shell 设置进程数运行

问题描述

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在服务器上提交任务时，需要限制运行的核的数目。程序本身是单线程的，但是不同的输入参数需要跑很多组，粗暴的方法是开多个终端，不断地去提交任务。但这比较麻烦，可以用 shell 实现。

基础

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首先看第一种 shell 写法

#! /bin/bash

start=`date +%s`

for i in {0..3}
do
    echo sucess
    sleep 2
done

end=`date +%s`
echo "time: `expr $end - $start`"

• 如何提取当前时间，date +%s，返回值是从 1970 年至今的秒数。
• for 循环的写法。
• shell 中数学运算，注意 start 与 end 之间需要空格。

该程序的运行结果是 8 s，如果放在后台运行，则只需要 2 s，代码如下

#! /bin/bash

start=`date +%s`

for i in {0..3}
do
    {
        echo sucess
        sleep 2
    } &
done
wait

end=`date +%s`
echo "time: `expr $end - $start`"

• 需要使用 {} 将主执行程序包括，用 & 将其放入后台。
• 需要 wait 命令等待所有命令执行完成，不然系统会直接继续往下走。

这样做实现了多线程并发，但是问题是不能控制使用的进程数。因此引入了管道和文件操作符。

管道

• 比如 hexdump Run0035.bin | less 中的 | 就是管道，用于连接两个命令间的数据。
• 管道的特点是，如果管道中没有数据，那么取管道数据的操作就会停滞，直到管道中有数据；同样写管道的操作也是如此，如果没有读取操作，那么写操作也会停滞。意思就是管道需要既有读操作，也有写操作。
• 使用 mkfifo 命令可以创建有名管道

文件操作符

• 通过文件操作符，可以控制 linux 系统中 /proc 文件夹下的内容，从而控制 linux 中进程的运行。

代码

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 1 #!/usr/bin/env bash

#设置变量
beta=0.25
gammaList=(22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0 36.0 38.0)
moiList=(4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0)

start=`date +%s`
thread_num=36

trap "exec 1000>&-;exec 1000<&-;exit 0" 2
tmpfifo=$$.fifo
mkfifo $tmpfifo
exec 1000<>$tmpfifo
rm -rf $tmpfifo

for (( i=0; i<$thread_num; i++ ))
do
  echo >&1000
done

for gamma in ${gammaList[@]}
do
  if [ ! -d "gamma"$gamma ]; then
    mkdir gamma$gamma
  fi
  outfile=`printf "terminal-out-%s" "$gamma"`
  for moi in ${moiList[@]}
  do
    read -u1000
    {
      sh auto-run.sh $beta $gamma $moi > $outfile
      echo >&1000
    }&
  done
done

wait
end=`date +%s`
echo "times: `expr $end - $start`"

• 第 9 行，设置使用进程数.
• 第 11 行，表示脚本在运行过程中，如果接收到 ctrl+c，则则关闭文件描述符 1000 的读写，并正常退出。其中 exec >1000&- 代表关闭对文件描述符 1000 的写，exec <1000&- 代表关闭对文件描述符 1000 的读，trap 用于接受中断命令，2 代表 ctrl+c.
• 12 ~ 14 行，创建一个管道文件 PID.fifo，并与文件描述符 1000 做读写的绑定。如此一来，对文件描述符 1000 的操作就相当于对管道文件的操作，且该文件描述符又有管道的特性，即读写操作必须同时存在，否则会停滞。
• 第 15 行，将管道文件删除（不明白）
• 17 ~ 20 行，向文件描述符 1000 写入相应进程数的空行，用于控制进程数。
• 22 ~ 36 行，主体部分。第 30 行，从文件描述符 1000 读取 1 行，第 31 ~ 34 行，后台执行其中的命令，当第 32 行执行结束后，再向文件描述符 1000 中写入一个空行。结果就是，先读取了文件描述符 1000 中所有的行，读取完后因为没有写入，由于管道性质，该行为被阻塞，因此不会再读取，即不会再执行 read -u1000，但后台若有第 32 行的命令执行结束，便会执行第 33 行的写入命令，写入后 read -u1000 操作便不会阻塞，于是每当跑完一个后台，便可以提交下一个后台。
• 38 ~ 40 行，等待所有命令执行完成，输出耗时。