Tahle sekce je tu pro ty, kdo chtějí jít víc do hloubky.
Spouštění příkazů funguje pomocí dvou operací: fork
a exec
.
Podívejme se na ně v opačném pořadí.
Operace exec
, pro kterou existuje i příkaz Bashe, nahradí aktuální
proces jiným.
Právě prováděný proces (Bash) se přestane provádět a místo toho se začne
provádět jiný – ovšem se stejnými otevřenými soubory a proměnnými prostředí,
jaké měl ten původní.
Zkus si to. V jednom terminálu zjisti číslo procesu Bashe:
$ echo $$
A ve druhém si vypiš příslušný proces.
Místo ps aux | grep <číslo>
můžeš použít zkratku:
$ ps --pid <číslo procesu>
PID TTY TIME CMD
... pts/0 00:00:00 bash
Potom v původním terminálu zadej:
$ exec top
Aktuální proces, ve kterém běží Bash, se „přepíše“ programem top
.
Zkontroluj to ve druhém terminálu:
$ ps --pid <číslo procesu>
PID TTY TIME CMD
... pts/0 00:00:00 top
Stejný proces, jiný program!
Když teď top
ukončíš (pomocí Q), zavře se okýnko s terminálem.
Proces v terminálu skončil, tak jako kdybys v Bashi napsala exit
.
Pro dlouhé zimní večery přikládám k prostudování tento program v Pythonu:
import os
# Vytvoření roury.
# Finkce `pipe` vrací dva deskriptory souborů pro dva "konce" roury:
# `r` je konec pro čtení, `w` je konec pro zápis.
r, w = os.pipe()
# Přesměrování vstupu.
# Soubor `r` tedy konec roury ze kterého se dá číst, nastavíme jako
# standardní vstup (0) tohoto procesu.
os.dup2(r, 0)
# Zápis do roury.
# Do konce určeného pro zápis, `w`, zapíšeme bajty odpovídající
# textu "Ahoj!".
os.write(w, b'Ahoj!\n')
# Uzavření konce pro zápis.
# Když ze program, který z roury bude číst, dostane po 'Ahoj!\n' až sem,
# dostane signál konce souboru.
os.close(w)
# Nahrazení aktuálního procesu programem `cat`.
# (První argument je jméno programu, které se hledá v $PATH; druhý je celý
# seznam argumentů, jako sys.argv – tedy i se jménem programu na začátku.)
# Zkus 'cat' nahradit za 'wc' nebo dokonce 'less'!
os.execvp('cat', ['cat'])
print('Tohle se nevypíše.')
Tohle je hodně nízkoúrovňový způsob pouštění programů!
Kdybys chtěla z Pythonu pouštět programy, použij
subprocess.run
,
který podobné věci dělá za tebe (a navíc funguje i na Windows,
kde je všechno jinak).
Ještě zajímavější operace je fork
, která běžící proces rozdělí na
dvě stejné kopie.
Ta nemá ekvivalent v Bashi, ale v Pythonu ano.
Dva procesy, které pomocí fork
vzniknou, se liší v jednom detailu:
návratové hodnotě funkce fork
.
Ta je v novém procesu 0
a ve starém je to PID nového procesu.
Zkus si to v Pythonu:
print('Toto je proces', os.getpid())
r = os.fork()
pid = os.getpid()
print('V procesu', pid, 'je výsledek', r)
A jak tedy Bash pouští programy?
Napřed se „naklonuje“ pomocí fork
.
V novém procesu (který z fork
dostal 0) pak přesměruje vstupy a výstupy,
ponastavuje proměnné prostředí, pozavírá soubory které v novém programu nejsou
potřeba atd. – a když je vše nastavené, pomocí exec
spustí daný program.
Ve starém procesu (který z fork
dostal PID) pak čeká, až proces s daným
PID skončí.
V reálu je situace trochu složitější (Bash např. funguje i na systémech které
fork
nemají), ale dává-li ti fork
a exec
smysl, zjednoduší ti to
přemýšlení nad tím co Bash vlastně dělá.