[x]. уникальный идентификатор экземпляра (ID) - пятизначное целое число;
[x]. название моллюска по-русски (NAME) - строка длиной до 35 символов;
[x]. латинское название моллюска (LATIN) - строка длиной до 30 символов;
[x]. основные районы обитания (AREA) - строка длиной до 40 символов.
Исходные данные для загрузки в базу данных, которые будут взяты из текстового файла mollusc.txt, имеют такую структуру:
65590;Перловица;Unio pictorum;реки севера России и Скандинавии 56331;Жемчужница речная;Margaritifera margaritifera;север Европы 10616;Морская жемчужница;Pinctada martensii;Японское море 36816;Королевский стромбус;Strombus gigas;Куба
Компактные, простые и быстрые, базы данных в формате Berkeley DB часто используются в операционных системах семейства Unix для хранения системных данных. Существует несколько разновидностей этого формата, которые обобщенно называются файлами DBM (от английского Database Manager). Данные в DBM-файле хранятся в двоичном виде, а логически его можно рассматривать как ассоциативный массив, хранящийся на диске. Средства работы с базами данных этого формата для разных операционных систем можно бесплатно загрузить с сайта www.sleepycat.com. В таких операционных системах, как Linux, FreeBSD или Solaris, Perl часто устанавливается с поддержкой этого формата данных, которая реализована в модуле DB_File. В операционной системе MS Windows этот модуль потребуется установить дополнительно. (О том, как это делается, речь шла в лекции 13. Если используется дистрибутив Active Perl, установка выполняется командой ppm install DB_File.) С помощью этого модуля легко пользоваться базой данных в формате Berkeley DB, потому что с файлом базы данных можно работать как с обычным хэшем. Для этого устанавливается связь между переменной-хэшем и файлом на диске с помощью функции tie(), которой указывается, что для доступа к файлу (например, 'file.db') нужно использовать модуль DB_File. Если указанный файл не существует, он создается. Когда работа с файлом базы данных через хэш-переменную закончена, связь между ними разрывается функцией untie(). Это делается так:
use DB_File; # подключить модуль для работы с Berkeley DB my %hash; # через этот хэш будет происходить работа с БД tie %hash, 'DB_File', 'file.db' or die; # установить связь $hash{'КЛЮЧ'} = 'ЗНАЧЕНИЕ'; # добавить элемент в хэш и БД untie %hash ; # разорвать связь между хэшем и БД
Формат DBM имеет ограничение, присущее всем ассоциативным массивам: с каждым ключом файла базы данных может ассоциироваться только одно значение. Есть много способов (снова принцип TIMTOWTDI!) обойти это ограничение, и один из них заключается в использовании модуля Storable, который предназначен для организации хранения во внешней памяти массивов, хэшей и других программных объектов. Функция Storable::freeze() "замораживает" данные в двоичном виде, например, перед записью на диск, а функция thaw() "оттаивает" информацию, восстанавливая первоначальную структуру данных. Мы воспользуемся этими функциями для преобразования данных при создании DBM-файла таким образом:
use DB_File; # модули для работы с DBM use Storable qw(freeze thaw); # и сохранения данных my %database; # хэш "привязывается"... tie %database, "DB_File", "mollusc.db" or die; # ...к БД open my $text, '<', 'mollusc.txt' or die; # файл, откуда while (my $data = <$text>) { # читаем данные, chomp($data); # удаляя \n # и разбивая строку на поля по разделителю ';': my ($id, $name, $latin, $area) = split(';', $data); my %record = ( # заполняем поля записи БД: ID => $id, # идентификатор экземпляра NAME => $name, # наименование моллюска LATIN => $latin, # латинское название AREA => $area); # ареал обитания my $serialized = freeze \%record; # "замораживаем" $database{$id} = $serialized; # и сохраняем запись } close $text; # закрываем тестовый файл untie %database; # и базу данных
После того как база данных DBM создана, мы можем обрабатывать в ней данные, используя функции работы с хэшами, хорошо знакомые нам из лекции 6. Например, так будет выглядеть поиск по ключу:
use DB_File; # модули для работы с DBM use Storable qw(freeze thaw); # и сохранения данных my %database; # хэш "привязываем"... tie %database, "DB_File", "mollusc.db" or die; # ...к БД my $id = 65590; # ищем "Перловицу" if (exists $database{$id}) { # по идентификатору my $serialized = $database{$id}; # считываем и my %record = %{ thaw($serialized) }; # "размораживаем" printf "%5d %s %s %s\n", # запись БД в хэш $id, $record{NAME}, $record{LATIN}, $record{AREA}; } untie %database; # "отвязываем" БД от хэша # будет выведено: 65590 Перловица Unio pictorum
Для перебора всех записей файла DBM можно пользоваться функциями keys() и each(), а для удаления записи - применить функцию delete().
С широким распространением персональных компьютеров стал популярным формат баз данных, применяемый в "настольных" СУБД dBASE, Clipper и FoxPro, семейство которых обобщенно называется XBase. Базы данных в этом формате хранятся в таблицах с суффиксом DBF (Database File), а для работы с записями такой таблицы широко применяется произвольный доступ к отдельным записям и перебор записей в цикле. (Хотя работать с ними можно также при помощи языка реляционных запросов SQL.) Одно из средств для работы с DBF-таблицами в программах на Perl - это модуль XBase, который можно загрузить из хранилища модулей CPAN. Он предоставляет объектный интерфейс для создания и изменения баз данных в формате XBase. Например, программа создания таблицы DBF будет выглядеть так:
use XBase; # модуль работы с БД в формате DBF my $table = XBase->create( # метод создания таблицы "name" => "mollusc.dbf", # имя файла # имена полей (колонок, столбцов) таблицы: "field_names" => ["ID", "NAME", "LATIN", "AREA"], # типы данных (N - число, C - строка, D - дата): "field_types" => [ "N", "C", "C", "C"], # максимальные длины полей: "field_lengths" => [ 5, 35, 30, 45], # длины дробной части (для чисел): "field_decimals" => [ 0, undef, undef, undef] ); $table->close(); # метод закрытия файла БД
Далее потребуется программа добавления данных в созданную таблицу из текстового файла. Например, такая:
use XBase; # модуль работы с БД в формате DBF my $table = new XBase "mollusc.dbf" # конструктор DBF or die Xbase->errstr; # обработка ошибок my $recno = 0; # добавляемые записи нумеруются с нуля open my $text, '<', 'mollusc.txt' or die; # файл, откуда while (my $data = <$text>) { # читаем данные, chomp($data); # удаляя \n # и разбивая строку на поля по разделителю ';': my ($id, $name, $latin, $area) = split(';', $data); # добавляем запись, указывая поля в порядке создания $table->set_record($recno, $id, $name, $latin, $area); $recno++; # и увеличиваем счетчик записей } close $text; # закрываем тестовый файл $table->close(); # и файл базы данных
Модуль XBase предоставляет все необходимые методы для работы с таблицами баз данных. Многие из них основаны на возможности произвольного доступа к любой записи DBF-файла по ее номеру. Например, таким образом можно прочитать, изменить или удалить запись по номеру $record_number:
# считать запись в хэш, с доступом к нему по ссылке: my $hash_ref = $table->get_record_as_hash($record_number); # изменить значение поля NAME на $table->update_record_hash($record_number, 'NAME' => $new); # пометить запись как логически удаленную $table->delete_record($record_number); # восстановить логически удаленную запись $table->undelete_record($record_number);
По поводу двух последних операций нужно сделать следующее пояснение. Дело в том, что записи в DBF-файле не удаляются физически, а только помечаются как удаленные. "Логически" удаленные записи игнорируются при обработке данных, но существуют в таблице "физически". Поэтому запись, помеченную как удаленная, можно восстановить для дальнейшей обработки. Один из способов прочитать записи таблицы - выбрать их во временный список записей, называемый курсором, откуда последовательно извлекать их в цикле. Это делается так:
my $cursor = $table->prepare_select("NAME", "LATIN", "AREA"); while (my @record = $cursor->fetch) { # прочитать запись print "@record\n"; # обработать запись }
В модуле XBase реализовано много других методов для работы с DBF-файлами и дополняющими их индексными файлами, которые предназначены для организации быстрого поиска записей в таблице.
Но разработчики программного обеспечения давно пришли к выводу, что вместо специфических форматов данных и операций по их обработке (без которых, конечно, иногда нельзя обойтись) гораздо перспективнее применять универсальные подходы, основанные на унифицированном доступе к базам данных на базе языка SQL.
Унификация доступа к реляционным базам данных основана на разделении программного механизма доступа на несколько логических слоев. Первый слой предоставляет программисту стандартный набор операций для подключения к источнику данных и обработки данных из этого источника с помощью запросов на языке SQL. Второй слой отвечает за взаимодействие с конкретными базами данных с учетом их особенностей. Взаимодействие с конкретным источником данных возлагается на драйвер базы данных, который выступает посредником между первым слоем механизма доступа и базой данных, скрывая от программиста технические детали взаимодействия и специфические особенности БД. Драйверы баз данных обычно разрабатывают производители СУБД для своих продуктов. На этих принципах многослойной архитектуры основаны такие широко известные универсальные интерфейсы к базам данных, как ODBC (Open DataBase Connectivity) и JDBC (Java DataBase Connectivity).
Аналогичную архитектуру имеет и DBI (DataBase Interface) - основной интерфейс для доступа к базам данных в Perl. Основным компонентом этого интерфейса является модуль DBI, предоставляющий унифицированные сервисы для взаимодействия с базами данных. Благодаря методам модуля DBI программист получает в свое распоряжение единый инструмент для работы с самыми разными базами данных: и теми, что находятся на этом же компьютере, и теми, что располагаются на удаленном сервере баз данных. Модуль DBI во время работы загружает нужные компоненты, модули драйверов конкретных баз данных (DataBase Driver, DBD), например: DBD::DB2, DBD::InterBase, DBD::mysql, DBD::Oracle, DBD::Sybase. Доступ к любой базе данных при помощи DBI выполняется в несколько этапов. Перечислим основные из них.
1Соединение с базой данных выполняется конструктором connect() класса DBI, которому передается строка с описанием источника данных, имя пользователя и пароль, а кроме того, дополнительные параметры:
$dbh = DBI->connect($data_source, $user, $password, \%parms);
В описании источника данных (data source) указывается драйвер базы данных и необходимые для его работы параметры. При успешном соединении c СУБД этот метод возвращает манипулятор базы данных (database handler), через который в дальнейшем выполняется взаимодействие с базой данных.
2Подготовка команды к базе данных выделяется в отдельный этап, поскольку это действие требует значительных ресурсов СУБД. Подготовка команды выполняется методом prepare() манипулятора базы данных, которому передается строка, содержащая команду языка запросов SQL:
$sth = $dbh->prepare($sql_statement);
В команде SQL могут присутствовать слоты (placeholders), в которые при выполнении команды будут подставлены конкретные значения данных. Эта схема похожа на подстановку значений в поледержатели формата отчета. Подготовленная команда доступна через манипулятор команды (statement handler), возвращаемый методом prepare(), и может выполняться многократно.
3Выполнение команды может производиться несколькими методами. Подготовленную ранее команду выполняет метод командного манипулятора execute(), которому могут передаваться значения для подстановки в выполняемое SQL-предложение:
$sth->execute(@bind_values); # выполнить со списком значений
Или же SQL-команду можно выполнить без предварительной подготовки методом do() манипулятора базы данных:
$dbh->do($sql_statement); # выполнить команду без подготовки
4Обработка полученных данных может выполняться одной из многочисленных команд, предоставляемых интерфейсом DBI.
5Отсоединение от базы данных выполняется методом disconnect() манипулятора базы данных, который производит необходимые завершающие действия и освобождает используемые ресурсы:
$dbh->disconnect; # отключиться от БД
Приведенная схема проста и логична, поэтому работа с базами данных через DBI быстро осваивается программистами. Но прежде чем перейти к примерам использования DBI, нужно сделать еще несколько пояснений.
В языке структурированных запросов SQL используется небольшой набор команд, но они позволяют выполнять все необходимые действия над информацией в базе данных. Основные команды SQL: создание базы данных (CREATE), добавление записей (INSERT), их изменение (UPDATE) и удаление (DELETE), а также выборка записей (SELECT) по указанному условию. Изучение языка SQL выходит за рамки этого курса, поэтому в примерах будут применяться только самые простые их формы, и смысл этих команд будет понятен из контекста.
Слоты для подстановки параметров в SQL-команду обозначаются знаками вопроса '?' и выглядят таким образом:
$sth = $dbh->prepare( 'SELECT name, area FROM mollusc WHERE id>? AND id<?');
При выполнении этой команды с параметрами 1000 и 9000 будут выбраны записи со значениями колонки id в заданном диапазоне. При подстановке значений аргументов в команду слоты заполняются слева направо:
$sth->execute(1000, 9000); # подставить числа вместо ?
После подстановки значений будет выполнена команда, означающая "выбрать значения столбцов name и area из таблицы mollusc у тех записей, где значение столбца id больше 1000 и меньше 9000":
SELECT name, area FROM mollusc WHERE id>1000 AND id<9000
Кроме средств выполнения SQL-команд механизм DBI предоставляет множество методов для выборки из базы данных информации в виде массивов или хэшей для более удобной обработки в программе на Perl. Более подробно с ними можно познакомиться, если почитать системную документацию, выведенную по команде
perldoc DBI
Покажем приемы работы с интерфейсом DBI на примере класса доступа к уже знакомым DBF-файлам - модуля DBD::XBase. Этот модуль нужно установить описанным ранее способом прежде, чем работать с базами данных в формате XBase. В первом примере программа создает таблицу базы данных SQL-командой CREATE:
use DBI; # использовать DBI my $path = '.'; # каталог, где расположены таблицы БД my $table = 'mollusc'; # DBF-файл # подсоединиться к БД, используя драйвер DBD::XBase my $dbh = DBI->connect("dbi:XBase:$path") or die $DBI::errstr; # создать таблицу определенной структуры $dbh->do("CREATE TABLE $table (id INT, name CHAR(35), latin CHAR(30), area CHAR(45))"); $dbh->disconnect; # отсоединиться от БД
Следующая программа в цикле заполняет созданную таблицу данными из текстового файла, добавляя в нее записи SQL-командой INSERT:
use DBI; # используем DBI my $path = '.'; # каталог с таблицами БД my $table = 'mollusc'; # DBF-файл # подключаемся к БД, используя драйвер DBD::XBase my $dbh = DBI->connect("dbi:XBase:$path") or die $DBI::errstr; # подготовим SQL-команду для многократного выполнения my $sth = $dbh->prepare("INSERT INTO $table (id, name, latin, area) VALUES (?, ?, ?, ?)") or die $dbh->errstr(); # в цикле читаем строки для загрузки в БД open my $text, '<', 'mollusc.txt' or die; # файл, откуда while (my $data = <$text>) { # читаем данные, chomp($data); # удаляя \n # и разбивая строку на поля по разделителю ';': my ($id, $name, $latin, $area) = split(';', $data); # добавляем запись, подставляя значения в команду $sth->execute($id, $name, $latin, $area) or die; } close $text; # закрываем тестовый файл $dbh->disconnect; # отсоединяемся от БД
Далее можно выполнять различные действия с данными в таблице, используя команды SQL, как это сделано в программе, где изменяются значения перечисленных колонок в записи с указанным идентификатором и удаляется запись по уникальному номеру:
use DBI; # использовать DBI my $path = '.'; # каталог, где расположены таблицы БД my $table = 'mollusc'; # DBF-файл # соединиться с БД, используя драйвер DBD::XBase my $dbh = DBI->connect("dbi:XBase:$path") or die $DBI::errstr; # изменить запись с указанным идентификатором, # заменяя значения перечисленных полей на новые $dbh->do("UPDATE $table SET name=?,area=? WHERE id=?", undef, 'Жемчужная пинктада', 'Австралия', 89147) or die; # удалить запись с идентификатором 93749 $dbh->do("DELETE FROM $table WHERE id=93749") or die; $dbh->disconnect; # отсоединиться от БД
Для выборки данных из таблицы используется SQL-команда SELECT, в которой можно указывать, данные из каких колонок записи нужно включить в выборку, а также по какому условию отбирать строки таблицы:
use DBI; # использовать DBI my $path = '.'; # каталог, где расположены таблицы БД my $table = 'mollusc'; # DBF-файл # соединиться с БД, используя драйвер DBD::XBase my $dbh = DBI->connect("dbi:XBase:$path") or die $DBI::errstr; # выбрать у всех строк таблицы указанные поля my $sth = $dbh->prepare("SELECT name,area FROM $table WHERE id>?") or die $dbh->errstr; $sth->execute(1000) or die $sth->errstr(); # выполнить команду while (my @row = $sth->fetchrow_array) { # и напечатать print "@row\n"; # выбранные строки } # в цикле по одной $dbh->disconnect; # отсоединиться от БД
Для отображения информации из базы данных можно разработать клиентское приложение с графическим интерфейсом, используя библиотеку Perl/Tk, как это показано на рис. 15.1.
Рис. 15.1. Клиентская программа на Perl/Tk для работы с базой данных
Интерфейс DBI привлекает программистов тем, что время и усилия, потраченные на его изучение, окупаются сторицей, поскольку, научившись работать с одной базой данных, можно применять эти знания при работе со всеми остальными, включая "тяжеловесные" СУБД, которые выполняются на специализированных серверах. Сервер баз данных обычно находится на выделенном компьютере, а взаимодействие с ним строится по технологии "клиент-сервер". Это означает, что сервер принимает запросы, поступающие от пользовательских программ, выполняет указанные в запросе действия по обработке информации в базе данных, а затем отправляет результат обработки клиенту. Для повышения производительности, распределения нагрузки и обеспечения непрерывности работы такие СУБД объединяются в кластеры серверов баз данных, которые могут состоять из большого числа мощных компьютеров. Для работы с конкретной системой управления базой данных потребуется установка драйвера для этой СУБД. В хранилище модулей CPAN найдутся драйверы для всех основных серверов баз данных: IBM DB2, MS SQL Server/Sybase, Oracle, PostgreSQL и многих других. Помимо высокой скорости обработки больших объемов данных, СУБД предоставляют программисту дополнительные возможности по обработке информации. Вот основные из них.
1Реализация языка манипулирования данными позволяет в запросе использовать объединения нескольких таблиц (JOIN), предусмотренные в стандарте языка SQL.
2В SQL-запросах можно использовать подзапросы для задания дополнительных условий выборки.
3Согласованность и непротиворечивость данных при изменении нескольких таблиц достигается при помощи использования механизма транзакций.
4Часто выполняемые действия над информацией в базе данных можно программировать на встроенном языке базы данных в виде хранимых процедур. Когда такие процедуры вызываются в SQL-команде, то они будут эффективно выполняться на сервере.
5Для реакции на события, возникающие при обработке информации в базе данных, можно использовать специальные хранимые процедуры - триггеры.
6Для быстрого поиска и выборки может применяться индексация данных.
7Доступ к информации в базе данных контролируется системой разграничения доступа СУБД на основе парольной защиты.
Взаимодействие с сервером баз данных с помощью DBI будет показано на примере работы со свободно распространяемой СУБД PostgreSQL Database Server, доступной для всех основных вычислительных платформ, включая Linux и MS Windows. Свежий дистрибутив PostgreSQL всегда можно загрузить с сайта www.postgres.org, а ее установка с помощью программы-мастера не вызовет трудностей даже у начинающего программиста. Далее нужно уже описанным способом установить драйвер DBD::Pg. Кстати, СУБД PostgreSQL демонстрирует еще одно применение языка Perl: она позволяет использовать Perl для программирования хранимых процедур наряду с SQL и рядом других языков.
После установки драйвера можно выполнить предыдущие примеры из этой лекции с использованием СУБД PostgreSQL, внеся в них минимальные изменения. В первую очередь изменятся параметры соединения с базой данных, где мы должны указать другой DBD-драйвер (Pg), имя сервера, имя базы данных, имя пользователя и пароль для доступа к СУБД:
my $host = 'localhost'; # имя сервера my $dbname = 'postgres'; # имя базы данных my $user_name = "postgres"; # имя пользователя my $password = "SECRET"; # пароль пользователя my $dbh = DBI->connect( "dbi:Pg:dbname=$dbname;host=$host", # источник данных $user_name, $password);
После этой модификации программа создания таблицы успешно отработает с СУБД PostgreSQL и создаст в указанной базе данных таблицу 'mollusc'. И другие примеры из этой лекции, использующие интерфейс DBI, также будут работать с PostgreSQL или другой СУБД, после того как их настроят на работу с новым источником данных. Конечно, если применять специфические SQL-команды и другие средства программирования, использующие особенности конкретного сервера баз данных, то адаптация программ для работы с другой СУБД потребует гораздо больше усилий.
С помощью DBI возможно работать не только с традиционными базами данных, но и с файлами в самых разных форматах, в чем можно убедиться, обратившись к хранилищу модулей CPAN. Например, существуют драйверы DBD для работы с электронными таблицами (DBD::Excel), поисковыми системами (DBD::Amazon, DBD::google), иерархическими каталогами LDAP (DBD::LDAP) и универсальными интерфейсами доступа к данным (DBD::ADO, DBD::JDBC, DBD::ODBC).
Часто для преобразования данных из одного формата в другой используется текстовый формат CSV (Сomma-Separated Values), в котором поля данных разделены запятыми, а в первой строке перечислены имена полей. Если установить драйвер DBD::CSV и несколько сопутствующих модулей (DBD::File, SQL::Statement и Text::CSV_XS), то с CSV-файлом можно работать как с таблицей базы данных, что часто бывает очень удобно.
Для преобразования данных также можно использовать модуль DBD::RAM, позволяющий создавать в оперативной памяти таблицы базы данных и импортировать в них информацию из различных источников данных, например: INI-файлы, файлы в формате XML, данные в формате CSV, записи с фиксированными полями и даже каталоги с MP3-композициями. Затем эти таблицы можно обрабатывать с помощью SQL-команд, после чего экспортировать в исходный или другой формат.
При разработке информационных систем средства доступа к базам данных составляют лишь один из уровней программного комплекса. Для работы с данными сложной структуры часто создают специальный класс, за объектным интерфейсом которого от пользователя скрываются конкретный формат хранения данных и возможные преобразования. Если потребуется перейти на хранение информации в другой базе данных, в этом классе изменится только реализация методов доступа к данным, а использующие этот класс программы останутся неизменными. Подобные приемы повышают гибкость программной системы и облегчают ее модификацию.
Работа с базами данных - это будничный труд большинства программистов. Язык Perl помогает им в этом, предоставляя удобные средства доступа ко всем распространенным СУБД, настольным базам данных и многим экзотическим источникам данных.
Лекция 16. Взаимодействие процессов
В этой лекции обсуждаются вопросы выполнения программ в многозадачной среде: пользовательские программы запускают на выполнение внешние программы, программы могут порождать параллельно выполняемые процессы, в рамках выполняемой программы может быть запущено несколько потоков управления. Все эти модели программирования поддерживаются языком Perl и будут рассмотрены в этой лекции.
Цель лекции: познакомиться со средствами языка Perl, связанными с межпроцессным взаимодействием, и научиться применять их при разработке собственных программ на языке Perl, выбирая наиболее подходящую из моделей параллельного программирования.
Современные операционные системы в том или ином виде поддерживают многозадачность (multitasking) даже на однопроцессорных компьютерах, не говоря уже о многопроцессорных системах. Операционная система (ОС) производит запуск системных и пользовательских программ в виде независимых процессов (process), выделяя для каждого из них отдельный участок оперативной памяти и другие ресурсы. Каждый процесс нумеруется своим уникальным числовым идентификатором процесса (Рrocess Identifier, PID). Специальные модули ядра операционной системы организуют переключение процессора на обслуживание выполняющихся программ, оптимизируя распределение между ними процессорного времени. При этом работающие процессы могут инициировать выполнение других процессов, порождать зависимые подпроцессы (subprocess) в отдельной области памяти или запускать подпроцессы в области памяти основного процесса. Примерами программ, основанных на использовании подпроцессов, могут служить различные серверные программы: почтовые и web-серверы, серверы приложений и баз данных.
Во время выполнения процессы могут взаимодействовать между собой различными способами. Они могут иметь доступ к разделяемой области памяти, организовывать программные каналы (pipe), посылать друг другу сигналы (signal), обмениваться данными через сокеты, совместно использовать файлы и применять другие средства межпроцессного взаимодействия (Inter-Process Communication, IPC). При этом часто один процесс ожидает окончания выполнения каких-либо действий в другом процессе: про такую ситуацию говорят, что процессы выполняются синхронно (synchronous), то есть согласованно. В других случаях требуется, чтобы процессы выполнялись асинхронно (asynchronous), то есть одновременно и независимо друг от друга. В определенный момент процесс может перейти от асинхронного выполнения к синхронному, то есть перейти в ожидание для синхронизации с другим процессом.
Реализация этих механизмов сильно зависит от конкретной операционной системы, поэтому некоторые стандартные средства языка Perl, связанные с управлением процессами, ориентированы на работу в определенном операционном окружении. Кроме того, имеются специализированные Perl-модули для работы с процессами в операционных системах, соответствующих стандарту POSIX, или в ОС MS Windows. Конечно, в этой лекции нам удастся обсудить только основные средства языка Perl, касающиеся обширной темы межпроцессного взаимодействия. Приводимые примеры намеренно сделаны максимально простыми, чтобы продемонстрировать основные подходы к управлению процессами, избегая особенностей, которыми изобилует многозадачное программирование.
В Perl имеется операция выполнения программы, которая обозначается обратными апострофами (backticks) или синонимом - конструкцией qx(), упоминавшейся в лекции 7. Она предназначена для получения результатов выполнения внешней программы. Эта операция пытается выполнить любую внешнюю программу, ожидает окончания ее работы и возвращает то, что программа выводит в свой поток стандартного вывода. Например, так в операционных системах Linux или MS Windows можно выполнить команду dir, выводящую список файлов в текущем каталоге:
my $file_list = `dir`; # в скалярном контексте my @file_list = qx(dir); # в списочном контексте
В зависимости от того, в каком контексте - скалярном или списочном - употребляется операция выполнения программы, результат работы внешней программы рассматривается как одна строка или как список строк.
Выполнить внешнюю программу можно также с помощью функции system, которая организует синхронный запуск программы и возвращает код завершения. Код завершения 0 означает, что команда была выполнена успешно. Приведем пример ее использования в программе, архивирующей файлы с суффиксом .pl в текущем каталоге:
use English; # использовать длинные имена спец. переменных # в ОС MS Windows архивируем файлы с помощью pkzip if ($OSNAME =~ m/win/i) { system "pkzip", "-a", "pearls.zip", "*.pl"; # в ОС GNU/Linux архивируем файлы с помощью tar и gzip } elsif ($OSNAME =~ m/linux/i) { system "tar -cv *.pl | gzip > pearls.tar.gz"; }
При вызове с одним строковым аргументом функция system() использует для запуска командный интерпретатор операционной системы так же, как функции exec(), open() и операция qx(). При передаче ей нескольких аргументов она запускает внешнюю программу с помощью системного вызова (обращения к операционной системе). Чтобы обеспечить успешный поиск запускаемой программы, можно добавить каталог, где находится программа, в список путей поиска. Например, таким образом: