Perl多進(jìn)程的用戶接口是 fork() 函數(shù)以及對(duì)系統(tǒng) fork 函數(shù)封裝的一些 module，本文向大家介紹一下應(yīng)用Perl多進(jìn)程技術(shù)到自動(dòng)化測(cè)試腳本，首先我們來(lái)看一下Perl多進(jìn)程的概念。

Perl多進(jìn)程

Perl 語(yǔ)言是一種非常強(qiáng)大的腳本語(yǔ)言，其廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)維護(hù)，CGI（Common Gateway Interface）編程，數(shù)據(jù)庫(kù)編程和自動(dòng)化測(cè)試中。
多任務(wù)和并發(fā)處理一度被看作是判定優(yōu)異操作系統(tǒng)的一個(gè)特性；同樣任何優(yōu)秀從而流行的編程語(yǔ)言都會(huì)有并發(fā)的應(yīng)用，而且都有各自的實(shí)現(xiàn)方法。Perl 最開(kāi)始在并發(fā)方面的應(yīng)用就是Perl多進(jìn)程。

Perl多進(jìn)程的用戶接口是 fork() 函數(shù)以及對(duì)系統(tǒng) fork 函數(shù)封裝的一些 module。我們?cè)谑褂?Perl 語(yǔ)言編程時(shí)，如果一個(gè)任務(wù)的某一個(gè)段可以或者需要并發(fā)很多執(zhí)行，那么我們就會(huì)使用 Perl 的Perl多進(jìn)程編程，例如同時(shí)向數(shù)據(jù)庫(kù)遞交多個(gè)記錄的查詢，同時(shí)完成多個(gè)系統(tǒng)信息的收集等等。
Perl 的Perl多進(jìn)程是這樣實(shí)現(xiàn)的：主進(jìn)程每 fork 一個(gè)子進(jìn)程，會(huì)把當(dāng)前（主進(jìn)程的）內(nèi)存空間的所有變量都復(fù)制一份傳到新的進(jìn)程里面，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。此外，主進(jìn)程和子進(jìn)程可以通過(guò)信號(hào)、管道等來(lái)通信。

在處理并發(fā)的方案中，Perl多進(jìn)程依靠?jī)?nèi)存空間獨(dú)享提供了優(yōu)秀的容錯(cuò)性和健壯性。一個(gè)Perl多進(jìn)程的系統(tǒng)不會(huì)由于其中一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)不良而崩潰，每個(gè)進(jìn)程都相對(duì)獨(dú)立地運(yùn)作，很少會(huì)相互影響。
內(nèi)存空間獨(dú)享也造就了Perl多進(jìn)程不可避免的劣勢(shì)：資源負(fù)荷以及通信復(fù)雜，對(duì)于 Perl 來(lái)說(shuō)，每個(gè)子進(jìn)程都可以看作主進(jìn)程的拷貝，這多少有些內(nèi)存浪費(fèi)，而且主進(jìn)程的關(guān)鍵變量如果是“淺復(fù)制”到子進(jìn)程的話，將會(huì)帶來(lái)一些意想不到的錯(cuò)誤。另外，進(jìn)程的創(chuàng)建和回收會(huì)帶來(lái)許多額外的負(fù)載，因此應(yīng)當(dāng)盡量避免頻繁地創(chuàng)建進(jìn)程。

Perl多進(jìn)程之間的通信方式有 socket，管道，信號(hào)量等。在 Linux 平臺(tái)上，對(duì)于進(jìn)程間大量信息的交互情況，最常用的是文件；這在用戶空間進(jìn)程和系統(tǒng)內(nèi)核空間進(jìn)程之間的通信中的最為常用。在談起 Perl Perl多進(jìn)程的時(shí)候，不可避免的要說(shuō)說(shuō)它與 Perl 多線程的關(guān)系。

應(yīng)用Perl多進(jìn)程技術(shù)到自動(dòng)化測(cè)試腳本

在自動(dòng)化測(cè)試中，利用RationalBuildForge作為測(cè)試管理和監(jiān)控工具，90%以上的測(cè)試腳本都采用Perl腳本。采用了模塊化編程，并大量使用CPAN提供的module。由于很多module都不是線程安全的，同時(shí)為了提高腳本開(kāi)發(fā)效率，也會(huì)在一個(gè)腳本中直接調(diào)用另外一個(gè)腳本，所以選擇在自動(dòng)化測(cè)試框架中應(yīng)用Perl多進(jìn)程。

自動(dòng)化測(cè)試腳本使用Perl多進(jìn)程大致分為兩種情況。一種是Testconsole需要同時(shí)操作十幾個(gè)設(shè)備，例如用于主機(jī)和存儲(chǔ)互連的光纖交換機(jī)，用于光纖物理層斷開(kāi)測(cè)試的交換機(jī)APCON等。這類(lèi)測(cè)試的特點(diǎn)是需要同時(shí)操作10幾個(gè)或者20幾個(gè)的測(cè)試對(duì)象，對(duì)它們的操作是配置操作，而且配置腳本都會(huì)成功，主進(jìn)程只需要所有子進(jìn)程執(zhí)行完畢就認(rèn)為所有子任務(wù)已經(jīng)完成，然后可以進(jìn)行后續(xù)的操作。因此采用一種較為簡(jiǎn)單的Perl多進(jìn)程編程方式。下面是針對(duì)這種情況的Perl多進(jìn)程處理的代碼示例。

清單1.Perl多進(jìn)程處理的代碼
    
 

our@cmd=("./apcon_2052.exp119.11.217.27A15B15",  
"./apcon_2058.exp119.11.217.65adminteamw0rkA05A06",  
"./apcon_2052.exp119.11.217.27B09D09");  
our$zombies=0;  
our$kid_proc_num=0;  
 
$SIG{CHLD}=sub{$zombies++};  
 
for(my$i=0;$i<@cmd;$i++){  
my$pid=fork();  
if(!defined($pid)){exit1;}  
unless($pid){  
system"$cmd[$i]";  
exit0;  
}  
$kid_proc_num++;  
}  
 
while(1){  
if($zombies>0){  
$zombies=0;  
my$collect;  
while(($collect=waitpid(-1,WNOHANG))>0){  
$kid_proc_num--;  
}  
}  
if($kid_proc_num==0){last;}  
else{next;}  
}  
 

 以上的代碼采用Perl多進(jìn)程方式同時(shí)處理了對(duì)3個(gè)測(cè)試設(shè)備的配置操作，然后主進(jìn)程等待所有配置操作完成，再進(jìn)行后續(xù)的測(cè)試。

另外一種情況較為復(fù)雜，就是經(jīng)常需要針對(duì)數(shù)百個(gè)主機(jī)和存儲(chǔ)進(jìn)行配置、狀態(tài)查詢等，而且配置結(jié)果和查詢狀態(tài)需要返回主進(jìn)程處理，然后根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)再?zèng)Q定如何繼續(xù)。對(duì)于這種情況，主進(jìn)程需要生成數(shù)百個(gè)子進(jìn)程，而且每個(gè)子進(jìn)程都有大量的信息返回給主進(jìn)程來(lái)處理。這樣處理數(shù)百個(gè)子進(jìn)程的生成：由于Perl多進(jìn)程方式占用系統(tǒng)資源較多，因此設(shè)定一個(gè)允許主進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行的最多子進(jìn)程數(shù)目，然后在有子進(jìn)程結(jié)束時(shí)，主進(jìn)程再生成新的子進(jìn)程至所有的子任務(wù)完成。這樣處理主進(jìn)程和子進(jìn)程的通信和信息交互：由于測(cè)試Perl腳本運(yùn)行平臺(tái)為L(zhǎng)inux，它是帶有BSD風(fēng)格的POSIX兼容的系統(tǒng)，會(huì)提供可靠的信號(hào)，所以仍然使用系統(tǒng)提供信號(hào)的來(lái)獲取子進(jìn)程結(jié)束的消息；對(duì)于子進(jìn)程的返回信息，采用為每個(gè)子進(jìn)程產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)文件用于存儲(chǔ)返回的所有信息，最后主進(jìn)程來(lái)處理這些文件從而獲取每個(gè)子任務(wù)的結(jié)果信息。如下是為這種情況設(shè)計(jì)的Perl多進(jìn)程處理方式的軟件流圖。

圖3.軟件流圖

下面以登錄每個(gè)主機(jī)檢查運(yùn)行狀態(tài)的例子給出Perl多進(jìn)程處理數(shù)百個(gè)子任務(wù)的代碼。

清單2.Perl多進(jìn)程處理數(shù)百個(gè)子任務(wù)    
 

usestrict;  
usewarnings;  
usePOSIX":sys_wait_h";  
 
our@IP=&getAllHostIP();  
our$TOTAL_TASK=@IP;#assumewehave300hosts  
our$MAX_LIVE_PROC=24;#MaximumnumberofsubProcessallowedtoco-exist  
our@result_filename=();  
our$zombies=0;  
$SIG{CHLD}=sub{$zombies++};#handlemessagefromkernel  
 
our$handled_task=1;  
our$cur_live_proc=1;  
my$pid=fork();  
unless($pid){  
my$filename=&getUniqueFilename();  
push@result_filename,$filename;  
system"./checkHost$IP[$handled_task-1]$uid$psw$filename";  
exit0;  
}  
 
while($cur_live_proc>0){  
if($zombies>0){  
$zombies=0;  
my$collect=0;  
while(($collect=waitpid(-1,WNOHANG))>0){  
$cur_live_proc--;  
}  
}  
if(($cur_live_proc<$MAX_LIVE_PROC)and($handled_task<$TOTAL_TASK)){  
$handled_task++;  
$cur_live_proc++;  
my$pid=fork();  
unless($pid){  
my$filename=&getUniqueFilename();  
push@result_filename,$filename;  
system"./checkHost$IP[$handled_task-1]$uid$psw$filename";  
exit0;  
}  
}else{  
next;  
}  
}  
 
&checkResults();  
 

 小結(jié)

根據(jù)常見(jiàn)的設(shè)備系統(tǒng)測(cè)試自動(dòng)化平臺(tái)的特點(diǎn)和要求，把Perl的Perl多進(jìn)程技術(shù)應(yīng)用到了測(cè)試腳本中，極大地提高了測(cè)試效率。

Perl多進(jìn)程已經(jīng)很長(zhǎng)的發(fā)展歷史，而且應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟。Perl多進(jìn)程在健壯性和容錯(cuò)性方面表現(xiàn)更好，每個(gè)進(jìn)程都擁有獨(dú)立的內(nèi)存空間，并行的幾個(gè)進(jìn)程一般來(lái)說(shuō)不會(huì)相互干擾；當(dāng)然，相應(yīng)的，Perl多進(jìn)程的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)也比較大，而且進(jìn)程間通信也變得復(fù)雜一些。妥善地處理Perl多進(jìn)程生成和進(jìn)程間的通信，會(huì)很好地改善自動(dòng)化測(cè)試的運(yùn)行效率以及穩(wěn)定性。

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