Perl多进程

perl作为一种解释性的语言，非常受广大系统管理员的欢迎，优点么就不多说了，坏处也有不少，比如对线程的支持，就一直不咋地，所以大多数情况下，我们都须要多个进程，来帮助我们完毕工作，闲话少说，上代码。

1. #!/usr/bin/perl
2. # test_proc.pl
3. # test multi process
4. # create by lianming: 2009-08-12
5. use strict;
6. use warnings;
7. ## == fork a new process ==
8. my $pid = fork();
9. if (!defined($pid)) {
10.     print "Error
    in fork: $!";
11.     exit 1;
12. }
13. if ($pid == 0) {
14.     ## == child proc ==
15.     print "Child:
    My pid = $$\n";
16.     sleep(5);
17.     print "Child:
    end\n";
18.     exit 0;
19. } else {
20.     ## == parent proc ==
21.     print "Parent
    My pid = $$, and my child's pid = $pid\n";
22.     sleep(5);
23.     print "Parent:
    end\n";
24. }
25. exit 0;

运行结果例如以下：

Child: My pid = 19481

Parent My pid = 19480, and my child's pid = 19481

（5秒钟等待）

Child: end

Parent: end

父进程派生子进程，之须要一条命令，那就是fork，fork函数的返回值赋给一个变量，上例中赋给了"$pid"，接下来，就要依据$pid值的不同，来分三种情况了。

1、fork失败的情况：这个时候，$pid处于没有定义的状态，上例中做的一个"if (!defined($pid))"的推断，假设为真，说明$pid没有定义，fork失败，这个时候就要打印错误信息，而且退出。

2、子进程：假设是子进程，那么$pid的值为0，就是上例中"if ($pid == 0)"条件为真的状况，在"$pid == 0"的时候，那就都是子进程了，上例中，子进程将自己的pid打出来，为19481。

3、父进程：假设是父进程，那么$pid的值为它派生出的子进程的pid，也就是不为0，就是else的情况，上例中把$pid打出来，能够看到，也是 19481，就是子进程的pid值。

这仅仅是一个最简单的样例，一个父进程派生一个子进程，再略微复杂一点，一个父进程派生多个子进程，代码例如以下：

1. #!/usr/bin/perl
2. # test_proc_1.pl
3. # test multi process
4. # create by lianming: 2009-08-12
5. use strict;
6. use warnings;
7.  
8. for (my $i = 0; $i < 10; $i ++) {
9.     ## == fork a new process ==
10.     my $pid = fork();
11.     if (!defined($pid)) {
12.         print "Error
    in fork: $!";
13.         exit 1;
14.     }
15.     if ($pid == 0) {
16.         ## == child proc ==
17.         print "Child
    $i : My pid = $$\n";
18.         sleep(5);
19.         print "Child
    $i : end\n";
20.         exit 0;
21.     }
22.     sleep(1);
23. }
24. exit 0;

这个样例就是，父进程运行一个循环，每次循环都fork一个子进程，子进程运行完以后退出，每次循环都等待1s，循环10次。

运行结果例如以下：

Child 0 : My pid = 20499

Child 1 : My pid = 20500

Child 2 : My pid = 20501

Child 3 : My pid = 20502

Child 4 : My pid = 20503

Child 0 : end

Child 5 : My pid = 20506

Child 1 : end

Child 6 : My pid = 20507

Child 2 : end

Child 7 : My pid = 20508

Child 3 : end

Child 8 : My pid = 20509

Child 4 : end

Child 9 : My pid = 20510

Child 5 : end

[root@localhost /tmp]

# Child 6 : end

Child 7 : end

Child 8 : end

Child 9 : end

每一个子进程耗时5s，那么运行完总共须要的是15s。

可是，这种代码会导致一个问题，在运行的过程中，能够在另外的tty上输入ps auxf来查看当前的进程状态，会发现类似这种东东：

root 20531 0.0 0.0 8460 1704 pts/2 S+ 21:46 0:00 \_ perl test_proc_1.pl

root 20532 0.0 0.0 0 0 pts/2 Z+ 21:46 0:00 \_ [perl] 

root 20535 0.0 0.0 0 0 pts/2 Z+ 21:46 0:00 \_ [perl] 

root 20536 0.0 0.0 0 0 pts/2 Z+ 21:46 0:00 \_ [perl] 

root 20539 0.0 0.0 0 0 pts/2 Z+ 21:46 0:00 \_ [perl] 

root 20541 0.0 0.0 8460 720 pts/2 S+ 21:46 0:00 \_ perl test_proc_1.pl

root 20543 0.0 0.0 8460 720 pts/2 S+ 21:46 0:00 \_ perl test_proc_1.pl

root 20545 0.0 0.0 8460 720 pts/2 S+ 21:46 0:00 \_ perl test_proc_1.pl

root 20546 0.0 0.0 8460 720 pts/2 S+ 21:46 0:00 \_ perl test_proc_1.pl

root 20548 0.0 0.0 8460 720 pts/2 S+ 21:46 0:00 \_ perl test_proc_1.pl

有4个进程，状态为Z，意思就是僵尸进程，而正常的程序，是不应该出现僵尸进程的。

正常情况下，子进程的退出须要做两件事情，第一，子进程exit，发出一个信号给自己的父进程，第二，父进程对子进程进行回收，假设父进程已经不存在了，那子进程会将init，也就是linux中第一个进程作为自己的父进程，init会取代它的父进程对子进程进行回收。

我们的情况就是，子进程已经调用了exit，可是父进程并没有对它进行回收，假设父进程持续fork子进程，那僵尸进程就会越来越多，越来越多，最后会导致什么后果，我就不说了。

父进程回收子进程的函数有两个：

wait，和waitpid

wait函数比較简单，没有不论什么參数，调用以后，父进程会停住，然后等待子进程返回。假设没有子进程，返回-1

waitpid有两个參数，第一个參数为要等待的子进程的pid值，另外一个是flag，一般来讲，第一个參数为-1，意思就是等待全部的子进程。调用方法例如以下：

1. $procid = fork();
2. if ($procid == 0) {
3. # == child process ==
4. print ("this
   line is printed first\n");
5. exit(0);
6. } else {
7. # == parent process ==
8. waitpid ($procid, 0);
9. print ("this
   line is printed last\n");
10. }

事实上，最基本的是让父进程知道，什么时候才须要去回收已经退出的子进程，由于父进程也是有非常多活须要忙的。

这个能够通过信号来实现，子进程在退出的时候，会向父进程发送一个信号，我们仅仅要捕获了这个信号，就知道，有些子进程须要回收啦。样例例如以下：

1. #!/usr/bin/perl
2. # test_proc_2.pl
3. # test multi process
4. # create by lianming: 2009-08-12
5. use strict;
6. use warnings;
7. use POSIX ":sys_wait_h";
8. ## == number of zombies proc ==
9. my $zombies = 0;
10. my $collect;
11. ## == get the child signal ==
12. $SIG{CHLD} = sub { $zombies++ };
13.  
14. for (my $i = 0; $i < 10; $i ++) {
15.     ## == fork a new process ==
16.     my $pid = fork();
17.     if (!defined($pid)) {
18.         print "Error
    in fork: $!";
19.         exit 1;
20.     }
21.     if ($pid == 0) {
22.         ## == child proc ==
23.         print "Child
    $i : My pid = $$\n";
24.         sleep(5);
25.         print "Child
    $i : end\n";
26.         exit 0;
27.     }
28.     ## == if need to collect zombies ==
29.     if ($zombies > 0) {
30.         while (($collect = waitpid(-1,
    WNOHANG)) > 0) {
31.             $zombies --;
32.         }
33.     }
34.     sleep(1);
35. }
36. exit 0;

运行结果和原先一样：

Child 0 : My pid = 21552

Child 1 : My pid = 21553

Child 2 : My pid = 21554

Child 3 : My pid = 21555

Child 4 : My pid = 21556

Child 0 : end

Child 5 : My pid = 21558

Child 1 : end

Child 6 : My pid = 21570

Child 2 : end

Child 7 : My pid = 21572

Child 3 : end

Child 8 : My pid = 21574

Child 4 : end

Child 9 : My pid = 21575

Child 5 : end

[root@localhost /tmp]

# Child 6 : end

Child 7 : end

Child 8 : end

Child 9 : end

可是ps auxf的结果就有非常大区别了：

root 21551 0.1 0.0 8280 2672 pts/2 S+ 22:06 0:00 \_ perl test_proc_2.pl

root 21558 0.0 0.0 8280 1168 pts/2 S+ 22:07 0:00 \_ perl test_proc_2.pl

root 21570 0.0 0.0 8280 1168 pts/2 S+ 22:07 0:00 \_ perl test_proc_2.pl

root 21572 0.0 0.0 8280 1168 pts/2 S+ 22:07 0:00 \_ perl test_proc_2.pl

root 21574 0.0 0.0 8280 1168 pts/2 S+ 22:07 0:00 \_ perl test_proc_2.pl

root 21575 0.0 0.0 8280 1168 pts/2 S+ 22:07 0:00 \_ perl test_proc_2.pl

僵尸进程不会存在了。

$SIG{CHLD} = sub { $zombies++ }; 这条语句，事实上就是捕获了子进程退出的时候，向父进程发出的信号，捕获以后，就给一个变量（$zombies）加1。

假设"$zombies"不为0的时候，那就说明，有子进程退出了，须要进行回收，那父进程就调用waidpid函数，进行一次回收，每回收一个子进程，就给这个变量减去1，这样当"$zombies"减为0的时候，就说明全部的僵尸进程都已经回收了。bingo！

有的时候，我们仅仅是运行一定量的任务，仅仅管fork就能够了，可是某些时候，我们有太多任务须要运行，要一直持续的fork好多子进程，可是我们希望把子进程的数目控制在一个范围内，比方说，我一个任务，须要有100个子进程来运行，可是我不能100个进程所有fork出去，这样太占用资源了，所以我希望把进程数量控制在10个以内，当第一个进程退出以后，我再fork第11个进程，样例例如以下：

1. #!/usr/bin/perl
2. # test_proc_3.pl
3. # test multi process
4. # create by lianming: 2009-08-12
5. use strict;
6. use warnings;
7. use POSIX ":sys_wait_h";
8. ## == number of proc ==
9. my $num_proc = 0;
10. ## == number of collected ==
11. my $num_collect = 0;
12. my $collect;
13. ## == get the child signal ==
14. $SIG{CHLD} = sub { $num_proc-- };
15. for (my $i = 0; $i < 10; $i ++) {
16.     ## == fork a new process ==
17.     my $pid = fork();
18.     if (!defined($pid)) {
19.         print "Error
    in fork: $!";
20.         exit 1;
21.     }
22.     if ($pid == 0) {
23.         ## == child proc ==
24.         print "Child
    $i : My pid = $$\n";
25.         sleep(5);
26.         print "Child
    $i : end\n";
27.         exit 0;
28.     }
29.     $num_proc ++;
30.     ## == if need to collect zombies ==
31.     if (($i-$num_proc-$num_collect) > 0) {
32.         while (($collect = waitpid(-1,
    WNOHANG)) > 0) {
33.             $num_collect ++;
34.         }
35.     }
36.     do {
37.         sleep(1);
38.     } until ($num_proc < 3);
39. }
40. exit 0;

运行结果例如以下：

Child 0 : My pid = 22641

Child 1 : My pid = 22642

Child 2 : My pid = 22643

Child 0 : end

Child 3 : My pid = 22645

Child 1 : end

Child 4 : My pid = 22647

Child 2 : end

Child 5 : My pid = 22658

Child 3 : end

Child 6 : My pid = 22660

Child 4 : end

Child 7 : My pid = 22661

Child 5 : end

Child 8 : My pid = 22663

Child 6 : end

Child 9 : My pid = 22664

Child 7 : end

[root@localhost /tmp]

# Child 8 : end

Child 9 : end

同一时候，看到的ps auxf的输出例如以下：

root 22640 0.0 0.0 8116 2672 pts/2 S+ 22:28 0:00 \_ perl test_proc_3.pl

root 22660 0.0 0.0 0 0 pts/2 Z+ 22:29 0:00 \_ [perl] 

root 22661 0.0 0.0 8116 1168 pts/2 S+ 22:29 0:00 \_ perl test_proc_3.pl

root 22663 0.0 0.0 8116 1168 pts/2 S+ 22:29 0:00 \_ perl test_proc_3.pl

root 22664 0.0 0.0 8116 1168 pts/2 S+ 22:29 0:00 \_ perl test_proc_3.pl

第一个子进程须要5s才干退出，假设1s运行一次fork的话，那么同一时候应该有5个子进程，可是本例中仅仅有三个，那就是说实现了对进程数量的控制。

本例中定义了几个变量：

$num_proc：正在活动的进程数量，控制在3个以内，所以在父进程每次fork完子进程后，都会检查这个变量，假设超出了3个，那就等一会。当父进程fork了新子进程的时候，这个数字会添加，当子进程退出以后，父进程捕获了信号，这个数字会降低。

$num_collect：已回收的进程数量，每回收一个子进程，变量加一。

$i：已经fork的进程数量。

$num_proc和$num_collect的和应该是等于$i的，假设不等于了，那就说明，有子进程须要回收了。