如何在互连命令之间实现数据循环流？

Question

我知道两种命令如何相互连接：

1. 通过使用管道（将标准输出放入下一个命令的标准输入）。
2. 通过使用三通（将输出拼接成多个输出）。

我不知道这是否可行，所以我画了一个假设的连接类型：

怎么可能在命令之间实现循环数据流，例如在这个伪代码中，我使用变量而不是命令。：

pseudo-code:

a = 1    # start condition 

repeat 
{
b = tripple(a)
c = sin(b) 
a = c + 1 
}

Answer 1

循环 I/O 循环实现 tail -f

这实现了一个循环 I/O 循环：

$ echo 1 >file
$ tail -f file | while read n; do echo $((n+1)); sleep 1; done | tee -a file
2
3
4
5
6
7
[..snip...]

这使用您提到的正弦算法实现了循环输入/输出循环：

$ echo 1 >file
$ tail -f file | while read n; do echo "1+s(3*$n)" | bc -l; sleep 1; done | tee -a file
1.14112000805986722210
.72194624281527439351
1.82812473159858353270
.28347272185896349481
1.75155632167982146959
[..snip...]

在这里，bc进行浮点数学运算并且s(...)是正弦函数的 bc 表示法。

使用变量代替相同算法的实现

对于这个特定的数学示例，不需要循环 I/O 方法。可以简单地更新一个变量：

$ n=1; while true; do n=$(echo "1+s(3*$n)" | bc -l); echo $n; sleep 1; done
1.14112000805986722210
.72194624281527439351
1.82812473159858353270
.28347272185896349481
[..snip...]

Answer 2

您可以为此使用 FIFO，它是用mkfifo. 但是请注意，很容易意外地造成死锁。让我解释一下——以你假设的“圆形”为例。您将命令的输出提供给其输入。至少有两种方式可能会陷入僵局：

1. 该命令有一个输出缓冲区。它已部分填充，但尚未刷新（实际上已写入）。一旦填满它就会这样做。所以它回到读取它的输入。它会永远留在那里，因为它等待的输入实际上在输出缓冲区中。它不会被刷新，直到它得到那个输入......

2. 该命令有一堆输出要写入。它开始写入，但内核管道缓冲区已满。所以它坐在那里，等待他们在缓冲区中留出空间。这将在它读取其输入后立即发生，即永远不会因为它在完成向其输出写入任何内容之前不会这样做。

也就是说，这就是你如何做到的。这个例子是用od, 创建一个永无止境的十六进制转储链：

mkfifo fifo
( echo "we need enough to make it actually write a line out"; cat fifo ) \ 
    | stdbuf -i0 -o0 -- od -t x1 | tee fifo

请注意，最终会停止。为什么？它陷入僵局，上面的#2。您可能还会注意到stdbuf那里的调用，以禁用缓冲。没有它？没有任何输出的死锁。

Answer 3

您知道，我不相信您一定需要如图所示的重复反馈循环，尽管您可以在协进程之间使用持久管道。话又说回来，可能并没有太大的区别——一旦你在协进程上打开一行，你就可以实现典型的样式循环，只需向其中写入信息并从中读取信息，而不需要做任何非常不寻常的事情。

首先，它似乎bc是您的协进程的主要候选者。bc您可以使用define几乎可以完成您在伪代码中要求的功能的函数。例如，执行此操作的一些非常简单的函数可能如下所示：

printf '%s()\n' b c a |
3<&0 <&- bc -l <<\IN <&3
a=1; b=0; c=0;
define a(){ "a="; return (a = c+1); }
define b(){ "b="; return (b = 3*a); }
define c(){ "c="; return (c = s(b)); }
IN

...这会打印...

b=3
c=.14112000805986722210
a=1.14112000805986722210

但当然，它不会持续太久。一旦负责 的printf管道的子 shell 退出（在printf写入a()\n管道之后），管道就会被拆除，并且bc的输入关闭，它也会退出。这远没有想象中那么有用。

@derobert 已经提到了FIFO，可以通过使用该实用程序创建命名管道mkfifo文件来获得。这些本质上也只是管道，只不过系统内核将文件系统条目链接到两端。这些非常有用，但是如果您可以只拥有一个管道而不冒在文件系统中被窥探的风险，那就更好了。

碰巧，您的 shell 经常这样做。如果您使用实现进程替换的shell ，那么您有一种非常简单的方法来获取持久管道 - 您可以将其分配给可以与之通信的后台进程。

例如，在 中bash，您可以看到进程替换是如何工作的：

bash -cx ': <(:)'
+ : /dev/fd/63

你看这确实是一个替代品。shell 在扩展期间替换一个与管道链接路径相对应的值。您可以利用这一点 - 您不必局限于使用该管道仅与替换本身中运行的任何进程进行通信......()

bash -c '
    eval "exec 3<>"<(:) "4<>"<(:)
    cat  <&4 >&3  &
    echo hey cat >&4
    read hiback  <&3
    echo "$hiback" here'

...打印...

hey cat here

现在我知道不同的 shell 以不同的方式执行协处理- 并且有一种特定的语法用于bash设置一个（也可能有一个zsh） - 但我不知道这些东西是如何工作的。我只知道你可以使用上面的语法来做几乎相同的事情，而无需在bashand中使用所有的繁琐内容 - 并且你可以在andzsh中做非常相似的事情，以使用此处文档达到相同的目的（因为and在这里做 -带有管道的文档而不是像其他两个那样的临时文件）。dashbusybox ashdashbusybox

所以，当应用到bc...

eval "exec 3<>"<(:) "4<>"<(:)
bc -l <<\INIT <&4 >&3 &
a=1; b=0; c=0;
define a(){ "a="; return (a = c+1); }
define b(){ "b="; return (b = 3*a); }
define c(){ "c="; return (c = s(b)); }
INIT
export BCOUT=3 BCIN=4 BCPID="$!"

...这是困难的部分。这是有趣的部分......

set --
until [ "$#" -eq 10 ]
do    printf '%s()\n' b c a >&"$BCIN"
      set "$@" "$(head -n 3 <&"$BCOUT")"
done; printf %s\\n "$@"

...打印...

b=3
c=.14112000805986722210
a=1.14112000805986722210
#...24 more lines...
b=3.92307618030433853649
c=-.70433330413228041035
a=.29566669586771958965

...它仍在运行...

echo a >&"$BCIN"
read a <&"$BCOUT"
echo "$a"

bc...这只是让我得到s的最后一个值，a而不是调用a()函数来递增它并打印...

.29566669586771958965

事实上，它会继续运行，直到我杀死它并拆掉它的 IPC 管道......

kill "$BCPID"; exec 3>&- 4>&-
unset BCPID BCIN BCOUT