к последней программе в конвейере. Команда
$ wait
ожидает, пока не завершатся все процессы, запущенные с помощью &. Если она не возвращается сразу, значит, у вас есть незавершенные команды. Прервать выполнение команд можно, нажав клавишу DELETE.
Можно использовать номер процесса, сообщаемый интерпретатором, для остановки процесса, инициированного операцией &:
$ kill 6944
Если вы забыли номер процесса, команда ps выведет сообщение обо всех ваших процессах. В том случае, когда вам некогда, команда kill 0 уничтожит все ваши процессы, за исключением начального процесса-интерпретатора. Если же вам интересно, что делают другие пользователи, команда ps -ag сообщит обо всех выполняемых процессах. Приведем пример вывода:
$ ps -ag
PID TTY TIME CMD
36 со 6:29 /etc/cron
6423 5 0:02 -sh
6704 1 0:04 -sh
6722 1 0:12 vi paper
4430 2 0:03 -sh
6612 7 0:03 -sh
6628 7 1:13 rogue
6643 2 0:02 write dmr 6949 4 0:01 login bimmler
6952 5 0:08 pr ch1.1 ch1.2 ch1.3 ch1.4
6951 5 0:03 lpr
6959 5 0:02 ps -ag
6844 1 0:02 write rob
$
Здесь PID — номер процесса; TTY — терминал, связанный с процессом (как в команде who); TIME — затраченное время процессора в минутах и секундах, а в конце строки — выполняемая команда. Команда ps — одна из тех команд, которые выполняются по- разному в различных версиях системы, так что вывод в вашей системе может иметь другой формат. Даже аргументы могут отличаться — см. в своем справочном руководстве страницу ps(1).