shell脚本多线程，实现起来有点难理解，因为它借助了命名管道实现。所谓多线程就是原本由一个进程完成的事情现在由多个线程去完成。假如一个进程需要10小时完成的事情，现在分配10个线程，给他们分工，然后同时去做这件事情，最终可能就需要1小时。
本案例具体需求如下：
1）公司的业务量比较大，有100个数据库需要全量备份，而每个数据库的数据量高达几十GB，（注意，每一个库都为一个独立的实例，即有着独立的IP:port）。
2）预估每一个库的备份时间在30分钟左右。
3）要求在5小时内备份完成。
提示：要想在5小时内完成100个数据库的备份，需要使用shell脚本的多线程功能，一次性开10个线程同时并发备份10个数据库。
知识点一：使用xtrabackup备份MySQL数据库
mysqldump对于导出几个G的数据库或几个表，还是不错的。一旦数据量达到几十上百G，无论是对原库的压力还是导出的性能，mysqldump就不太行了。Percona-Xtrabackup备份工具，实现MySQL在线热备工作的不二选择，可进行全量，增量，单表备份和还原。
xtrabackup命令只支持InnoDB和XtraDB存储引擎的数据库非阻塞地备份，而innobackupex通过Perl封装了一层xtrabackup，对Myisam的备份通过加表读锁的方式实现。
在CentOS7上这样安装Percona-Xtrabackup：
# rpm -ivh https://www.percona.com/downloads/percona-release/redhat/0.1-3/percona-release-0.1-3.noarch.rpm //安装yum源 # yum install -y percona-xtrabackup-24 //yum安装2.4版本
用xtrabackup做全量备份的命令是：
# innobackupex --default-file=/etc/my.cnf --host=10.100.100.100 --port=3333 --user=bakuser --password=your_pass /data/backup/mysql
说明：在执行该备份操作之前，需要先创建一个用户bakuser（用户名自定义），并授予reload，lock tables，replication client，process，super等权限。备份数据将会放到/data/backup/mysql目录里面，自动生成一个以当前日期、时间为名字的目录，例如2019-08-10_09_56_12。
知识点二：文件描述符
文件描述符（缩写fd）在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。每一个Unix进程，都会拥有三个标准的文件描述符，来对应三种不同的流：
文件描述符 名称 0 标准输入 1 标准正确输出 2 标准错误输出
除了上面三个标准的描述符外，还可以在进程中去自定义其他的数字作为文件描述符。每一个文件描述符会对应打开一个文件，同时，不同的文件描述符也可以对应同一个打开文件；同一个文件可以被不同的进程打开，也可以被同一个进程多次打开。
写一个测试脚本，/tmp/test.sh，内容：
#!/bin/bash echo "该进程的pid为$$" exec 1>/tmp/test.log 2>&1 ls -l /proc/$$/fd/
执行该脚本，然后查看/tmp/test.log
# cat test.log 总用量 0 lrwx------. 1 root root 64 8月 10 10:24 0 -> /dev/pts/1 l-wx------. 1 root root 64 8月 10 10:24 1 -> /tmp/test.log l-wx------. 1 root root 64 8月 10 10:24 2 -> /tmp/test.log lr-x------. 1 root root 64 8月 10 10:24 255 -> /tmp/test.sh
说明：exec将脚本后续指令的正确和错误输出重定向到了/tmp/test.log，所以查看该文件时就会看到上述内容。关于exec命令，再看一个直观的例子：
[root@wbs 12.sh]# exec > /tmp/test [root@wbs 12.sh]# echo "123123" [root@wbs 12.sh]# echo $PWD [root@wbs 12.sh]# lalala -bash: lalala: 未找到命令 [root@wbs 12.sh]# exec > /dev/tty [root@wbs 12.sh]# cat /tmp/test 123123 /root/20shell/12.sh
说明：通过上面的例子，可以发现，当执行exec后，其后面的命令的标准正确输出全部写入到了/tmp/test文件中，而错误的还是在当前终端上显示，要想退出这个设置，需要重新定义exec的标准输出为/dev/tty。
知识点三：命令管道
前面在shell脚本中多次用过管道符号“|”，这个叫做匿名管道，而这里提到的管道叫命名管道，功能和匿名管道基本上是一样的。
命名管道，英文名First In First Out，简称FIFO。命名管道特点：
1）在文件系统中，FIFO拥有名称，并且是以设备特殊文件的形式存在的；
2）任何进程都可以通过FIFO共享数据；
3）除非FIFO两端同时有读和写的进程，否则FIFO的数据流通将会阻塞；
4）匿名管道是由shell自动创建的，存在于内核中，而FIFO则是由程序创建的（比如mkfifo命令），存在于文件系统中；
5）匿名管道是单向的字节流，而FIFO是双向的字节流。
用mkfifo命令创建一个命名管道：
# screen # mkfifo 123.fifo # echo "121212" > 123.fifo //此时被阻塞，因为我们只是在管道里写入了内容，并没有其他进程读这个内容。 ctrl+a d //退出该screen # cat 123.fifo //此时可以看到121212内容，然后再进入screen去看刚才的echo那条命令已经结束了。
可以把命名管道和文件描述符结合起来：
[root@wbs ~]# mkfifo test.fifo [root@wbs ~]# exec 100<>test.fifo //这样可以把fd100的读和写全部指定到test.fifo中 [root@wbs ~]# ls -l /dev/fd/100 //可以看到fd100已经指向到了/root/test.fifo lrwx------. 1 root root 64 8月 10 11:41 /dev/fd/100 -> /root/test.fifo
知识点四：read命令
在shell脚本中，read命令使用还是比较多的，最典型的用法是，和用户交互，如下：
# read -p "Please input a number:" n Please input a number:3 # echo $n 3
如果不使用-p选项，也可以这样使用：
# read name 1234 # echo $name 1234
read的-u选项后面可以跟fd，如下：
# read -u 10 a //这样会把fd 10里面的字符串赋值给a
注意，这里的fd 10就是前面定义的test.fifo，如果你的fd 10里还没有任何的内容写入，那么你执行上面这条命令会卡着不动。因为fd 10是一个命名管道文件，只有写入了东西，read才会读到，否则就一直卡着，等待写入内容。当然，这个命名管道文件可以写入多行，先储存起来，然后等着read去读。
# echo "123" >& 10 # echo "456" >& 10 //连续在fd10中写入两次内容 # read -u 10 a //第一次读取fd10里的第一行 # echo $a 123 # read -u 10 a //第二次读取fd10里的第二行 # echo $a 456
知识点五：wait命令
wait命令：等待的意思，即等待那些在没有完成的任务（主要是后台的任务），直到所有任务完成后，才会继续执行wait以后的指令，常用于shell脚本中。以下是关于wait指令的示例：
# sleep 5 & # wait //此时会卡死不动，直到上面的后台指令执行完，才会有反应。
知识点六：结合命名管道和read实现多线程
命名管道有两个很明显的特点：
1）先进先出，比如上例中我们给fd10写入了两行内容，则第一次read第一行，第二次read第二行。
2）有内容read则执行，没有则阻塞，例如上例中，read完两次后，如果你再执行一次read，则它会一直卡着，直到我们再次写入新的内容它才会read到。
利用这两个特点，就可以实现shell的多线程了，先看个例子：
#!/bin/bash
#创建命名管道123.fifo文件
mkfifo 123.fifo
#将命名管道123.fifo和文件描述符1000绑定，即fd1000的输入输出都是在123.fifo中
exec 1000<>123.fifo
#连续向fd1000中写入两次空行
echo >&1000
echo >&1000
#循环10次
for i in `seq 1 10`
do
#每循环一次，读一次fd1000中的内容，即空行，只有读到空行了，才会执行{ }内的指令
#每次循环都需要打印当前的时间，休眠1秒，然后再次向fd1000中写入空行，这样后续的read就有内容了
#read指令不仅可以赋值，也可以跟一个函数，用{ }括起来，函数中是多条指令
read -u1000
{
date +%T
echo $i
sleep 1
echo >&1000
} & //丢到后台去，这样10次很快就循环完，只不过这些任务是在后台跑着。由于我们一开始就向fd1000里写入了两个空行，所以read会一次性读到两行。
done
#等待所有后台任务执行完成
wait
#删除fd1000
exec 1000>&-
#删除命名管道
rm -f 123.fifo
执行结果：
08:54:11 1 08:54:11 2 08:54:12 3 08:54:12 4 08:54:13 5 08:54:13 6 08:54:14 08:54:14 7 8 08:54:15 9 08:54:15 10
可以看到，原本需要10秒完成的事情，现在5秒就完成了，这说明并发量为2，即两个线程同时执行任务，要想5个线程，那么在一开始的时候，直接向fd1000写入5个空行即可。
本案例参考脚本
#!/bin/bash
#多线程备份数据库
#作者：
#日期：
#版本：v1.0
##假设100个库的库名、host、port以及配置文件路径存到了一个文件里，文件名字为/tmp/databases.list
##格式：db1 10.10.10.2 3308 /data/mysql/db1/my.cnf
##备份数据库使用xtrabackup（由于涉及到myisam，命令为inoobackupex）
exec &> /tmp/mysql_bak.log
if ! which innobackupex &>/dev/nll
then
echo "安装xtrabackup工具"
rpm -ivh http://www.percona.com/downloads/percona-release/redhat/0.1-3/percona-release-0.1-3.noarch.rpm && \
yum install -y percona-xtrabackup-24
if [ $? -ne 0 ]
then
echo "安装xtrabackup工具出错，请检查。"
exit 1
fi
fi
bakdir=/data/backup/mysql
bakuser=vyNctM
bakpass=99omeaBHh
function bak_data {
db_name=$1
db_host=$2
db_port=$3
cnf=$4
[ -d $bakdir/$db_name ] || mkdir -p $bakdir/$db_name
innobackupex --defaults-file=$4 --host=$2 --port=$3 --user=$bakuser --password=$bakpass $bakdir/$1
if [ $? -ne 0 ]
then
echo "备份数据库$1出现问题。"
fi
}
fifofile=/tmp/$$
mkfifo $fifofile
exec 1000<>$fifofile
thread=10
for ((i=0;i<$thread;i++))
do
echo >&1000
done
cat /tmp/databases.list | while read line
do
read -u1000
{
bak_data `echo $line`
echo >&1000
} &
done
wait
exec 1000>&-
rm -f $fifofile