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在Linux系統(tǒng)中，使用管道技術(shù)可以將多個(gè)命令串聯(lián)在一起，從而實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的操作。在數(shù)據(jù)處理方面，利用管道技術(shù)也能夠方便地讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。本文將介紹如何使用Linux管道技術(shù)，輕松讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。
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一、安裝MySQL客戶端
需要在Linux系統(tǒng)上安裝MySQL客戶端。在Debian/Ubuntu系統(tǒng)上，可以使用以下命令進(jìn)行安裝：
“`
sudo apt-get install mysql-client
“`
在CentOS/RHEL系統(tǒng)上，可以使用以下命令進(jìn)行安裝：
“`
sudo yum install mysql
“`
安裝完成后，可以通過以下命令測(cè)試連接數(shù)據(jù)庫：
“`
mysql -h 主機(jī)地址 -P 端口號(hào) -u 用戶名 -p
“`
二、使用Linux管道讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)
1.輸出數(shù)據(jù)庫所有表名
我們可以使用以下命令輸出數(shù)據(jù)庫中所有表的名稱：
“`
mysql -h 主機(jī)地址 -P 端口號(hào) -u 用戶名 -p 數(shù)據(jù)庫名 -e “show tables;”
“`
該命令將輸出數(shù)據(jù)庫中所有表的名稱。
2.輸出數(shù)據(jù)表所有記錄
接著，我們可以使用以下命令輸出指定數(shù)據(jù)表的所有記錄：
“`
mysql -h 主機(jī)地址 -P 端口號(hào) -u 用戶名 -p 數(shù)據(jù)庫名 -e “select * from 數(shù)據(jù)表名;”
“`
該命令將輸出指定數(shù)據(jù)表的所有記錄。
3.輸出數(shù)據(jù)表指定字段記錄
如果只需要輸出數(shù)據(jù)表中指定字段的記錄，可以使用以下命令：
“`
mysql -h 主機(jī)地址 -P 端口號(hào) -u 用戶名 -p 數(shù)據(jù)庫名 -e “select 字段1,字段2 from 數(shù)據(jù)表名;”
“`
該命令將只輸出指定字段的記錄。
4.將輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦艿?/p>
通過上述命令，我們已經(jīng)能夠從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)。接下來，我們可以將輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦艿乐羞M(jìn)行進(jìn)一步處理。例如，可以使用以下命令將輸出數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)傳輸?shù)絞rep命令中：
“`
mysql -h 主機(jī)地址 -P 端口號(hào) -u 用戶名 -p 數(shù)據(jù)庫名 -e “select * from 數(shù)據(jù)表名;” | grep “關(guān)鍵字”
“`
該命令將輸出包含指定關(guān)鍵字的記錄。
5.使用awk命令處理輸出數(shù)據(jù)
除了使用grep命令進(jìn)行過濾外，還可以使用awk命令對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。例如，可以使用以下命令將輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)絘wk命令中，篩選指定字段的記錄：
“`
mysql -h 主機(jī)地址 -P 端口號(hào) -u 用戶名 -p 數(shù)據(jù)庫名 -e “select 字段1,字段2 from 數(shù)據(jù)表名;” | awk ‘{print $1,$2}’
“`
該命令將輸出指定字段的記錄。
6.使用sed命令處理輸出數(shù)據(jù)
除了使用awk命令外，還可以使用sed命令對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。例如，可以使用以下命令將輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)絪ed命令中，將指定字段用”:”分隔：
“`
mysql -h 主機(jī)地址 -P 端口號(hào) -u 用戶名 -p 數(shù)據(jù)庫名 -e “select 字段1,字段2 from 數(shù)據(jù)表名;” | sed ‘s/\t/:/g’
“`
該命令將指定字段用”:”分隔。
三、
Linux管道技術(shù)為數(shù)據(jù)處理提供了方便、高效的方式，可以快速、輕松地讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。通過上述命令的組合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的過濾、篩選、轉(zhuǎn)換等操作，為數(shù)據(jù)處理帶來更多的可能性。
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管道創(chuàng)建的時(shí)候讀端和寫端就已經(jīng)打開了，不需要再次打開。
fork()之后就變成兩個(gè)進(jìn)程了，子進(jìn)程會(huì)繼承父進(jìn)程調(diào)用fork()之前打開的所有文件描述符（管道也是文件，一種特殊的文件）。
在進(jìn)程控制塊中有一個(gè)數(shù)組標(biāo)識(shí)了所有該進(jìn)程已打開的文件，而文畢粗件描述符實(shí)際高渣上就是這個(gè)數(shù)組的下標(biāo)。
但是，戚數(shù)悄一定要記得這是兩個(gè)進(jìn)程，也就是說現(xiàn)在有兩個(gè)進(jìn)程都打開了這個(gè)管道。在一個(gè)進(jìn)程中關(guān)閉它的讀端或者寫端并不會(huì)影響另一個(gè)進(jìn)程中該管道的狀態(tài)。對(duì)這個(gè)示例程序來說就是：在父進(jìn)程中關(guān)閉讀端，但是在子進(jìn)程中讀端還是打開的。同理，在子進(jìn)程中關(guān)閉寫端也并不會(huì)影響父進(jìn)程，在父進(jìn)程中寫端仍然是打開的。
fork()之后兩個(gè)進(jìn)程都有可能得到調(diào)度運(yùn)行，至于誰先得到調(diào)度誰后得到調(diào)度則是不確定的，每次的結(jié)果可能都不一樣（即使在子進(jìn)程中調(diào)用了sleep函數(shù)也不一定能保證父進(jìn)程先得到調(diào)度）。管道是同步的進(jìn)程間通信方式，也就是說寫端調(diào)用write往管道中寫入消息的時(shí)候進(jìn)程會(huì)被阻塞在write函數(shù)上，只有當(dāng)讀進(jìn)程把管道中的消息取走之后才會(huì)返回（嚴(yán)格來說是進(jìn)入就緒狀態(tài)）。
關(guān)于linux api你可以看看我在百度知道上共享的《Linux內(nèi)核源代碼情景分析》，里面有詳細(xì)的描述。 建議多看看進(jìn)程管理和進(jìn)程間通信那兩章，了解進(jìn)程的四要素和同步/異步的區(qū)別。
Handler消息機(jī)制（一）：Linux的epoll機(jī)制
在linux 沒有實(shí)現(xiàn)epoll事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制之前，我們一般選擇用select或者poll等IO多路復(fù)用的方法來實(shí)現(xiàn)并發(fā)服務(wù)程序。在linux新的內(nèi)核中，有了一種替換它的機(jī)制，就是epoll。
相比select模型，
poll使用鏈表保存文件描述符，因此沒有了監(jiān)視文件數(shù)量的限制
，但其他三個(gè)缺點(diǎn)依然存在。
假設(shè)我們的服務(wù)器需要支持100萬的并發(fā)連接，則在__FD_SETSIZE 為1024的情況下，則我們至少需要開辟1k個(gè)進(jìn)程才能實(shí)現(xiàn)100萬的并發(fā)連接。除了進(jìn)程間上下文切換的時(shí)間消耗外，從內(nèi)核/用戶空間大量的無腦內(nèi)存拷貝、數(shù)組輪詢等，是系統(tǒng)難以承受的。因此，基于select模型的服務(wù)器程序，要達(dá)到10萬級(jí)別的并發(fā)訪問，是一個(gè)很難完成的任務(wù)。
由于epoll的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與select/poll機(jī)制完全不同，上面所說的 select的缺點(diǎn)在epoll上不復(fù)存在。
設(shè)想一下如下場(chǎng)景：有100萬個(gè)客戶端同時(shí)與一個(gè)服務(wù)器進(jìn)程保持著TCP連接。而每一時(shí)刻，通常只有幾百上千個(gè)TCP連接是活躍的(事實(shí)上大部分場(chǎng)景都是這種情況)。如何實(shí)現(xiàn)這樣的高并發(fā)？
在select/poll時(shí)代，服務(wù)器進(jìn)程每次都把這100萬個(gè)連接告訴操作系統(tǒng)(從用戶態(tài)復(fù)制句柄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到內(nèi)核態(tài))，讓操作系統(tǒng)內(nèi)核去查詢這些套接字上是否有事件發(fā)生，輪詢完后，再將句柄數(shù)據(jù)復(fù)制到用戶態(tài)，讓服務(wù)器應(yīng)用程序輪詢處理已發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件，這一過程資源消耗較大，因此，select/poll一般只能處理幾千的并發(fā)連接。
epoll的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)與select完全不同。epoll通過在Linux內(nèi)核中申請(qǐng)一個(gè)簡(jiǎn)易的文件系統(tǒng)(文件系統(tǒng)一般用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)？B+樹)。把原先的select/poll調(diào)用分成了3個(gè)部分：
1）調(diào)用epoll_create()建立一個(gè)epoll對(duì)象(在epoll文件系統(tǒng)中為這個(gè)句柄對(duì)象分配資源)
2）調(diào)用epoll_ctl向epoll對(duì)象中添加這100萬個(gè)連接的套接字
3）調(diào)用epoll_wait收集發(fā)生的事件的連接
如此一來，要實(shí)現(xiàn)上面說是的場(chǎng)景，只需要在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)建立一個(gè)epoll對(duì)象，然后在需要的時(shí)候向這個(gè)epoll對(duì)象中添加或者刪除連接。同時(shí)，epoll_wait的效率也非常高，因?yàn)檎{(diào)用epoll_wait時(shí)，并沒有一股腦的向操作系統(tǒng)復(fù)制這100萬個(gè)連接的句柄數(shù)據(jù)，內(nèi)核也不需要去遍歷全部的連接。
當(dāng)某一進(jìn)程調(diào)用epoll_create方法時(shí)，Linux內(nèi)核會(huì)創(chuàng)建一個(gè)eventpoll結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體中有兩個(gè)成員與epoll的使用方式密切相關(guān)。eventpoll結(jié)構(gòu)體如下所示：
每一個(gè)epoll對(duì)象都有一個(gè)獨(dú)立的eventpoll結(jié)構(gòu)體，用于存放通過epoll_ctl方法向epoll對(duì)象中添加進(jìn)來的事件。這些事件都會(huì)掛載在紅黑樹中，如此，重復(fù)添加的事件就可以通過紅黑樹而高效的識(shí)別出來(紅黑樹的插入時(shí)間效率是lgn，其中n為樹的高度)。
而所有
添加到epoll中的事件都會(huì)與設(shè)備(網(wǎng)卡)驅(qū)動(dòng)程序建立回調(diào)關(guān)系，也就是說，當(dāng)相應(yīng)的事件發(fā)生時(shí)會(huì)調(diào)用這個(gè)回調(diào)方法
。這個(gè)回調(diào)方法在內(nèi)核中叫ep_poll_callback,它會(huì)將發(fā)生的事件添加到rdlist雙鏈表中。
在epoll中，對(duì)于每一個(gè)事件，都會(huì)建立一個(gè)epitem結(jié)構(gòu)體，如下所示：
當(dāng)調(diào)用epoll_wait檢查是否有事件發(fā)生時(shí)，只需要檢查eventpoll對(duì)象中的rdlist雙鏈表中是否有epitem元素即可。如果rdlist不為空，則把發(fā)生的事件復(fù)制到用戶態(tài)，同時(shí)將事件數(shù)量返回給用戶。
epoll結(jié)構(gòu)示意圖
通過紅黑樹和雙鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合回調(diào)機(jī)制，造就了epoll的高效。
events可以是以下幾個(gè)宏的：
EPOLLIN：觸發(fā)該事件，表示對(duì)應(yīng)的文件描述符上有可讀數(shù)據(jù)。(包括對(duì)端SOCKET正常關(guān)閉)；
EPOLLOUT：觸發(fā)該事件，表示對(duì)應(yīng)的文件描述符上可以寫數(shù)據(jù)；
EPOLLPRI：表示對(duì)應(yīng)的文件描述符有緊急的數(shù)據(jù)可讀（這里應(yīng)該表示有帶外數(shù)據(jù)到來）；
EPOLLERR：表示對(duì)應(yīng)的文件描述符發(fā)生錯(cuò)誤；
EPOLLHUP： 表示對(duì)應(yīng)的文件描述符被掛斷；
EPOLLET：將EPOLL設(shè)為邊緣觸發(fā)(EdgeTriggered)模式，這是相對(duì)于水平觸發(fā)(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT： 只監(jiān)聽一次事件，當(dāng)監(jiān)聽完這次事件之后，如果還需要繼續(xù)監(jiān)聽這個(gè)socket的話，需要再次把這個(gè)socket加入到EPOLL隊(duì)列里。
示例：
ET(EdgeTriggered)
:高速工作模式，只支持no_block(非阻塞模式)。在此模式下，當(dāng)描述符從未就緒變?yōu)榫途w時(shí)，內(nèi)核通過epoll告知。然后它會(huì)假設(shè)用戶知道文件描述符已經(jīng)就緒，并且不會(huì)再為那個(gè)文件描述符發(fā)送更多的就緒通知，直到某些操作導(dǎo)致那個(gè)文件描述符不再為就緒狀態(tài)了。(觸發(fā)模式只在數(shù)據(jù)就緒時(shí)通知一次，若數(shù)據(jù)沒有讀完，下一次不會(huì)通知，直到有新的就緒數(shù)據(jù))
LT(LevelTriggered)
:缺省工作方式，支持blocksocket和no_blocksocket。在LT模式下內(nèi)核會(huì)告知一個(gè)文件描述符是否就緒了，然后可以對(duì)這個(gè)就緒的fd進(jìn)行IO操作。如果不作任何操作，內(nèi)核還是會(huì)繼續(xù)通知！若數(shù)據(jù)沒有讀完，內(nèi)核也會(huì)繼續(xù)通知，直至設(shè)備數(shù)據(jù)為空為止！
1.我們已經(jīng)把一個(gè)用來從管道中讀取數(shù)據(jù)的文件句柄(RFD)添加到epoll描述符
\2. 這個(gè)時(shí)候從管道的另一端被寫入了2KB的數(shù)據(jù)
\3. 調(diào)用epoll_wait(2)，并且它會(huì)返回RFD，說明它已經(jīng)準(zhǔn)備好讀取操作
\4. 然后我們讀取了1KB的數(shù)據(jù)
\5. 調(diào)用epoll_wait(2)……
ET工作模式：
如果我們?cè)诘?步將RFD添加到epoll描述符的時(shí)候使用了EPOLLET標(biāo)志，在第2步執(zhí)行了一個(gè)寫操作，第三步epoll_wait會(huì)返回同時(shí)通知的事件會(huì)銷毀。因?yàn)榈?步的讀取操作沒有讀空文件輸入緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，因此我們?cè)诘?步調(diào)用epoll_wait(2)完成后，是否掛起是不確定的。epoll工作在ET模式的時(shí)候，必須使用非阻塞套接口，以避免由于一個(gè)文件句柄的阻塞讀/阻塞寫操作把處理多個(gè)文件描述符的任務(wù)餓死。
只有當(dāng)read(2)或者write(2)返回EAGAIN時(shí)(認(rèn)為讀完)才需要掛起，等待。但這并不是說每次read()時(shí)都需要循環(huán)讀，直到讀到產(chǎn)生一個(gè)EAGAIN才認(rèn)為此次事件處理完成，當(dāng)read()返回的讀到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于請(qǐng)求的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度時(shí)(即小于sizeof(buf))，就可以確定此時(shí)緩沖中已沒有數(shù)據(jù)了，也就可以認(rèn)為此事讀事件已處理完成。
LT工作模式：
LT方式調(diào)用epoll接口的時(shí)候，它就相當(dāng)于一個(gè)速度比較快的poll(2)，并且無論后面的數(shù)據(jù)是否被使用，因此他們具有同樣的職能。
當(dāng)調(diào)用 epoll_wait檢查是否有發(fā)生事件的連接時(shí)，只是檢查 eventpoll對(duì)象中的 rdllist雙向鏈表是否有 epitem元素而已，如果 rdllist鏈表不為空，則把這里的事件復(fù)制到用戶態(tài)內(nèi)存中，同時(shí)將事件數(shù)量返回給用戶。因此，epoll_wait的效率非常高。epoll_ctl在向 epoll對(duì)象中添加、修改、刪除事件時(shí)，從 rbr紅黑樹中查找事件也非?？欤簿褪钦f，epoll是非常高效的，它可以輕易地處理百萬級(jí)別的并發(fā)連接。
1.減少用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)之間的文件句柄拷貝；
2.減少對(duì)可讀可寫文件句柄的遍歷。
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