在 Shell 脚本中实现并发

在本篇博文中，我们将探讨在 Shell 脚本中实现并发的各种技术。并发允许并行执行多个操作，从而通过同时处理多个任务来显著缩短处理时间。我们将介绍多种方法，从基本的后台执行到更复杂的工具，例如GNU Parallel。

Shell 脚本中并发的基础知识

Shell 脚本中的并发性是通过同时执行多个进程来实现的。这种并行处理允许脚本无需等待前一个任务完成即可启动后续任务。

1. 后台执行

&在 Shell 脚本中，你可以在命令末尾添加一个 & 符号 ( )，以便在后台运行命令。这会告诉 Shell 在新的后台进程中启动该命令，这样脚本就可以继续运行，而无需等待命令完成。

# Run a script in the background
./some_script.sh &

当您在后台执行命令时，shell 会创建一个新进程，允许立即继续执行脚本。

2. 使用wait

该wait命令用于暂停脚本执行，直到所有指定的后台进程完成。当脚本必须在先前的任务完成之前继续执行时，此功能至关重要。

# Start multiple tasks in the background
./task1.sh &
./task2.sh &
./task3.sh &

# Wait for all background processes to finish
wait
echo "All tasks are completed."

3. 管理流程

为了高效管理多个进程，存储进程 ID (PID) 非常有用。这样，您就可以明确等待特定进程完成，从而更精细地控制任务同步。

#!/bin/bash

# Define tasks as functions
process1(){
    sleep 10
}

process2(){
    sleep 20
}

# Start each process in the background
process1 &
pid1=$!
process2 &
pid2=$!

# Wait for each process to complete
wait $pid1
wait $pid2

echo "Process 1 and Process 2 are completed."

4. 并行处理xargs

该xargs命令用于从标准输入构建和执行命令行。使用该-P选项，您可以指定并行运行的进程数。

# Run commands in parallel across 4 processes
echo {1..10} | xargs -n1 -P4 ./process_item.sh

在此示例中，process_item.sh脚本在四个进程中并行执行，有效地管理多达十个任务。

5. 使用 GNU Parallel

GNU Parallel是一款强大的并发运行工具。它尤其适用于复杂的并行处理场景，并且可以轻松管理大量同时执行的操作。

# Execute multiple scripts simultaneously using GNU Parallel
parallel ./script_{} ::: {1..10}

该命令将同时运行script_1，script_10利用 GNU Parallel 的功能来处理复杂、大容量的并行任务。

命令比较

• &和wait：这是实现并发的最简单方法，但可能需要手动流程管理。
• xargs：允许以最小的系统负载进行简单的并行执行，适用于不相互依赖的任务。
• GNU Parallel：为复杂场景提供广泛的功能，非常适合大规模数据处理。

概括

在 Shell 脚本中运用并发功能可以显著缩短执行时间。通过应用后台执行、GNU Parallel 等方法xargs，脚本可以实现高效运行并同时管理多个任务。正确使用这些工具可以实现高效且高效的系统运行，从而提高整体生产力。

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