Perl、fork、信号量、进程

Question

我需要创建一个程序，该程序将从列表中以随机顺序同时运行 3 个进程，并用信号量一个一个地锁定这些进程，以避免重复。
例如，您有 3 个程序的列表:

@array = ( 1,2,3);

perl script.pl 首先运行 2；

随机尝试再次运行 2 并收到错误(因为 2 现在被信号量锁定)。

运行 1。

运行 3。

script.pl 等待所有 1,2,3 结束工作，然后自行退出。

到目前为止，这是我的代码:

#!/usr/bin/perl -w
use IPC::SysV qw(IPC_PRIVATE S_IRUSR S_IWUSR IPC_CREAT);
use IPC::Semaphore;
use Carp ();

print "Program started\n";

sub sem {
    #semaphore lock code here
  }

sub chooseProgram{
    #initialise;
    my $program1 = "./program1.pl";
    my $program2 = "./program2.pl";
    my $program3 = "./program3.pl";
    my $ls = "ls";
    my @programs = ( $ls, $program1, $program2, $program3 );    

    my $random = $programs[int rand($#programs+1)];
    print $random."\n";
    return $random;
}

#parent should fork child;
#child should run random processes;
#avoid process clones with semaphore;
sub main{                   
    my $pid = fork();
    if ($pid){
        #parent here
    }
    elsif (defined($pid)){
        #child here     
        print "$$ Child started:\n";
        #simple cycle to launch and lock programs
        for (my $i = 0; $i<10; $i++){
            # semLock(system(chooseProgram()); #run in new terminal window
            # so launched programs are locked and cannot be launched again
        }
    }
    else {
        die("Cannot fork: $!\n");
    } 
    waitpid($pid, 0);
    my $status = $?;
    #print $status."\n";
}
main();
exit 0;

问题:

需要锁定文件； (我不知道如何使用信号量。一些锁定文件的尝试失败，因此排除了该代码。)

child 等到第一个程序结束后再开始第二个程序。如何让一个 child 同时启动三个程序？ (是否有可能或者我应该为一个程序创建一个 child ？)。

程序是非 gui 的，应该在终端中运行。如何在新的终端窗口(选项卡)中运行程序？

没有正确检查 @programs 的所有程序是否都已启动。 - 不太重要。

Answer 1

你的随机性要求很奇怪，但如果我正确理解了你的要求，你不需要任何类型的锁定来做你想做的事。 (所以 1) 在你的问题中消失了)

首先打乱程序数组，然后启动该打乱数组的每个命令(这涉及您的 4) )。那么只有 waitpid在你开始一切(处理你的 2) )之后。

下面的代码就是这样做的，从各种 sleep 开始新终端中的实例(我使用 urxvt ，根据您想要生成的终端进行调整 - 这涉及您的 3) )。

#! /usr/bin/perl -w
use strict;
use warnings;

my @progs = ("urxvt -e sleep 5", "urxvt -e sleep 2", "urxvt -e sleep 1");
my @sgrop;
my @pids;

# Shuffle the programs
while (my $cnt = scalar(@progs)) {
    push @sgrop, splice @progs, int(rand($cnt)), 1;
}

# Start the progs
foreach my $prog (@sgrop) {
    my $pid = fork();
    if (!$pid) {
        exec($prog);
        # exec does not return
    } else {
        print "Started '$prog' with pid $pid\n";
        push @pids, $pid;
    }
}

# Wait for them
map {
    waitpid($_, 0);
    print "$_ done!\n";
} (@pids);

不确定洗牌是最好的，但它有效。它背后的想法只是从初始(排序)列表中随机选择一个元素，将其从那里删除并将其添加到打乱后的列表中。重复直到初始列表为空。

如果您尝试在系统范围内锁定程序(即系统中的其他进程不应该能够启动它们)，那么很抱歉，除非程序保护自己免受并发执行，否则这是不可能的。

如果您的问题是关于信号量的，那么很抱歉我错过了您的观点。 IPC documentation有示例代码。不过，我真的认为没有必要为您尝试做的事情考虑那种复杂性。

以下是使用 IPC::Semaphore 的方法。模块方便。

在你的 main 开始时，创建一个信号量集，其中包含所需数量的信号量:

use IPC::SysV qw(S_IRUSR S_IWUSR IPC_CREAT IPC_NOWAIT);
use IPC::Semaphore;

my $numprocs = scalar(@progs);
my $sem = IPC::Semaphore->new(1234, # this random number is the semaphore key. Use something else
    $numprocs,                      # number of semaphores you want under that key
    S_IRUSR | S_IWUSR | IPC_CREAT);

检查错误，然后将所有信号量初始化为 1。

$sem->setall( (1) x $numprocs) || die "can't set sems $!";

在启动进程的代码中，在开始之前(尽管在 fork 之后)，尝试获取信号量:

if ($sem->op($proc_number, -1, IPC_NOWAIT)) {
  # here, you got the semaphore - so nothing else is running this program
  # run the code
  # and once the code is done:
  $sem->op($proc_number, 1, 0); # release the semaphore
  exit(0);
} else {
  # someone else is running this program already
  exit(1); # or something
}

在上面， $proc_number每个程序必须是唯一的(例如，它可能是程序数组中的索引)。不要使用 exec启动程序。使用 system相反，例如。

请注意，您将 必须在这种情况下处理子进程的退出代码。如果退出代码为零，您可以将该程序标记为已运行。如果没有，您需要重试。 (这会变得一团糟，您需要跟踪是否运行了哪个程序。我建议您使用程序编号( $proc_number )在其中存储它是否已经完成，以及当前 pid 正在运行(或试图运行)该代码。您可以使用该哈希来确定还需要执行哪个程序。)

最后，一切都完成了，你已经等了所有的 child ，你应该自己清理一下:

$sem->remove;

这段代码缺乏适当的错误检查，如果清理没有正确完成(即代码开始时信号量已经存在)，将会奇怪地工作(即根本不好)。但它应该让你开始。