Linux: Полное руководство

Аллен Питер В.

3.3. Взаимодействие процессов

Из всех средств межпроцессного взаимодействия, которыми так богаты UNIX-подобные ОС, в этой главе мы рассмотрим только конвейеры и сигналы.

3.3.1. Конвейер (pipe)

В главе 2 вы познакомились с командой-фильтром more, вызываемой так:

< команда_выводящая_много_строк > | more

Символ «|» — это и есть конвейер. Его можно понимать как канал, в который один процесс может только писать, а другой — только читать из него. Выборка и помещение информации в такой канал происходит в порядке FIFO (First In/First Out).

Посредством

конвейера вывод одной команды подается на вход другой. Это одно из мощнейших средств UNIX, позволяющее комбинировать из простых команд длинные и изощренные цепочки обработки данных.

Например, я хочу узнать, осталась ли у меня еще свободная виртуальная консоль, чтобы зарегистрироваться там и спросить справку по какой-то команде, не прерывая процессов, протекающих на других консолях. Я знаю, что виртуальную консоль обслуживает программа mingetty, которая после регистрации на этой консоли замещает свой код на код командной оболочки. Значит, мне нужно подсчитать количество процессов mingetty. Есть команда wc (word count), умеющая подсчитывать число строк, слов или байтов в файле. Есть команда grep, умеющая выбирать из файла строки, содержащие указанный фрагмент текста. Соединяю их конвейером:

$ ps -е | grep mingetty | wc -l

3.3.2. Сигналы

Механизм сигналов — это средство, позволяющее сообщать процессам о некоторых событиях в системе, а процессу-получателю — должным образом на эти сообщения реагировать. Послать сигнал может сам процесс (например, при попытке деления на ноль), ядро (при сбое оборудования), пользователь или другой процесс (требуя прервать выполнение задачи).

Всего в Linux 63 сигнала, обозначаемых своими номерами или символическими именами. Имена всех сигналов начинаются с SIG, и эту приставку часто опускают: так, сигнал, требующий прекратить выполнение процесса, называется SIGKILL, или KILL, или сигнал 9.

Получив сигнал, процесс может: игнорировать его; вызвать для обработки установленную по умолчанию функцию; вызвать собственный обработчик (перехватить сигнал). Некоторые сигналы (например, KILL) перехватить или игнорировать невозможно.

Пользователь может послать сигнал процессу с идентификатором PID командой

$ kill [-s <сигнал>] <PID>

где <сигнал> — это номер или символическое имя.

Несколько часто встречающихся сигналов перечислены в таблице 3.1. Полный список можно получить по команде

kill -l

(list).

Сигналы Linux Таблица 3.1

№	Имя	Назначение	Реакция процесса-получателя
1	HUP	Hangup — отбой	Демоны перечитывают свои конфигурационные файлы
2	INT	Interrupt	Прекратить выполнение (перехватывается)
3	QUIT	Сильнее, чем INT	то же
4	ILL	Illegal instruction. Программная ошибка	Обработать ошибку. По умолчанию — прекратить выполнение
8	FPE	Floating point exception Вычислительная ошибка (деление на ноль)	Обработать ошибку. По умолчанию — прекратить выполнение
9	KILL	Убить процесс	Немедленно прекратить выполнение. Не перехватывается
11	SEGV	Segmentation violation. Попытка доступа к чужой области памяти	Обработать ошибку. По умолчанию — прекратить выполнение
13	PIPE	Нет процесса, читающего из конвейера	Обработать ошибку
15	TERM	Termination. Завершить процесс	Корректно завершить выполнение. Перехватывается
17	CHLD	Завершился дочерний процесс	Принять возвращенное им значение

Некоторые сигналы посылаются по нажатии комбинации клавиш. Так, Ctrl+C посылает сигнал INT, a Ctrl+\ (обратный слэш) — сигнал QUIT. Получает эти сигналы тот процесс, который сейчас занимает консоль — например, ожидает вашего ввода.

Команда kill носит такое убийственное название потому, что чаще всего используется для принудительного завершения процессов, вышедших из-под контроля, забирающих много ресурсов или просто повисших. По умолчанию она посылает сигнал TERM. Он отличается от сигнала KILL тем, что приказывает процессу завершиться аккуратно, закрыв открытые им файлы, удалив временные и т.п. Сигнал же KILL действует на процесс как выстрел в голову.

Понятно, что для того, чтобы прервать выполнение процесса, нужно быть его хозяином или иметь привилегии суперпользователя.

3.4. Командная оболочка. Bash

Важнейшим из пользовательских процессов является командная оболочка (она же командный интерпретатор, или просто shell). Именно она обеспечивает взаимодействие пользователя с системой в текстовом режиме, позволяя вводить команды. Именно она запускается, когда вы регистрируетесь на текстовой консоли, и предоставляет вам интерфейс командной строки.

Не нужно, увлекшись удобствами графического интерфейса, недооценивать командную строку. Во-первых, многие административные задачи могут быть выполнены только оттуда; во-вторых, командная строка — самое удобное средство автоматизации рутинных процедур.

Командой в Linux считается все, что может быть исполнено: исполняемые файлы, встроенные команды оболочки, псевдонимы команд, пользовательские функции, файлы сценариев (скрипты) — заранее подготовленные последовательности команд в текстовом виде. До сих пор, приводя примеры команд, я не различал их по происхождению, и дальше не собираюсь делать этого, кроме особых случаев.

Оболочка принимает вводимые пользователем команды, обрабатывает, если нужно, их аргументы, отправляет команды на выполнение, принимает возвращаемые ими значения и выполняет определенные действия в зависимости от этих значений. Кроме того, в оболочку встроен язык программирования (командный язык), позволяющий писать сложные разветвленные командные сценарии. Именно командный язык отличает разные оболочки друг от друга, и именно из него исходят пользователи, выбирая любимую и нелюбимую оболочки.

Для Linux разработано много командных интерпретаторов. Вот несколько из них:

sh Bourne shell, оболочка Борна, стандарт для многих UNIX-подобных систем;

bash Bourne Again shell, «еще одна оболочка Борна»;

csh С shell, оболочка Си: синтаксис ее командного языка похож на синтаксис языка С;

tcsh tiny С shell, минимальная оболочка Си;