Przekierowywanie strumienia danych za pomocą potoków

Potoki są zaskakująco wszechstronnym mechanizmem oferującym wiele możliwości, w tym przesyłanie danych między komputerami.

Wielu użytkownikom potoki kojarzą się z połączeniami między wieloma poleceniami (grep, less, sort, wc), jest to jednak ułamek ich możliwości. Potoki mogą pomóc w przesyłaniu danych – również między dwoma różnymi komputerami. W tym artykule pokażemy, jak efektywnie korzystać z potoków do przekierowywania strumieni danych w powłoce.

Kanały

Za każdym razem, gdy w Linuksie uruchamiany jest jakiś proces, są mu automatycznie przypisywane trzy kanały. Te kanały mają przypisania systemowe, które umożliwiają ich adresowanie, przy czym każdy z nich ma punkt początkowy i końcowy. Kanał 0 (STDIN) odczytuje dane, kanał 1 (STDOUT) wyświetla dane, zaś kanał 2 (STDERR) wyświetla wszelkie komunikaty o błędach. Kanał 2 zazwyczaj wskazuje na to samo urządzenie co kanał 1 (Rysunek 1).

Rysunek 1: Powłoka odczytuje dane wejściowe z klawiatury (STDIN, kanał 0) i wyświetla wyniki na ekranie (STDOUT, kanał 1). Komunikaty o błędach są wyświetlane przez STDERR (kanał 2).
Listing 1: Przekierowywanie kanału

01 # ls -ld /dev/pseudo

02 ls: cannot access /dev/pseudo: No such file or directory

03 # echo $?

04 2

05 # ls -ld /dev/pseudo 2>/dev/null

06 # echo $?

07 2

Listing 2: Tworzenie nazwanego potoku

01 $ mkfifo /var/tmp/testpipe

02 $ ls -l /var/tmp/testpipe

03 prw-r--r-- 1 root root 0 Jan 4 23:35 /var/tmp/testpipe

Listing 3: Korzystanie z nazwanych potoków

### Sesja 1: Zapis

$ echo "3.1415" >/var/tmp/testpipe

### Sesja 2: Odczyt

$ ls -l /var/tmp/testpipe

prw-r--r- 1 root root 0 Jan 4 23:35 /var/tmp/testpipe

$ pi=$(cat /var/tmp/testpipe)

$ ls -l /var/tmp/testpipe

prw-r--r- 1 root root 0 Jan 4 23:42 /var/tmp/testpipe

$ echo $pi

3.1415

Listing 4: Definiowanie zmiennych

# started=$(date +'%H:%M:%S') ; echo $started

# ended=$(date +'%H:%M:%S'); echo $ended

23:04:44

23:04:44
Rysunek 2: Potoki pozwalają łączyć dowolną liczbę poleceń.

Sama powłoka także jest procesem uniksowym, zatem również używa tych trzech kanałów. Każdy z nich może być adresowany za pomocą deskryptora pliku reprezentującego odpowiedni numer kanału. W Linuksie używane tutaj kanały fizycznie znajdują się w katalogu /proc/PID/fd, gdzie PID jest odpowiednikiem identyfikatora danego procesu.

Najczęściej używana w Linuksie powłoka Bash ma również kanał 255. Aby zadbać o to, by podczas przekierowywania tego kanału kontrola zadań została zachowana, podczas uruchamiania powłoka ustawia go na STDERR.

Przekierowanie

Przekierowanie polega na odczycie kanałów procesu z innego źródła lub przesyłaniu danych w inne miejsce. Najczęstsze przypadki użycia tego mechanizmu to np. wyszukiwanie określonego ciągu w kanale STDERR i przekierowanie komunikatów o błędach do urządzenia /dev/null.

Wywołanie w wierszu 1 z Listingu 1 próbuje wyświetlić nieistniejący katalog /dev/pseudo/, co generuje komunikat o błędzie na kanale 2. Wywołanie z wiersza 5 dodaje do polecenia przekierowanie z kanału 2 do /dev/null. Komunikat o błędzie nie pojawi się już na ekranie, lecz wartość zwracana przez polecenie pozostaje niezmieniona.

Listing 5: Odczyt danych z potoku

### Terminal 1:

$ started=`date +'%H:%M:%S'` ; echo $start >/var/tmp/testpipe ; ende=`date +'%H:%M:%S'` ; echo $ended >/var/tmp/testpipe

### Terminal 2:

$ read started

Start: 23:08:40

End: 23:08:52

Potoki

Potok jest specjalnym rodzajem pliku, który działa jako pamięć FIFO (to, co wchodzi jako pierwsze, wychodzi także jako pierwsze) w komunikacji międzyprocesowej. Dzięki FIFO jeden proces zapisuje do potoku, podczas gdy inny z niego odczytuje. Proces czytania pobiera znaki w tej samej kolejności, w jakiej zapisał je proces pisania. Jeśli np. proces 1 zapisuje w potoku wartości 1 Z 2 Y 3 X 4 W 5 V, proces 2 odczytuje je z potoku w tej samej kolejności. Linux używa dwóch typów potoków: potoków anonimowych i nazwanych.

Potoki anonimowe łączą polecenia za pomocą symbolu potoku (|). Potoki te są nazywane anonimowymi, ponieważ w normalnych warunkach użytkownik nie widzi ich w czasie działania. Potoki anonimowe, podobnie jak kanały standardowe, znajdują się w katalogu /proc/PID/fd/. Wywołanie sekwencji poleceń tymczasowo generuje ten rodzaj potoku.

Nazwane potoki można tworzyć w systemie plików za pomocą polecenia mkfifo. Pozostają aktywne do momentu ponownego usunięcia za pomocą polecenia rm. Kiedy używamy nazwanych potoków, musimy sami zadbać o przekierowanie, podczas gdy w przypadku potoków anonimowych powłoka robi to automatycznie.

Listing 6: Zdalne sterowanie

01 $ ssh [-q] HOST "polecenie1 [; polecenie2 [;...]]"

02 $ rcmd "polecenie1 [; polecenie2 [;...]]"

Korzystanie z potoków

Doświadczeni użytkownicy Linuksa są prawdopodobnie zaznajomieni z potokami. Poniższy przykład wyszukuje wszystkie podkatalogi katalogu, w którym wywoływane jest polecenie, i zlicza je:

$

ls -l | grep "^d" | wc-l

138

Dane wyjściowe z wywołania ls są kierowane do kanału wejściowego polecenia grep, podczas gdy dane wyjściowe z Grepa są kierowane do danych wejściowych polecenia wc (Rysunek 2).

Sposób działania przekierowania potoków anonimowych jest definiowany przez powłokę i zawsze działa od lewej do prawej. Po zakończeniu sekwencji poleceń wszystkie procesy kończą działanie, a przekierowania są usuwane.

W przypadku niektórych poleceń i skryptów możemy potrzebować potoków przez dłuższy czas lub dla większej liczby procesów – w takich przypadkach można użyć nazwanego potoku. Nazwane potoki znajdują się w systemie plików, podobnie jak inne pliki, i nie są usuwane po ponownym uruchomieniu systemu. Nazwane potoki mogą być używane przez wiele procesów, przy czym nie ma ograniczeń dotyczących odczytu lub zapisu przepływu danych.

Potoki nazwane

Aby utworzyć stały potok, możemy użyć polecenia mkfifo. Przykład pokazany na Listingu 2 utworzy potok o nazwie /var/tmp/testpipe. Polecenie ls pokazuje, że utworzenie potoku powiodło się. W danych wyjściowych z ls (wiersz 3) flaga p po lewej stronie informuje nas, że dany plik jest potokiem. Możemy teraz przekierować wyjście dowolnego polecenia do tego potoku. Polecenie to nie zakończy działania, dopóki inny proces nie odczyta danych z potoku (Listing 3).

Rysunek 3: Dwa komputery komunikują się za pomocą potoków i różnych narzędzi linuksowych.
Listing 7: Skrypt functions

001 setenv() {

002 # Ustaw wymagane zmienne środowiskowe

003  awkfile=/var/tmp/read.awk

004  BASENAME=${BASENAME:=/usr/bin/basename}

005  PYTHON=${PYTHON:=/usr/bin/python}

006  AWK=${AWK:=/usr/bin/awk}

007  TAR=${TAR:=/usr/bin/tar}

008  MKFIFO=${MKFIFO:=/usr/bin/mkfifo}

009  UNAME=${UNAME:=/usr/bin/uname}

010  TAIL=${TAIL:=/usr/bin/tail}

011  CAT=${CAT:=/usr/bin/cat}

012  SSH=${SSH:=/usr/bin/ssh}

013  NOHUP=${NOHUP:=/usr/bin/nohup}

014  RM=/usr/bin/rm

015  rhost=${REMOTEHOST:=localhost}

016  lhost=${LOCALHOST:=`$UNAME -n`}

017  sendpipe=/tmp/send.${rhost}

018  receivepipe=/tmp/receive.${rhost}

019  rsendpipe=/tmp/send.${lhost}

020  rreceivepipe=/tmp/receive.${lhost}

021 }

022 

023 chkpipes() {

024 # Sprawdź, czy istnieją wymagane potoki

025  for pipe in $sendpipe $receivepipe

026  do

027   if [ ! -p $pipe ]

028   then

029    echo "cannot communicate with $rhost" >&2

030    return 1

031   fi

032  done

033  return 0

034 }

035 

036 createpipes() {

037  # Wygeneruj wymagane potoki

038  setenv

039  for pipe in $sendpipe $receivepipe

040  do

041   if [ ! -p ${pipe} ]

042   then

043    $MKFIFO ${pipe}

044    if [ $? -ne 0 ]

045    then

046     echo "Cannot create ${pipe}" >&2

047     return 1

048    fi

049   else

050    echo "Pipe ${pipe} already exists"

051   fi

052  done

053  return 0

054 }

055 

056 removepipes() {

057  # Można już usunąć potoki

058  setenv

059  for pipe in $sendpipe $receivepipe

060  do

061   if [ -p ${pipe} ]

062   then

063    rm -f ${pipe}

064    if [ $? -ne 0 ]

065    then

066     echo "Cannot remove ${pipe}" >&2

067     return 1

068    fi

069   else

070    echo "Pipe ${pipe} does not exist"

071   fi

072  done

073  return 0

074 }

075 

076 listen() {

077  setenv

078  chkpipes   # Czy wymagane potoki istnieją?

079  if [ $? -ne 0 ]

080  then

081   return 1

082  fi

083  # If present delete file with last directory used

084  if [ -w /tmp/lastpwd.${rhost} ]

085  then

086   $RM /tmp/lastpwd.${rhost}

087  fi

088  ( while read line

089    do

090     set $line

091     if [ "$1" = "BEGIN_CMD" ]

092     then

093      shift

094      # Uruchom polecenie

095      # Przejdź do ostatniego katalogu

096      if [ -r /tmp/lastpwd.${rhost} ]

097      then

098       cdircmd="cd `$CAT /tmp/lastpwd.${rhost}` ; "

099      else

100       cdircmd=""

101      fi

102      # Przekieruj wyjście do strumienia danych do wysłania

103      echo "BEGIN_CMD_OUT" >$sendpipe

104      echo "${cdircmd} $@" |/bin/bash >$sendpipe

105      echo "END_CMD_OUT" >$sendpipe

106     elif [ "$1" = "END_COMMUNICATION" ]

107     then

108      # Zakończ proces, jeśli odebrany zostanie ciąg END_COMMUNICATION

109      exit 0

110     elif [ "$1" = "BEGIN_FILETRANSFER" ]

111     then

112      # Jeśli ma zostać odebrany plik

113      filename=`$BASENAME $2`

114      tdir=$3

115      echo "Receiving file $filename..."

116      echo "Copying to $tdir..."

117      # Użyj Awka, aby czytać wiersze, dopóki nie zostanie odebrany 

118      # ciąg END_FILETRANSFER

119      $AWK '

120       {

121        if ( $0 == "END_FILETRANSFER" )

122         exit 0

123        else

124         print $0

125       # Odebrane linie są dekodowane i przekierowywane do żądanego pliku docelowego

126       }' $receivepipe | $PYTHON -c 'import sys,uu; uu.decode(sys.stdin, sys.stdout)' >${tdir}/$filename

127      echo "File $filename transferred"

128     elif [ "$1" = "BEGIN_CMD_OUT" ]

129     then

130      # Jeśli odebrany zostanie ciąg BEGIN_CMD_OUT, wypisz wszystkie dalsze wiersze, 

131      # aż do odebrania END_CMD_OUT 

132      $AWK '

133       {

134        if ( $0 == "END_CMD_OUT" )

135         exit 0

136        else

137         print $0

138       }' $receivepipe

139     fi

140    done <$receivepipe

141  ) &

142 }

143 

144 establish() {

145  setenv

146  chkpipes # Czy istnieją wymagane potoki?

147  # Czy istnieje plik Awka?

148  if [ ! -r $awkfile ]

149  then

150   echo "Cannot find $awkfile" >&2

151   return 1

152  fi

153  if [ $? -eq 0 ]

154  then

155   ( $TAIL -f $sendpipe | ( $SSH -q ${rhost} "$AWK -v pipe=${rreceivepipe} -f ${awkfile}" ) ) &

156  else

157   # Jeśli potoki nie istnieją, zamknij wyjście i funkcję

158   echo "Pipes for communication not present" >&2

159   return 1

160  fi

161 }

162 

163 killall() {

164  # Wyślij wszystkich procesom komunikat o zakończeniu komunikacji 

165  setenv

166  if [ -w $sendpipe ]

167  then

168   echo "END_COMMUNICATION" >$sendpipe

169   echo "." >$sendpipe

170   $RM -f /tmp/sendpipe_${rhost}.pid

171  fi

172  if [ -w $receivepipe ]

173  then

174   echo "END_COMMUNICATION" >$receivepipe

175   $RM -f /tmp/listener_${rhost}.pid

176  fi

177 }

178 

179 rcmd() {

180  setenv

181  # Sprawdź, czy istnieje połączenie z REMOTEHOST

182  chkpipes

183  if [ $? -ne 0 ]

184  then

185   return 1

186  fi

187  # Wyślij przetworzony wiersz

188  echo "BEGIN_CMD $@ ; { pwd >/tmp/lastpwd.$lhost ;}" >$sendpipe

189  return $?

190 }

191 

192 sendfile() {

193  setenv

194  # Sprawdź, czy można uruchomić Pythona

195  if [ -x $PYTHON -a ! -d $PYTHON ]

196  then

197   # Jeśli Python nie jest dostępny, zgłoś ten fakt i zakończ funkcję

198   if [ $# -lt 1 -o $# -gt 2 ]

199   then

200    echo "usage: sendfile FILE [target directory]"

201    return 1

202   fi

203   # Domyślnie skopiuj pliki do /var/tmp

204   tdir=${REMOTETEMPDIR:=/var/tmp}

205   if [ $# -eq 1 ]

206   then

207    file=$1

208   else

209    file=$1

210    tdir=$2

211   fi

212   # Zarejestruj i skopiuj plik

213   echo "BEGIN_FILETRANSFER $file $tdir" >$sendpipe

214   cat $file |$PYTHON  -c 'import sys,uu; uu.encode(sys.stdin, sys.stdout)' >$sendpipe

215   echo "END_FILETRANSFER" >$sendpipe

216  else

217   echo "No python executable found. File transfer not possible." >&2

218   return 1

219  fi

220 }

Jak widać, po odczycie połączenie zmieniło znacznik czasu z 23:35 na 23:42. Jednak rozmiar pliku nadal wynosi zero bajtów, ponieważ potok teoretycznie tylko przesyła dane. W rzeczywistości jednak system operacyjny zapewnia pewien bufor, choć z punktu widzenia użytkownika zazwyczaj nie jest to istotne.

Prosty przykład (pokazany na Listingach 4 i 5) jasno pokazuje, że – z perspektywy procesów – zapis do potoku rozpoczyna się dopiero wtedy, gdy potok jest odczytywany. W tej sesji polecenie zapisuje bieżącą datę i godzinę w zmiennej start, a następnie zapisuje zawartość zmiennej w potoku. Następnie ponownie odczytuje datę i godzinę i zapisuje wartości w zmiennej end. Proces również natychmiast zapisuje swoją wartość do potoku. Druga sesja odczytuje oba wiersze z potoku i wyświetla je.

Aby pokazać, że dane wyjściowe są faktycznie generowane w krótkim czasie, pierwsze uruchomienie nie używa przekierowania (Listing 4). Teraz dwóm zmiennym ponownie przypisywane są znaczniki czasu, a dane wyjściowe są w każdym przypadku zapisywane w potoku. Krótko po tym potok jest odczytywany wiersz po wierszu w drugiej sesji, a wyniki są wyświetlane na ekranie (Listing 5). Widać, że między początkiem a końcem jest różnica kilku sekund. Różnica wynika z faktu, że drugi znacznik czasu jest tworzony dopiero po odczytaniu pierwszego wiersza z potoku.

Przykładowa aplikacja

Na Listingu 6 widzimy prosty schemat połączenia sieciowego opartego na nazwanych potokach używanego do wykonywania poleceń na komputerze zdalnym.

Interesującym aspektem komunikacji między dwoma komputerami jest to, że dla procesu przeprowadzającego odczyt lub zapis nie ma znaczenia, co dzieje się przed potokiem lub po nim, ponieważ nie ma to wpływu na odczyt i zapis. Listing 6 zakłada, że komunikacja między dwoma komputerami nie jest chroniona hasłem i w tym przykładzie opiera się na protokole SSH.

Polecenie ssh pozwala określić zarówno łańcuch poleceń, jak i komputer docelowy (wiersz 1, Listing 6). SSH łączy się teraz z systemem docelowym, wykonuje określone polecenia, a następnie kończy połączenie. Prościej byłoby wywołać funkcję, która następnie otrzymuje polecenie do wykonania, uruchamia ją na drugiej maszynie i wyświetla dane wyjściowe na lokalnym ekranie (wiersz 2).

Rysunek 4: Przebieg programu służącego do wysyłania plików na zdalny komputer.

Funkcja rmcd pochodzi ze skryptu functions (Listing 7). Każdy komputer używa jednego potoku do wysyłania i jednego potoku do odbierania. Proces stale odczytuje potok wysyłający i przekierowuje odczytane wiersze do strumienia danych. W tym przykładzie SSH wysyła strumień danych do komputera zdalnego. Po stronie odbierającej przychodzący strumień danych jest przekierowywany do potoku odbierającego, w którym jest odczytywany. Potok przetwarza odczytane dane i zapisuje wyniki do potoku wysyłającego, by przesłać wyniki z powrotem do komputera źródłowego (Rysunek 3).

Komunikacja w rysunku 3 jest rozbita na kilka segmentów. Zasadniczo chodzi o odbieranie danych za pośrednictwem strumienia danych, przetwarzanie danych i odesłanie strumienia danych w odpowiedzi. Ale jak utrzymać ciągły strumień danych między dwoma komputerami w celu wysyłania poleceń i innych informacji?

Nasłuchiwanie

Polecenie tail -f kończy działanie, kiedy napotka koniec pliku (EOF) – ale tylko w przypadku zwykłego pliku. Jeśli argumentem jest deskryptor pliku, na którym nie można przeprowadzić operacji seek(), tail -f zakończy działanie po napotkaniu EOF. Nadaje się więc do odczytu danych, jednak nie można po prostu przekierować pojedynczego polecenia, ponieważ EOF pojawia się po przetworzeniu polecenia. Użycie pliku tekstowego do transportu również nie zadziała, ponieważ lokalizacja danych ciągle się zmienia, więc polecenie tail nie będzie mogło odczytać prawidłowych informacji.

Możemy to przetestować, uruchamiając tail -f na pustym pliku w jednej sesji i przekierowując dane wyjściowe wybranego polecenia do tego pliku w drugiej sesji: ujrzymy komunikat file truncated (plik obcięty). Moglibyśmy co prawda dodać do pliku tekstowego wszystkie informacje do przetworzenia przez maszynę zdalną, ale spowodowałoby to niepotrzebne zużycie pamięci.

Rysunek 5: Przebieg programu nasłuchującego.

Rozwiązaniem są nazwane potoki. Ponieważ proces zapisuje dane do potoku tylko wtedy, gdy zdalna maszyna odczytuje dane w tym samym czasie, proces nie wymaga dodatkowej pamięci dla potoku — polecenie tail zawsze odczytuje dane z potoku w tym samym momencie. Aby nawiązać komunikację między dwoma komputerami, potrzebne są dwa nazwane potoki. Pierwszy odbiera strumień danych ze zdalnego komputera, a drugi wysyła przetworzone dane do systemu docelowego.

Dane wyjściowe z tail -f opierają się na anonimowym potoku dostarczającym strumień danych. Następnie przekierowujemy go do sesji SSH, która zapisuje dane w potoku odbierającym na zdalnym komputerze. Ta konfiguracja może zostać zaimplementowana za pomocą wywołania pokazanego na Listingu 8.

Kolejnym krokiem jest określenie formatu, w jakim dane docierają do systemu docelowego. Stosunkowo prosta opcja polega na zdefiniowaniu funkcji osadzającej polecenia do wykonania w odpowiedniej kolejności. Robi to funkcja rcmd z listingu 6 (wiersz 2); wystarczy jej przekazać jako argument polecenie, które chcemy wykonać.

Aby system docelowy mógł zrozumieć, co powinno się stać z otrzymanymi danymi, przesyłanie rozpoczyna się od znacznika tekstowego BEGIN_CMD, po którym następuje polecenie do wykonania. Po otrzymaniu jednego wiersza system docelowy sprawdza, jaki łańcuch zawiera pierwszy argument. Jeśli jest to BEGIN_CMD, system docelowy przekierowuje drugi argument do powłoki. Ta z kolei przekierowuje wynik do potoku i odsyła go z powrotem do nadawcy.

Zaletą tej metody jest to, że polecenie nie musi być przetwarzane w programie. Na listingu 9 ciąg jest zapisywany w podpowłoce, która następnie wykonuje polecenia i wyświetla wynik na ekranie. Odpowiedź wynikowa pojawia się na komputerze zdalnym.

Jeśli chcemy uruchomić wiele poleceń na systemie docelowym, ale nie w domyślnym katalogu tego systemu, możemy otworzyć podpowłokę dla każdego polecenia, co oznacza, że każde polecenie działa również w identycznym środowisku (Listing 10). Jak widać, katalog docelowy /root jest ważny tylko do momentu przetworzenia sekwencji poleceń. Drugi przebieg wyświetla bieżący katalog roboczy procesu nadrzędnego.

Aby obejść ten problem w przypadku komunikacji między dwoma systemami, system docelowy otrzymuje zarówno właściwe polecenie, jak i instrukcje odnośnie zapisania bieżącego katalogu roboczego w tymczasowym pliku tekstowym. Przy następnym wykonaniu polecenia proces sprawdza, czy istnieje plik tymczasowy, a w razie potrzeby analizuje go i ustawia odpowiedni katalog (Listing 11).

No dobrze, ale zależy nam nie tylko na wykonywaniu poleceń na zdalnym komputerze – chcemy również przesyłać pliki. W tym celu musimy pokonać jeszcze jedną przeszkodę. Nie możemy bowiem wyświetlić wiersza o dowolnej długości za pomocą echo. Aby zapobiec potencjalnemu zinterpretowaniu przez komputer zdalny znaków, które wysyłamy jako znaki sterujące, musimy również przekonwertować dane binarne na zwykły kod ASCII.

We wcześniejszych wariantach Uniksa istniało polecenie uuencode i jego odpowiednik uudecode. Ponieważ te polecenia są dziś rzadko używane i nie są instalowane domyślnie w większości dystrybucji, najbezpieczniej jest użyć modułu Pythona, aby zapobiec błędnej interpretacji znaków.

Tabela 1: Przegląd funkcji

FunkcjaOpis
setenvUstawia wszystkie wymagane zmienne środowiskowe.
chkpipesSprawdza, czy wymagane potoki istnieją w /tmp
createpipesGeneruje wszystkie wymagane potoki w /tmp
removepipesUsuwa wszystkie potoki na zdalnym hoście
listenGeneruje detektor, który odczytuje i przetwarza pliki przychodzące
establishGeneruje strumień danych w kierunku drugiego komputera
killallKończy wszystkie wymagane procesy w tle
rcmdUruchamia polecenie na zdalnym hoście
sendfileKopiuje plik do systemu zdalnego
Listing 8: Generowanie strumienia danych

$ tail -f Send-Pipe | ssh -q HOST "cat > POTOK-ODBIORCZY"

Listing 9: Wyświetlanie wyników

$ echo "cd /var/tmp; ls -l | wc -l" | /bin/bash

29

Listing 10: Ścieżka środowiska roboczego

# echo "cd /root ; pwd" | /bin/bash

/root

echo "pwd"| /bin/bash

/var/tmp

Przepływ programu

Komputer docelowy odczytuje potok odbiorczy i inicjuje odpowiednie czynności. Jeśli otrzyma wiersz zawierający polecenie do wykonania, najpierw sprawdza, czy istnieje plik tekstowy zawierający ostatni katalog roboczy (Rysunek 4). W następnym kroku zapisuje ciąg BEGIN_CMD_OUT w wychodzącym strumieniu danych.

Po przesłaniu proces przechodzi do żądanego katalogu i zapisuje polecenia do wykonania w podpowłoce. Dane wyjściowe polecenia są zapisywane w przesyłanym strumieniu danych. Koniec polecenia jest oznaczony ciągiem END_CMD_OUT. Jeśli otrzymany wiersz zaczyna się od ciągu END_COMMUNICATION, proces zostaje zakończony.

Jeśli transfer rozpoczyna się od BEGIN_FILETRANSFER, funkcja odczytuje argumenty 2 (nazwa pliku) i 3 (katalog docelowy). Używając Awka, skrypt przesyła dane do modułu Pythona, który zajmie się dekodowaniem danych, dopóki nie otrzyma wiersza END_FILETRANSFER.

Na koniec funkcja sprawdza, czy otrzymany wiersz zawiera ciąg BEGIN_CMD_OUT. Jeśli tak, wyświetla wszystkie pozostałe wiersze na ekranie, dopóki nie otrzyma ciągu END_CMD_OUT. Rysunek 5 przedstawia schemat blokowy systemu nasłuchującego.

Możliwości rozbudowy

Tabela 1 zawiera podsumowanie wszystkich funkcji zawartych w skrypcie functions (Listing 7). Zwróćmy uwagę, skrypt ten ilustruje tylko ułamek możliwości oferowanych przez nazwane potoki.

Nasz skrypt ma kilka drobnych wad. Po pierwsze, funkcji killall z Listingu 7 nie zawsze udaje się za pierwszym razem zakończyć wszystkie procesy. Jeśli napotkamy na ten problem, musimy wywołać ją ponownie. Ponadto podczas uruchamiania programu nasłuchującego skrypt z Listingu 7 nie sprawdza, czy inny proces może już odczytywać dane z potoków, co może prowadzić do błędów. Brakuje też funkcji, która przed skopiowaniem pliku sprawdziłaby, czy katalog docelowy istnieje. Jeśli lokalna nazwa hosta nie jest taka sama jak alias przypisanego adresu IP, wystąpi nieprawidłowość, ponieważ strona zdalna nie jest świadoma tego problemu. Wszystkie te problemy można stosunkowo łatwo rozwiązać, jednak znacznie zwiększyłoby to rozmiary listingu zamieszczonego w artykule.

Listing 11: Ustawienie właściwego katalogu

# type rcmd

rcmd is a function

rcmd ()

{

  setenv;

  chkpipes;

  if [ $? -ne 0 ]; then

  return 1;

fi;

echo "BEGIN_CMD $@ ; { pwd >/tmp/lastpwd.$lhost ;}" > $sendpipe;

return $?

}

Listing 12: read.awk

{

if ($0 != "END_COMMUNICATION") {

print $0 >pipe

fflush(pipe)

}

else {

close (pipe)

exit 0

}

}

Możemy też oczywiście rozbudować skrypt o nowe funkcje. Można by np. rozważyć nawiązanie komunikacji między dowolną liczbą komputerów. Aby to zrobić, musimy przekazać maszynie zdalnej identyfikator nadawcy, aby w każdym przypadku zapisywała ona dane wyjściowe we właściwych potokach.

Sensowne byłoby również dodanie narzędzia do kompresji, aby przyspieszyć transmisję – odbiorca musiałby wtedy zdekompresować strumień danych. Inną interesującą możliwością byłoby przesłanie do nadawcy wartości zwrotnej wykonanego polecenia.

Zwróćmy uwagę, że plik read.awk (Listing 12) domyślnie powinien znajdować się w katalogu /var/tmp/. Jeśli znajduje się w innej lokalizacji, należy dostosować zmienną awkfile na listingu 7.

Podsumowanie

Potoki służą nie tylko do konstruowania długich łańcuchów poleceń, można ich również użyć jako interesującego narzędzia do komunikacji między wieloma procesami. Fakt, że system traktuje potoki jak normalne pliki daje nam nowe możliwości – zwłaszcza w połączeniu z możliwością przekierowywania kanałów. Przydatny jest też fakt, że potoki mogą być adresowane identycznie we wszystkich pochodnych Uniksa – w tym w Linuksie.

Tagi:

Podziel się postem :)

Najnowsze:

Oprogramowanie

Nowości w Google Maps. Są też zmiany w wyszukiwarce

Google zaprezentował kilka nowych funkcji, które w najbliższym czasie trafią do wyszukiwarki oraz Map. Nowości pomogą łatwiej i szybciej docierać do wyszukiwanych informacji, a w przypadku Google Maps – analizować sytuację, jaką można zastać w miejscu docelowym podróży.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.