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Bash 10: Prozess-Substitution, Named Pipes & Co-Prozesse (coproc) 🔄

Willkommen zu Modul 10! In diesem Modul lernst du fortgeschrittene IPC-Mechanismen (Inter-Process Communication) und Stream-Manipulationen kennen, mit denen professionelle DevOps-Ingenieure Datenströme ohne langsame temporäre Festplattendateien verarbeiten.

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💡 1. Das Wichtigste in Kürze

1.1 Process Substitution <(...) (Befehl als Datei lesen)

Viele Unix-Befehle (wie diff, comm, join) akzeptieren nur Dateipfade als Argumente, keine Pipes. Mit <(command) erstellt die Shell einen virtuellen Datei-Deskriptor (/dev/fd/63):

# Vergleicht die Ausgaben zweier Server-Konfigurationen direkt:
diff -u <(ssh srv1 "cat /etc/nginx/nginx.conf") <(ssh srv2 "cat /etc/nginx/nginx.conf")

# Variablenverlust in while-Schleifen vermeiden:
count=0
while read -r line; do
    ((count++))
done < <(find . -type f)
echo "Gefundene Dateien: $count" # Funktioniert! (Keine Subshell)

1.2 Process Substitution >(...) (In Befehl schreiben)

Erlaubt das Verzweigen von Streams mit tee:

# Schreibt Logs roh in access.log und filtert parallel 500er Fehler in errors.log:
cat stream.log | tee >(grep "500 Internal Error" > errors.log) > access.log

1.3 Named Pipes (mkfifo)

Eine Named Pipe ist eine Datei im Dateisystem, die als bidirektionaler Puffer zwischen zwei unabhängigen Prozessen agiert:

mkfifo /tmp/my_pipe
# Prozess A (Schreiber):
echo "Build complete" > /tmp/my_pipe &

# Prozess B (Leser):
read -r status < /tmp/my_pipe
echo "Status empfangen: $status"
rm -f /tmp/my_pipe

1.4 Bash Co-Prozesse (coproc)

Ein coproc startet ein Programm asynchron im Hintergrund und öffnet zwei Dateideskriptoren für bidirektionale Kommunikation:

coproc WORKER {
    while read -r input; do
        [ "$input" = "QUIT" ] && break
        echo "PROCESSED: $input"
    done
}

# In den Worker schreiben:
echo "payload1" >&"${WORKER[1]}"

# Antwort vom Worker lesen:
read -r response <&"${WORKER[0]}"
echo "Antwort: $response"

# Beenden:
echo "QUIT" >&"${WORKER[1]}"

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🎯 Aufgaben in aufgabe.sh

1. compare_command_outputs(cmd1, cmd2): Vergleicht zwei Shell-Befehle direkt mit diff -u <(...) <(...). Liefert "IDENTICAL" bei Gleichheit.
2. stream_splitter_tee(input_text, raw_file, uppercase_file): Nutzt tee >(tr '[:lower:]' '[:upper:]' > "$upper"), um Daten in zwei Streams aufzuspalten.
3. named_pipe_transfer(fifo_path, message): Erstellt eine Named Pipe (mkfifo), überträgt eine Nachricht asynchron und liest sie im Hauptprozess.
4. coproc_calculator_interactive(expr1, expr2): Startet einen interaktiven coproc Rechen-Daemon und kommuniziert über Dateideskriptoren ${CALC[0]} und ${CALC[1]}.

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🧪 Tests ausführen

# Eigene Lösung testen:
bash test_aufgabe.sh

# Musterlösung testen:
bash test_aufgabe.sh musterloesung.sh