shell编程范例之进程操作

Love The Way You Lie 2022-09-18 04:53 211阅读 0赞

by falcon<zhangjinw@gmail.com> 
2008-02-21 
 
这一小节写了很久，到现在才写完。本来关注的内容比较多，包括程序开发过程的细节、ELF格式的分析、进程的内存映像等，后来搞得“雪球越滚越大”，甚至 脱离了shell编程关注的内容。所以呢，想了个小办法，“大事化小，小事化了”，把涉及到的内容分成如下几个部分： 
1、**[把VIM打造成源代码编辑器][VIM]**（源代码编辑过程：用VIM编辑代码的一些技巧） 
2、GCC编译的背后 **[第一部分：预处理和编译][Link 1] [第二部分：汇编和链接][Link 2]**（编译过程：预处理、编译、汇编、链接） 
3、**[程序执行的那一刹那][Link 3]** （执行过程：当我们从命令行输入一个命令之后） 
4、**[进程的内存映像][Link 4]** （进程加载过程：程序在内存里是个什么样子） 
5、**[动态符号链接的细节][Link 5]**（动态链接过程：函数puts/printf的地址在哪里） 
6、**[代码测试、调试与优化小结][Link 6]**（程序开发过后：内存溢出了吗？有缓冲区溢出？代码覆盖率如何测试呢？怎么调试汇编代码？有哪些代码优化技巧和方法呢？） 
7、**[为你的可执行文件“减肥”][Link 7]**（从"减肥"的角度一层一层剖开ELF文件） 
8、进程和进程的基本操作（本小节） 
呵呵，好多。终于可以一部分一部分地完成了，不会再有一种对着一个大蛋糕却不知道如何下口的尴尬了。 
进程作为程序真正发挥作用时的“形态”，我们有必要对它的一些相关操作非常熟悉，这一节主要描述进程相关的概念和操作，将介绍包括程序、进程、作业等基本概念以及进程状态查询、进程通信等相关的基本操作等。

1、什么是程序，什么又是进程

程序是指令的集合，而进程则是程序执行的基本单元。为了让程序完成它的工作，我们必须让程序运行起来成为进程，进而利用处理器资源，内存资源，进行各种I/O操作，从而完成某项指定的工作。  
在这个意思上说，程序是静态的，而进程则是动态的。  
而进程有区别于程序的地方还有，进程除了包含程序文件中的指令数据意外，还需要在内核中有一个数据结构用以存放特定进程的相关属性，以便内核更好的管理和调度进程，从而完成多进程协作的任务。因此，从这个意义上可以说“高于”程序，超出了程序指令本身。  
如果进行过多进程程序的开发，你又会发现，一个程序可能创建多个进程，通过多个进程的交互完成任务。在Linux下，多进程的创建通常是通过fork系统调用实现的。从这个意义上来说程序则”包含”了进程。  
另外一个需要明确的是，程序可以由多种不同的程序语言描述，包括C语言程序、汇编语言程序和最后编译产生的机器指令等。  
  
下面我们简单讨论一下Linux下面如何通过shell进行进程的相关操作。

2、进程的创建

通常在命令行键入某个程序文件名以后，一个进程就被创建了。例如，

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ sleep 100 &amp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #让sleep程序在后台运行 [1] 9298 $ pidof sleep &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #用pidof可以查看指定程序名的进程ID 9298 $ cat /proc/9298/maps &nbsp;&nbsp; #查看进程的内存映像 08048000-0804b000 r-xp 00000000 08:01 977399&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /bin/sleep 0804b000-0804c000 rw-p 00003000 08:01 977399&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /bin/sleep 0804c000-0806d000 rw-p 0804c000 00:00 0&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; [heap] b7c8b000-b7cca000 r--p 00000000 08:01 443354&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ... bfbd8000-bfbed000 rw-p bfbd8000 00:00 0&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; [stack] ffffe000-fffff000 r-xp 00000000 00:00 0&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; [vdso] </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

当一个程序被执行以后，程序被加载到内存中，成为了一个进程。上面显示了该进程的内存映像(虚拟内存)，包括程序指令、数据，以及一些用于存放程命令行参数、环境变量的栈空间，用于动态内存申请的堆空间都被分配好了。  
关于程序在命令行执行过程的细节，请参考《Linux命令行下程序执行的那一刹那》。  
  
实际上，创建一个进程，也就是说让程序运行，还有其他的办法，比如，通过一些配置让系统启动时自动启动我们的程序（具体参考"man init"），或者是通过配置crond（或者at）让它定时启动我们的程序。除此之外，还有一个方式，那就是编写shell脚本，把程序写入一个脚本文 件，当执行脚本文件时，文件中的程序将被执行而成为进程。这些方式的细节就不介绍了，下面介绍如何查看进程的属性。  
  
需要补充一点的是，在命令行下执行程序时，我们可以通过ulimit内置命令来设置进程可以利用的资源，比如进程可以打开的最大文件描述符个数，最大的栈空间，虚拟内存空间等。具体用法见"help ulimit"。

3、查看进程的属性和状态

我们可以通过ps命令查看进程的相关属性和状态，这些信息包括进程所属用户，进程对应的程序，进程对cpu和内存的使用情况等信息。熟悉如何查看它们有助于我们进行相关的统计分析和进一步的操作。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ ps -ef #查看系统所有当前进程的属性 $ ps -C init #查看命令中包含某个指定字符的程序对应的进程，进程ID是1，TTY为？表示和终端没有关联 &nbsp; PID TTY&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; TIME CMD &nbsp;&nbsp;&nbsp; 1 ?&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 00:00:01 init $ ps -U falcon #选择某个特定用户启动的进程 $ ps -e -o "%C %c"&nbsp; #可以按照指定格式输出指定内容，这里会输出命令名和cpu使用率 $ ps -e -o "%C %c" | sort -u -k1 -r | head -5&nbsp; #这样则会打印cpu使用率最高的前4个程序 &nbsp;7.5 firefox-bin &nbsp;1.1 Xorg &nbsp;0.8 scim-panel-gtk &nbsp;0.2 scim-bridge $ ps -e -o "%z %c" | sort -n -k1 -r | head -5&nbsp; #使用虚拟内存最大的5个进程 349588 firefox-bin &nbsp;96612 xfce4-terminal &nbsp;88840 xfdesktop &nbsp;76332 gedit &nbsp;58920 scim-panel-gtk </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

由于系统所有进程之间都有“亲缘”关系，所以可以通过pstree查看这种关系，

动态查看进程信息，

该命令最大的特点是可以动态的查看进程的信息，当然，它还提供了一些有用的参数，比如-S可以按照累计执行时间的大小排序查看，也可以通过-u查看指定用户启动的进程等。  
  
感觉有上面几个命令来查看进程的信息就差不多了，下面来讨论一个有趣的问题：如何让一个程序在同一时间只有一个在运行。  
这意味着当一个程序正在被执行时，它将不能再被启动。那该怎么做呢？  
假如一份相同的程序被复制成了很多份，并且具有不同的文件名被放在不同的位置，这个将比较糟糕，所以我们考虑最简单的情况，那就是这份程序在整个系统上是唯一的，而且名字也是唯一的。这样的话，我们有哪些办法来回答上面的问题呢？  
总的机理是：在这个程序的开头检查自己有没有执行，如果执行了则停止否则继续执行后续代码。  
策略则是多样的，由于前面的假设已经保证程序文件名和代码的唯一性，所以

* 通过ps命令打印找出当前的所有进程对应的程序名，逐个与自己的程序名比较，如果已经有，那么说明自己已经运行了。 
 
 
 ps -e -o "%c" | tr -d " " | grep -q ^init$ \#查看当前程序是否执行 
 \[ $? -eq 0 \] && exit \#如果在，那么退出, $?表示上一条指令是否执行成功 
 
 
 
 * 每次运行时先在指定位置检查是否存在一个保存自己进程ID的文件，如果不存在，那么继续执行，如果存在，那么查看该进程ID是否正在运行，如果在，那么退出，否则往该文件重新写的新的进程ID，并继续。 
 
 
 pidfile=/tmp/$0".pid" 
 if \[ -f $pidfile \]; then 
 OLDPID=$(cat $pidfile) 
 ps -e -o "%p" | tr -d " " | grep -q "^$OLDPID$" 
 \[ $? -eq 0 \] && exit 
 fi 
 echo $$ > $pidfile 
 \#... 代码主题 
 trap "rm $pidfile" 0 \#设置信号0的动作，当程序退出时触发该信号从而删除掉临时文件 
 更多实现策略自己尽情的发挥吧！4、调整进程的优先级 在保证每个进程都能够顺利执行外，为了让某些任务优先完成，那么系统在进行进程调度时就会采用一定的调度办法，比如常见的有按照优先级的时间片轮转的调度算法。这种情况下，我们可以通过renice调整正在运行的程序的优先级，例如4、调整进程的优先级 
 更多实现策略自己尽情的发挥吧！ 
 
 4、调整进程的优先级 
 
 在保证每个进程都能够顺利执行外，为了让某些任务优先完成，那么系统在进行进程调度时就会采用一定的调度办法，比如常见的有按照优先级的时间片轮转的调度算法。这种情况下，我们可以通过renice调整正在运行的程序的优先级，例如， 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ ps -e -o "%p %c %n" | grep xfs #打印的信息分别是进程ID，进程对应的程序名，优先级 &nbsp;5089 xfs&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 0 $ renice 1 -p 5089 renice: 5089: setpriority: Operation not permitted $ sudo renice 1 -p 5089&nbsp;&nbsp; #需要权限才行 [sudo] password for falcon: 5089: old priority 0, new priority 1 $ ps -e -o "%p %c %n" | grep xfs&nbsp; #再看看，优先级已经被调整过来了 &nbsp;5089 xfs&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 1 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 
 5、结束进程 
 
 既然可以通过命令行执行程序，创建进程，那么也有办法结束它。我们可以通过kill命令给用户自己启动的进程发送一定信号让进程终止，当然“万能”的root几乎可以kill所有进程（除了init之外）。例如， 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ sleep 50 &amp;&nbsp;&nbsp; #启动一个进程 [1] 11347 $ kill 11347 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 kill命令默认会发送终止信号(SIGTERM)给程序，让程序退出，但是kill还可以发送其他的信号，这些信号的定义我们可以通过man 7 signal查看到，也可以通过kill -l列出来。 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ man 7 signal $ kill -l &nbsp;1) SIGHUP&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 2) SIGINT&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3) SIGQUIT&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 4) SIGILL &nbsp;5) SIGTRAP&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 6) SIGABRT&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 7) SIGBUS&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 8) SIGFPE &nbsp;9) SIGKILL&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 10) SIGUSR1&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 11) SIGSEGV&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 14) SIGALRM&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 15) SIGTERM&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 16) SIGSTKFLT 17) SIGCHLD&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 18) SIGCONT&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 19) SIGSTOP&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 20) SIGTSTP 21) SIGTTIN&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 22) SIGTTOU&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 23) SIGURG&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 26) SIGVTALRM&nbsp;&nbsp; 27) SIGPROF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 28) SIGWINCH 29) SIGIO&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 30) SIGPWR&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 31) SIGSYS&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 34) SIGRTMIN 35) SIGRTMIN+1&nbsp; 36) SIGRTMIN+2&nbsp; 37) SIGRTMIN+3&nbsp; 38) SIGRTMIN+4 39) SIGRTMIN+5&nbsp; 40) SIGRTMIN+6&nbsp; 41) SIGRTMIN+7&nbsp; 42) SIGRTMIN+8 43) SIGRTMIN+9&nbsp; 44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13 48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12 53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9&nbsp; 56) SIGRTMAX-8&nbsp; 57) SIGRTMAX-7&nbsp; 58) SIGRTMAX-6 59) SIGRTMAX-5&nbsp; 60) SIGRTMAX-4&nbsp; 61) SIGRTMAX-3&nbsp; 62) SIGRTMAX-2 63) SIGRTMAX-1&nbsp; 64) SIGRTMAX </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 例如，我们用kill命令发送SIGSTOP信号给某个程序，让它暂停，然后发送SIGCONT信号让它继续运行。 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ sleep 50 &amp; [1] 11441 $ jobs [1]+&nbsp; Running&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 50 &amp; $ kill -s SIGSTOP 11441&nbsp;&nbsp; #这个等同于我们对一个前台进程执行CTRL+Z操作 $ jobs [1]+&nbsp; Stopped&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 50 $ kill -s SIGCONT 11441&nbsp;&nbsp; #这个等同于之前我们使用bg %1操作让一个后台进程运行起来 $ jobs [1]+&nbsp; Running&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 50 &amp; $ kill %1&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #在当前会话(session)下，也可以通过作业号控制进程 $ jobs [1]+&nbsp; Terminated&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 50 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 可见kill命令为我们提供了非常好的功能，不过kill命令只能根据进程的ID或者作业来控制进程，所以pkill和killall给我们提供了更多选择，它们扩展了通过程序名甚至是进程的用户名来控制进程的方法。更多用法请参考它们的手册。 
 
 当一个程序退出以后，如何判断这个程序是正常退出还是异常退出呢？还记得Linux下，那个经典"hello,world"程序吗？在代码的最后总是有条 “return 0”语句。这个“return 0”实际上是为了让程序员来检查进程是否正常退出的。如果进程返回了一个其他的数值，那么我们可以肯定的说这个进程异常退出了，因为它都没有执行到 “return 0”这条语句就退出了。 
 那怎么检查进程退出的状态，即那个返回的数值呢？ 
 在shell程序中，我们可以检查这个特殊的变量$?，它存放了上一条命令执行后的退出状态。 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ test1 bash: test1: command not found $ echo $? 127 $ cat ./test.c | grep hello $ echo $? 1 $ cat ./test.c | grep hi &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; printf("hi, myself!\n"); $ echo $? 0 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 貌似返回0成为了一个潜规则，虽然没有标准明确规定，不过当程序正常返回时，我们总是可以从$?中检测到0，但是异常时，我们总是检测到一个非0的值。这 就告诉我们在程序的最后我们最好是跟上一个exit 0以便任何人都可以通过检测$?确定你的程序是否正常结束。如果有一天，有人偶尔用到你的程序，试图检查你的程序的退出状态，而你却在程序的末尾莫名的返 回了一个-1或者1，那么他将会很苦恼，会怀疑自己的程序哪个地方出了问题，检查半天却不知所措，因为他太信任你了，竟然从头至尾都没有怀疑你的编程习惯 可能会与众不同。 
 
 6、进程通信 
 
 为了便于设计和实现，通常一个大型的任务都被划分成较小的模块。不同模块之间启动后成为进程，它们之间如何通信以便交互数据，协同工作呢？在《UNIX环 境高级编程》一书中提到很多方法，诸如管道（无名管道和有名管道）、信号（signal）、报文（Message）队列（消息队列）、共享内存 （mmap/munmap）、信号量(semaphore，主要是同步用，进程之间，进程的不同线程之间)、套接口(Socket，支持不同机器之间的进 程通信）等，而在shell编程里头，我们通常直接用到的就有管道和信号等。下面主要介绍管道和信号机制在shell编程时候的一些用法。 
 
 
 * 无名管道(pipe)： 
 
 在Linux下，你可以通过"|"连接两个程序，这样就可以用它来连接后一个程序的输入和前一个程序的输出，因此被形象地叫做个管道。在C语言里头，创建 无名管道非常简单方便，用pipe函数，传入一个具有两个元素的int型的数组就可以。这个数组实际上保存的是两个文件描述符，父进程往第一个文件描述符 里头写入东西后，子进程可以从第一个文件描述符中读出来。 
 
 如果用多了命令行，这个管子"|"应该会经常用。比如我们在上面的演示中把ps命令的输出作为grep命令的输入，从而可以过滤掉一些我们感兴趣的信息： 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ ps -ef | grep init </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 
 也许你会觉得这个“管子”好有魔法，竟然真地能够链接两个程序的输入和输出，它们到底是怎么实现的呢？实际上当我们输入这样一组命令的时候，当前解释程序 会进行适当的解析，把前面一个进程的输出关联到管道的输出文件描述符，把后面一个进程的输入关联到管道的输入文件描述符，这个关联过程通过输入输出重定向 函数dup(或者fcntl)来实现。 
 
 
 * 有名管道(named pipe)： 
 
 有名管道实际上是一个文件（无名管道也像一个文件，虽然关系到两个文件描述符，不过只能一边读另外一边写），不过这个文件比较特别，操作时要满足先进先 出，而且，如果试图读一个没有内容的有名管道，那么就会被阻塞，同样地，如果试图往一个有名管道里头写东西，而当前没有程序试图读它，也会被阻塞。下面看 看效果。 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ mkfifo fifo_test&nbsp;&nbsp; &nbsp;#通过mkfifo命令可以创建一个有名管道 $ echo "fewfefe" &gt; fifo_test&nbsp;&nbsp; &nbsp;#试图往fifo_test文件中写入内容，但是被阻塞，要另开一个终端继续下面的操作 $ cat fifo_test&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;#另开一个终端，记得，另开一个。试图读出fifo_test的内容 fewfefe </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 
 在这里echo和cat是两个不同的程序，在这种情况下，通过echo和cat启动的两个进程之间并没有父子关系。不过它们依然可以通过有名管道通信。这 样一种通信方式非常适合某些情况：例如有这样一个架构，这个架构由两个应用程序构成，其中一个通过一个循环不断读取fifo\_test中的内容，以便判 断，它下一步要做什么。如果这个管道没有内容，那么它就会被阻塞在那里，而不会死循环而耗费资源，另外一个则作为一个控制程序不断地往fifo\_test 中写入一些控制信息，以便告诉之前的那个程序该做什么。下面写一个非常简单的例子。我们可以设计一些控制码，然控制程序不断的往fifo\_test里头写 入，然后应用程序根据这些控制码完成不同的动作。当然，也可以往fifo\_test传入除控制码外的不同的数据。 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ cat app.sh&nbsp;&nbsp; &nbsp;#应用程序的代码 #!/bin/bash FIFO=fifo_test while :; do &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CI=`cat $FIFO`&nbsp; #CI --&gt; Control Info &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; case $CI in &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 0) echo "The CONTROL number is ZERO, do something ..." &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ;; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 1) echo "The CONTROL number is ONE, do something ..." &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ;; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; *) echo "The CONTROL number not recognized, do something else..." &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ;; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; esac done $ cat control.sh&nbsp;&nbsp; &nbsp;#控制程序的代码 #!/bin/bash FIFO=fifo_test CI=$1 [ -z "$CI" ] &amp;&amp; echo "the control info should not be empty" &amp;&amp; exit&nbsp; echo $CI &gt; $FIFO $ chmod +x app.sh control.sh&nbsp;&nbsp; &nbsp;#修改这两个程序的可执行权限，以便用户可以执行它们 $ ./app.sh&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;#在一个终端启动这个应用程序，在通过./control.sh发送控制码以后查看输出 The CONTROL number is ONE, do something ...&nbsp;&nbsp; &nbsp;#发送1以后 The CONTROL number is ZERO, do something ...&nbsp;&nbsp; &nbsp;#发送0以后 The CONTROL number not recognized, do something else...&nbsp;&nbsp; &nbsp;#发送一个未知的控制码以后 $ ./control.sh 1&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;#在另外一个终端，发送控制信息，控制应用程序的工作 $ ./control.sh 0&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; $ ./control.sh 4343 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 
 这样一种应用架构非常适合本地的多程序任务的设计，如果结合web cgi，那么也将适合远程控制的要求。引入web cgi的唯一改变是，要把控制程序./control.sh放到web的cgi目录下，并对它作一些修改，以使它符合CGI的规范，这些规范包括文档输出 格式的表示(在文件开头需要输出content-tpye: text/html以及一个空白行)和输入参数的获取(web输入参数都存放在QUERY\_STRING环境变量里头)。因此一个非常简单的CGI形式控 制程序将类似下面。 
 
 
 
 \#!/bin/bash 
 FIFO=./fifo\_test 
 CI=$QUERY\_STRING 
 \[ -z "$CI" \] && echo "the control info should not be empty" && exit 
 echo -e "content-type: text/html\\n\\n" 
 echo $CI > $FIFO 
 
 
 在实际使用的时候，请确保control.sh能够访问到fifo\_test管道，并且有写权限。这样我们在浏览器上就可以这样控制app.sh了。 
 
 [http://ipaddress\_or\_dns/cgi-bin/control.sh?0][http_ipaddress_or_dns_cgi-bin_control.sh_0] 
 
 问号(?)后面的内容即QUERY\_STRING，类似之前的$1。 
 
 这样一种应用对于远程控制，特别是嵌入式系统的远程控制很有实际意义。在去年的暑期课程上，我们就通过这样一种方式来实现马达的远程控制。首先，我们实现 了一个简单的应用程序以便控制马达的转动，包括转速，方向等的控制。为了实现远程控制，我们设计了一些控制码，以便控制马达转动相关的不同属性。 
 
 在C语言中，如果要用有名管道，和shell下的类似，只不过在读写数据的时候用read,write调用，在创建fifo的时候用mkfifo函数调用。 
 
 
 * 信号(Signal)： 
 
 信号是软件中断，在Linux下面用户可以通过kill命令给某个进程发送一个特定的信号，也可以通过键盘发送一些信号，比如CTRL+C可能触发 CGIINT信号，而CTRL+\\可能触发SGIQUIT信号等，除此之外，内核在某些情况下也会给进程发送信号，比如在访问内存越界时产生 SGISEGV信号，当然，进程本身也可以通过kill,raise等函数给自己发送信号。对于Linux下支持的信号类型，大家可以通过"man 7 signal"或者"kill -l"查看到相关列表和说明。 
 
 对于有些信号，进程会有默认的响应动作，而有些信号，进程可能直接会忽略，当然，用户还可以对某些信号设定专门的处理函数。在shell程序中，我们可以 通过trap命令（shell的内置命令）来设定响应某个信号的动作(某个命令或者是你定义的某个函数)，而在C语言里头可以通过signal调用注册某 个信号的处理函数。这里仅仅演示trap命令的用法。 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ function signal_handler {&nbsp;&nbsp; &nbsp;#定一个signal_handler的函数,&gt;是按下换行符号自动出现的 &gt; echo "hello, world" &gt; } $ trap signal_handle SIGINT&nbsp;&nbsp; &nbsp;#执行该命令设定：当发生SIGINT信号时将打印hello。 $ hello, world&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;#按下CTRL+C，可以看到屏幕上输出了hello, world字符串 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 
 类似地，如果设定信号0的响应动作，那么就可以用trap来模拟C语言程序中的atexit程序终止函数的登记，即通过trap signal\_handler SIGQUIT设定的signal\_handler函数将在程序退出的时候被执行。信号0是一个特别的信号，在POSIX.1中把信号编号0定义为空信 号，这将常被用来确定一个特定进程是否仍旧存在。当一个程序退出时会触发该信号。 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ cat sigexit.sh #!/bin/bash function signal_handler { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; echo "hello, world" } trap signal_handler 0 $ chmod +x sigexit.sh $ ./sigexit.sh&nbsp;&nbsp; &nbsp;#实际上在shell编程时，会用这种方式在程序退出时来做一些清理临时文件的收尾工作 hello, world </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 
 7、作业和作业控制 
 
 当我们为完成一些复杂的任务而将多个命令通过|,>,<, ;, (, )等组合在一起的时候，通常这样个命令序列会启动多个进程，它们之间通过管道等进行通信。而有些时候，我们在执行一个任务的同时，还有其他的任务需要处 理，那么就经常会在命令序列的最后加上一个&，或者在执行命令以后，按下CTRL+Z让前一个命令暂停。以便做其他的任务。等做完其他一些任务以 后，再通过fg命令把后台的任务切换到前台。这样一种控制过程通常被成为作业控制，而那些命令序列则被成为作业，这个作业可能涉及一个或者多个程序，一个 或者多个进程。下面演示一下几个常用的作业控制操作。 
 
 
 
 <table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td align="left">Quote:</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> $ sleep 50 &amp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #让程序在后台运行，将打印[作业号]和进程号 [1] 11137 $ fg %1&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #使用shell内置命令fg把作业1调到前台运行，然后按下CTRL+Z让该进程暂停 sleep 50 [1]+&nbsp; Stopped&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 50 $ jobs&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #查看当前作业情况，有一个作业停止 [1]+&nbsp; Stopped&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 50 $ sleep 100 &amp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; #让另外一个作业在后台运行 [2] 11138&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; $ jobs&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #查看当前作业情况，一个正在运行，一个停止 [1]+&nbsp; Stopped&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 50 [2]-&nbsp; Running&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sleep 100 &amp; $ bg %1&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; #启动停止的进程并让它在后台运行 [2]+ sleep 50 &amp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 
 
 
 不过，要在命令行下使用作业控制，需要当前shell，内核终端驱动等对作业控制支持才行。 
 
 参考资料 
 
 <UNIX环境高级编程>相关章节 
 
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[Link 5]: http://oss.lzu.edu.cn/blog/blog.php?do_showone/tid_1551.html
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[Link 7]: http://oss.lzu.edu.cn/blog/blog.php?do_showone/tid_1547.html
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