Perl多进程技术在自动化测试脚本中用法指导-perl 多进程

Perl多进程的用户接口是 fork() 函数以及对系统 fork 函数封装的一些 module，本文向大家介绍一下应用Perl多进程技术到自动化测试脚本，首先我们来看一下Perl多进程的概念。

Perl多进程

Perl 语言是一种非常强大的脚本语言，其广泛应用于系统维护，CGI（Common Gateway Interface）编程，数据库编程和自动化测试中。
多任务和并发处理一度被看作是判定优异操作系统的一个特性；同样任何优秀从而流行的编程语言都会有并发的应用，而且都有各自的实现方法。Perl 最开始在并发方面的应用就是Perl多进程。

Perl多进程的用户接口是 fork() 函数以及对系统 fork 函数封装的一些 module。我们在使用 Perl 语言编程时，如果一个任务的某一个段可以或者需要并发很多执行，那么我们就会使用 Perl 的Perl多进程编程，例如同时向数据库递交多个记录的查询，同时完成多个系统信息的收集等等。
Perl 的Perl多进程是这样实现的：主进程每 fork 一个子进程，会把当前（主进程的）内存空间的所有变量都复制一份传到新的进程里面，达到数据共享的目的。此外，主进程和子进程可以通过信号、管道等来通信。

在处理并发的方案中，Perl多进程依靠内存空间独享提供了优秀的容错性和健壮性。一个Perl多进程的系统不会由于其中一个进程的状态不良而崩溃，每个进程都相对独立地运作，很少会相互影响。
内存空间独享也造就了Perl多进程不可避免的劣势：资源负荷以及通信复杂，对于 Perl 来说，每个子进程都可以看作主进程的拷贝，这多少有些内存浪费，而且主进程的关键变量如果是“浅复制”到子进程的话，将会带来一些意想不到的错误。另外，进程的创建和回收会带来许多额外的负载，因此应当尽量避免频繁地创建进程。

Perl多进程之间的通信方式有 socket，管道，信号量等。在 Linux 平台上，对于进程间大量信息的交互情况，最常用的是文件；这在用户空间进程和系统内核空间进程之间的通信中的最为常用。在谈起 Perl Perl多进程的时候，不可避免的要说说它与 Perl 多线程的关系。

应用Perl多进程技术到自动化测试脚本

在自动化测试中，利用RationalBuildForge作为测试管理和监控工具，90%以上的测试脚本都采用Perl脚本。采用了模块化编程，并大量使用CPAN提供的module。由于很多module都不是线程安全的，同时为了提高脚本开发效率，也会在一个脚本中直接调用另外一个脚本，所以选择在自动化测试框架中应用Perl多进程。

自动化测试脚本使用Perl多进程大致分为两种情况。一种是Testconsole需要同时操作十几个设备，例如用于主机和存储互连的光纤交换机，用于光纤物理层断开测试的交换机APCON等。这类测试的特点是需要同时操作10几个或者20几个的测试对象，对它们的操作是配置操作，而且配置脚本都会成功，主进程只需要所有子进程执行完毕就认为所有子任务已经完成，然后可以进行后续的操作。因此采用一种较为简单的Perl多进程编程方式。下面是针对这种情况的Perl多进程处理的代码示例。

清单1.Perl多进程处理的代码

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;}  
}

以上的代码采用Perl多进程方式同时处理了对3个测试设备的配置操作，然后主进程等待所有配置操作完成，再进行后续的测试。

另外一种情况较为复杂，就是经常需要针对数百个主机和存储进行配置、状态查询等，而且配置结果和查询状态需要返回主进程处理，然后根据结果数据再决定如何继续。对于这种情况，主进程需要生成数百个子进程，而且每个子进程都有大量的信息返回给主进程来处理。这样处理数百个子进程的生成：由于Perl多进程方式占用系统资源较多，因此设定一个允许主进程同时运行的最多子进程数目，然后在有子进程结束时，主进程再生成新的子进程至所有的子任务完成。这样处理主进程和子进程的通信和信息交互：由于测试Perl脚本运行平台为Linux，它是带有BSD风格的POSIX兼容的系统，会提供可靠的信号，所以仍然使用系统提供信号的来获取子进程结束的消息；对于子进程的返回信息，采用为每个子进程产生一个临时文件用于存储返回的所有信息，最后主进程来处理这些文件从而获取每个子任务的结果信息。如下是为这种情况设计的Perl多进程处理方式的软件流图。

图3.软件流图

下面以登录每个主机检查运行状态的例子给出Perl多进程处理数百个子任务的代码。

清单2.Perl多进程处理数百个子任务

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();

小结

根据常见的设备系统测试自动化平台的特点和要求，把Perl的Perl多进程技术应用到了测试脚本中，极大地提高了测试效率。

Perl多进程已经很长的发展历史，而且应用广泛，技术成熟。Perl多进程在健壮性和容错性方面表现更好，每个进程都拥有独立的内存空间，并行的几个进程一般来说不会相互干扰；当然，相应的，Perl多进程的系统开销也比较大，而且进程间通信也变得复杂一些。妥善地处理Perl多进程生成和进程间的通信，会很好地改善自动化测试的运行效率以及稳定性。

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