Obsługa Rur Bash

Postanowiłem napisać nieco bardziej szczegółowe wyjaśnienie.

"magia" tutaj leży w systemie operacyjnym. Oba programy uruchamiają się mniej więcej w tym samym czasie i uruchamiają się w tym samym czasie (system operacyjny przypisuje im kawałek czasu na procesor do uruchomienia), jak każdy inny jednocześnie uruchomiony proces na komputerze (w tym aplikacja terminalowa i jądro). Tak więc, zanim jakiekolwiek dane zostaną przekazane, procesy robią wszystko, co konieczne do inicjalizacji. W twoim przykładzie, tail parsuje argument '-20', a cat parsuje plik'.txt ' argument i otwarcie pliku. W pewnym momencie tail dotrze do punktu, w którym potrzebuje danych wejściowych i powie systemowi operacyjnemu, że czeka na dane wejściowe. W innym momencie (przed lub po, nie ma to znaczenia) cat rozpocznie przekazywanie danych do systemu operacyjnego za pomocą protokołu stdout. To przechodzi do bufora w systemie operacyjnym. Następnym razem tail dostaje kawałek czasu na procesorze po wprowadzeniu niektórych danych do bufor cat pobierze pewną ilość tych danych (lub ich całość), która pozostawia bufor w systemie operacyjnym. Gdy bufor jest pusty, w pewnym momencie tail będzie musiał poczekać, aż cat wyda więcej danych. Jeśli cat wyprowadza dane znacznie szybciej niż tail, bufor się rozszerzy. cat ostatecznie skończy wysyłać dane, ale tail nadal będzie przetwarzał, więc cat zamknie się, a tail przetworzy wszystkie pozostałe dane w buforze. System operacyjny będzie sygnalizować ogon gdy nie ma już przychodzących danych z EOF. Tail przetworzy pozostałe dane. W tym przypadku tail prawdopodobnie odbiera wszystkie dane do okrągłego bufora 20 linii, a gdy system operacyjny zasygnalizuje, że nie ma więcej przychodzących danych, zrzuca ostatnie dwadzieścia linii na własne wyjście, które po prostu wyświetla się w terminalu. Ponieważ tail jest znacznie prostszym programem niż cat, prawdopodobnie spędzi większość czasu czekając, aż cat umieści dane w bufor.

W systemie z wieloma procesorami oba programy nie będą po prostu współdzielić plasterki czasu na tym samym rdzeniu procesora, ale prawdopodobnie będą działać w tym samym czasie na oddzielnych rdzeniach.

Aby uzyskać więcej szczegółów, jeśli otworzysz jakiś monitor procesów (specyficzny dla systemu operacyjnego), taki jak 'top' w Linuksie, zobaczysz całą listę uruchomionych procesów, z których większość efektywnie wykorzystuje 0% procesora. Większość aplikacji, chyba że są one chrupanie danych, spędzają większość czasu nie robiąc nic. Jest to dobre, ponieważ pozwala innym procesom na nieskrępowany dostęp do procesora zgodnie z ich potrzebami. Odbywa się to zasadniczo na trzy sposoby. Proces może dostać się do instrukcji w stylu sleep (n), gdzie w zasadzie mówi jądro, aby czekało n milisekund przed podaniem mu innego plasterka czasu do pracy. Najczęściej program musi czekać na coś z innego programu, na przykład' ogon ' czekający na więcej danych do bufora. W w tym przypadku system operacyjny obudzi proces, gdy dostępnych będzie więcej danych. Wreszcie, jądro może uprzedzić proces w trakcie wykonywania, dając trochę czasu procesorowi innym procesom. 'cat' i 'tail' to proste programy. W tym przykładzie tail spędza większość czasu czekając na więcej danych w buforze, a cat spędza większość czasu czekając na system operacyjny, aby pobrać dane z dysku twardego. Wąskim gardłem jest prędkość (lub powolność) fizycznego medium że plik jest przechowywany. To odczuwalne opóźnienie, które możesz wykryć, gdy uruchamiasz to polecenie po raz pierwszy, to czas potrzebny do odczytu głowic na dysku twardym, aby szukać pozycji na dysku twardym, gdzie ' plik.txt ' jest. Jeśli uruchomisz polecenie po raz drugi, system operacyjny prawdopodobnie będzie miał zawartość pliku.txt buforowany w pamięci, a prawdopodobnie nie zobaczysz żadnego zauważalnego opóźnienia (chyba że plik.txt jest bardzo duży lub plik nie jest już buforowany.)

Większość operacji ty czy na komputerze są związane z IO, co oznacza, że zwykle czekasz na dane pochodzące z dysku twardego lub z urządzenia sieciowego itp.