3.9 Pipes 

Eine ähnliche Möglichkeit wie die Ein- und Ausgabeumlenkung bieten sogenannte Pipes. Pipes stellen eine Art der Interprozess-Kommunikation dar, für die es in diesem Buch ein eigenes Kapitel gibt. In diesem Abschnitt beschäftigen wir uns ausschließlich mit dem Nutzen und der Anwendung von Pipes in der Shell.

Eine Shell kann als eine Art Kombination aus Aus- und Eingabeumlenkung angesehen werden. Dabei werden die Ausgaben eines Programms an ein anderes weitergeleitet, das diese Ausgaben als Eingabe verwendet. Im Gegensatz zur Ausgabeumlenkung wird die Ausgabe eines Programms also nicht in eine reguläre Datei geschrieben, sondern direkt an ein Programm weitergeleitet. Und im Gegensatz zur Eingabeumlenkung kommt die Eingabe nicht von irgendeiner regulären Datei, sondern direkt von einem anderen Programm.

Zur Verdeutlichung dieser Funktionalität soll ein Beispiel dienen, denn daran lernt man solcherlei Wissen am einfachsten.

Um dieses Beispiel zu verstehen, müssen Sie wissen, dass das Programm more eine Datei seitenweise auf dem Monitor ausgibt.

Wir möchten in diesem Beispiel erreichen, dass die Ausgaben des Programms ls seitenweise auf dem Bildschirm erscheinen. Dazu sollen die Ausgaben von ls an more weitergeleitet werden.

Diese Weiterleitung erfolgt mit einem Pipe-Operator (|). Dieser Strich wird zwischen die beiden Programme gesetzt, was dann folgendermaßen eingegeben wird:

user$ ls /usr/bin | more 
Mail 
a2p 
addftinfo 
addr2line 
afmtodit 
afslog 
apply 
apropos 
ar 
...

Listing 3.53    Pipe zwischen ls und more

Probieren Sie es einmal aus – eine Seite weiter »blättert« man durch Drücken der Leertaste.

Mehrere Pipes

Es ist übrigens auch möglich, mehrere Pipes in einem Befehl zu verwenden. Dies könnte dann beispielsweise folgendermaßen aussehen:

user$ ls -l | awk '{ print $5 }' | sort | uniq

Listing 3.54    Mehrere Pipes

Die Standardfehlerausgabe (STDERR) wird nicht über Pipes weitergeleitet. Dies kann man jedoch umgehen, indem man STDERR an STDOUT anhängt: ProgrammA 2>&1 | ProgrammB

3.9.1 Duplizierung der Ausgabe mit tee 

Manchmal kommt es vor, dass man die Ausgabe eines Programms sowohl in eine Datei umleiten als auch gleichzeitig auf dem Bildschirm ausgeben möchte. Hier schafft das Programm tee Abhilfe. tee gibt die ihm eingegebene bzw. eingeleitete Ausgabe auf dem Bildschirm und in einer Datei aus.

user$ ls | tee log.txt 
CVS 
Makefile 
TODO 
ZEITPLAN 
anhg_komref.aux 
anhg_komref.tex 
...

Listing 3.55    Pipes mit tee

3.9.2 Named Pipes (FIFOs) 

Named Pipes (sogenannte FIFOs) erweitern die Fähigkeiten einer Pipe. Eine FIFO muss zunächst als Datei im Dateisystem erzeugt werden. Dies wird mit dem Programm mkfifo bewerkstelligt. Der Vorteil gegenüber einer Pipe ist dabei, dass mehrere Prozesse diese FIFO verwenden können.

FIFOs arbeiten nach dem First-In-First-Out-Prinzip (daher der Name). Das bedeutet: Die Daten, die zuerst in eine FIFO geschrieben werden, werden auch als Erste wieder vom lesenden Prozess empfangen.

Das folgende Listing demonstriert diese Möglichkeit anhand einer Endlosschleife. Zunächst wird mit dem Programm mkfifo eine FIFO angelegt. Das tee-Programm lassen wir in die FIFO hineinschreiben, aber gleichzeitig durch Eingabeumlenkung aus ihr lesen. Das bedeutet, dass das Gelesene sofort wieder hineingeschrieben wird. Sobald also Daten in die FIFO geschrieben werden, liest tee diese so lange aus und schreibt sie so lange wieder in die FIFO hinein, bis der Wärmetod des Universums eintritt, der Strom ausfällt oder der Rechner abfackelt.

Doch um den Prozess anzustoßen, schreiben wir einen String, nämlich »Endlosschleife« in die FIFO hinein. Es ist wichtig, dass auch dieser Prozess im Hintergrund gestartet wird, denn irgendwann soll diese Ausgabe ja dann doch gestoppt werden, um nicht das System abzuschießen.

Nachdem eine Sekunde durch sleep (siehe Kommandoreferenz) gewartet wurde, wird das Programm tee durch den Aufruf des pkill-Programms beendet. pkill beendet alle Prozesse, in denen der angegebene Name vorkommt. Führen Sie diesen Test auf keinen Fall als Superuser auf einem Multiuser-System durch, und bedenken Sie, dass alle anderen tee-Prozesse, für die der Benutzer die Beendigungsberechtigung besitzt, ebenfalls beendet werden!

user$ mkfifo fifo 
user$ ls -l fifo 
prw------- 1 cdp_xe cdp_xe 0 Mar 22 19:44 fifo 
user$ tee fifo < fifo& 
[1] 2702 
user$ echo "Endlosschleife" > fifo & ; 
>       sleep 1; pkill tee 
[1] 18277 
Endlosschleife 
Endlosschleife 
Endlosschleife 
Endlosschleife 
... 
... 
Endlosschleife 
Endlosschleife 
[1]  + terminated  tee fifo < fifo

Listing 3.56    Verwendung einer FIFO in der Shell

Wie Ihnen vielleicht aufgefallen sein dürfte, wird eine Pipe beim »langen« Listing mit ls mit einem p gekennzeichnet. Dieses p steht für (named) Pipe und zeigt Ihnen an, dass es sich um keine reguläre Datei handelt.

Versuchen Sie einmal, mit dem Programm file den Typ der Datei anzeigen zu lassen.

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