Unixová roura (anglickypipeline) jejednoduše použitelným prostředkem pro propojenívýstupu jednohoprocesu (spuštěnéhoprogramu) se vstupem druhého. Lze například propojit výstup příkazuls -l s příkazemgrep, který propustí pouze řádky začínající znakem d, takže zůstanou informace o podadresářích aktuálního adresáře:
$ls-l|grep^d
Použitínepojmenované (anonymní) roury (Unix poskytuje taképojmenované roury) doplňuje možnostpřesměrovánístandardních proudů do nebo zesouboru, jehož jméno stanovujeuživatel až v okamžiku zadánípříkazu, o velmi mocný prostředek, který zároveň zpřístupňujemultitasking.
Dokolony propojit i více než dva procesy a tak vytvářet novévlastnosti:
$mancp|tr-cs'[:alnum:]''\n'|sort|uniq-c|sort-rn|less
(příkaz zobrazuje po jednotlivých obrazovkáchpočty výskytů jednotlivých slovních tvarů vmanuálové stráncepříkazu cpsetříděné od slov s nejvyšším počtem výskytů).
Unixové roury jsou nápaditou formou a implementací staršího konceptusoftwarových rour, která byla s určitými omezeními převzata do dalších operačních systémů (DOS,Microsoft Windows,OpenVMS).
Softwarové roury jsou rozhraním nebo datovým kanálem mezi dvěma entitami zpracovávajícímidata (programy,vlákny,koprogramy atd.), jenžkomunikaci zajišťuje v jednom směru a funguje v režimufronty[1]. Unixová roura, tak jako jiné softwarové roury, představuje pohodlný prostředek realizacepřesměrování dat z výstupu jedné entity zpracovávající data na vstup jiné.
Od svých mladších derivátů se unixová roura nejvýrazněji odlišuje tím, že je s ní neodmyslitelně spojeno použitívyrovnávací paměti (bufferu), díky čemuž tato vedle bezobslužného a bezúdržbového postupování dat meziprogramy[2], jež další typy roury převzaly především, nabízí takévýkonovou optimalizaci, tedy navýšení objemu dat, kterýkolonou – skupinouprocesů zřetězených rourami – proteče za jednotku času.[3]
Unixové roury se dělí naanonymní apojmenované; anonymní jsou starší než pojmenované a nazývají se téžnepojmenované,konvenční nebotradiční. Pojednává-li se o rouře, aniž by tato byla rozvitapřívlastkem, a je-li z kontextu zřejmé, že řeč je o rouře unixové, je s vysokou pravděpodobností myšlena anonymní (unixová) roura.
Roura je (vunixových systémech všeobecně) implementována jakokruhový buffer o celkové velikosti 64KiB, který je po 4 KiB rozdělený na šestnáct jednotek. Čtení a zápis do roury jsou vybavenysynchronizací, kteráproces tzv.zablokuje v případě, kdy není co číst, resp. kam zapisovat.
Velmi těsné propojení rour sesouborovým systémem –unixové systémy se každou entitu snaží abstrahovat jakosoubor, nebo jako proces – do roury umožňuje zapisovat a z ní číst těmisystémovými voláními, jimiž se provádí zápis do souboru a čtení z něj.
Nápadný rozdíl oproti práci se soubory spočívá v tom, že anonymní roura má oddělenýsouborový deskriptor pro zápis od souborového deskriptoru pro čtení – s anonymní rourou jsou propojeny souborové deskriptory dva. Příčinu této odlišnosti lze s úspěchem hledat v tom, že zatímco se souborem lze plnohodnotně pracovat prováděním jen čtení nebo jen zápisu, upotřebení anonymní roury má smysl jen tehdy, když se čte i zapisuje (kdatům by se později nebylo možné dostat, jelikož by se na ně nebylo jak odkázat).
Další vlastností, jež práci s rourami odlišuje od práce se soubory, je fakt, že s rourou se zachází jako sezařízením znakovým, zatímco se souborem jako sezařízením blokovým. V důsledku to znamená, že zápis do roury nelze opravit či aktualizovat (jednou předaná data přepsat) a data přečtená z roury přečíst znova (již byla odebrána).
Anonymní roury nemají vlastníidentifikátor; přístupné jsou toliko prostřednictvímsouborových deskriptorů, pročež je možné je využít jen kekomunikaci meziprocesy, které jsou (přímými nebo nepřímými) potomky procesu, jenž je vytvořil, a tímto procesem (mezi libovolnou dvojicí procesů z této množiny) – jiným způsobem, než skrze vytvoření potomka (systémové volánífork[4]), totižsystémovým voláním vytvářejícím anonymní rouru (pipe[5]) získané souborové deskriptory mezi procesy nelze distribuovat.
K anonymním rourám se váže znaksvislé čáry („|“) – právě jím uživatelshellu sděluje, že má zájem o použití anonymní roury; po levé a pravé straně se potom nacházejí názvy a parametrizaceprogramů, jež k rouře mají přistupovat – nalevo je jmenována entita do rourydata vkládající a napravo entita z roury data odebírající. Proces shellu přitom plní roli rodičovského procesu, mezi nímž a jehož potomky jekomunikace anonymní rourou možná pouze, který žádá o vytvoření procesů za účelem vykonání programů v koloně podle předpisuuživatele; součástí jeho agendy je připojenístandardního výstupu do roury zapisujícího programu na souborový deskriptor roury pro zápis a svázánístandardního vstupu z roury čtecího programu se souborovým deskriptorem roury pro čtení.
S anonymními rourami se pojí taktéž výrazskupina procesů. Procesy participující v koloně patří do téže skupiny procesů, aby celou kolonu bylo možné snadněji spravovat, kupř. stanovovat priority pro plánování na procesor; v rámci skupiny procesůoperační systém rovněž může hledat tzv. úzká hrdla, a právě je co do priority s výhledemoptimalizace výkonu celé kolony vpřidělování procesorového času zvýhodnit.
$history|grep"^java "|wc-l
Příkaz vypíše, kolikrát (za sledovanou historii – např. posledních 500 příkazů)uživatel spustilprogramjava; předpokládá se, že všechna spuštění proběhla se slovemjava na začátku příkazu[6].
Programgrep v toku potlačuje řádky, které nevyhovují specifikovanémuregulárnímu výrazu;mezera na konci vyhledávanéhořetězce je začleněna proto, aby z proudu byla vyňata volání programů, jejichž názvy řetězcemjava pouze začínají (do této skupiny spadá kupř. primárníkompilátor jazykaJava – programjavac), znakstříšky udává, že shoda může být uznána pouze tehdy, dojde-li k ní na začátku posuzovaného řetězce.
Programwc s přepínačem-l celý text (všechny jeho řádky) nahrazuje jednímcelým číslem, odpovídajícím počtu řádků přijatých nastandardním vstupu.
Níže uvedený příkaz demonstruje typické použití programuless, jenž byl pro nasazení na konci kolony anonymních rour přímo navržen. Náplní jeho práce je v textu zestandardního vstupu umožnit listovat (scrollovat), abyuživatel (bez použití složitějších nástrojů) byl schopen přečíst tu úvodní část výstupu, která se nevejde naobrazovku, i v těchtextových shellech, jež nedisponují posuvníkem a dostatečnoupamětí.[7] Programless je následovníkem programumore, který dovoluje zachytit celý výstup, ale ne se po odstránkování vracet. V kontextu kolony jeless zajímavý tím, že pro to, aby mohl začít řádně fungovat, vyžaduje ukončení toku do něj vstupujícíchdat (uzavřenísouborového deskriptoru roury pro zápis).
$ls-l|less
Programls provádí výpis obsahu aktuálníhoadresáře (nastandardní výstup).
$wget-q-O'-''http://en.wikipedia.org/wiki/Pipeline_(Unix)'|\sed's/[^a-zA-Z ]/ /g'|\tr'A-Z ''a-z\n'|\grep'[a-z]'|\sort-u|\comm-2-3'-''/usr/share/dict/words'
Zadání směřuje k odhalenípřeklepů nawebové stránce, specifikovanéURL. Následuje popis jednotlivých částí příkazu:
wget z adresyhttp://en.wikipedia.org/wiki/Pipeline_(Unix) stáhnehypertextový dokument a zapíše jej (přepínač-O) nastandardní vstup (parametr-); přepínač-q potlačí výstup běhových informací, implicitně předávaný nastandardní chybový výstup.sed všechny znaky, které nejsou písmenemanglické abecedy nebomezerou, nahradí mezerou.tr převede všechna velká písmena na malá a všechny mezery na znak konce řádku. Každé „slovo“ (posloupnostznaků anglické abecedy) tedy bude na samostatném řádku.grep z proudu odstraní řádky, které neobsahují žádné písmeno anglickéabecedy.sort z toku vyjme všechny duplicitní řádky (přepínač-u) a ponechanéabecedně setřídí.comm text upraví takovým způsobem, že výstup bude roven rozdílu[8]množiny standardního vstupu (parametr-) a množinysouboru/usr/dict/words[9], kde prvky množin tvoří jednotlivé řádky (přepínač-2 z proudu vyloučí řádky obsažené výhradně ve druhém jmenovaném souboru, přepínač-3 tok zbaví řádků vyskytujících se v obou souborech).[10]Znakzpětného lomítka („\“) bezprostředně předcházející odřádkováníinterpretu příkazů sděluje, že zadání příkazu nebylo ukončeno (jen se, kvůli přehlednosti, ve formulaci jeho další části pokračuje na následujícím řádku; odřádkování je kromě postoupení příkazu ke zpracování také funkce klávesy↵ Enter).
S koncepcí anonymní unixové roury, jež byla poprvé popsána vmanuálových stránkách Unixu verze 3, přišelDouglas McIlroy; již první návrh obsahoval znaksvislé čáry. První implementaci provedlKen Thompson v r.1973, a to dounixového shelluThompson shell.[11]
Později bylo schéma převzato do dalšíchoperačních systémů, např.AmigaOS,BeOS,Mac OS X[12],MS-DOSu,OpenVMS,OS/2 neboWindows, a stalo senávrhovým vzoremroury a filtry.
Pojmenované roury jsou řešenímmeziprocesové komunikace, které má prvky předávání dat anonymní rourou i vlastnosti provádění téže činnosti cestou řádnýchsouborů – pojmenované roury jsou globálněadresovatelné (mají v celémsystému unikátníidentifikátor), a jejich jména je třeba spolupracujícím procesům předávat, ale není nutné se starat, aby pokus o uložení dat do nich neselhal z důvodu nedostatku volného místa na diskové jednotce, a úložiště (nikoli ve smyslu řádného čtení) vyprazdňovat. Vznik a zánik pojmenované roury není vázán životním cyklem kteréhokoliprocesu, který z ní může číst, nebo do ní zapisovat; probíhá zcela nezávisle. Jako položka vsouborovém systému pojmenovaná roura podléhá koncepcipřístupových práv.
Pojmenované roury jsou vhodné pro jiné úlohy, než roury anonymní.
java je možné spustit také zápisem/usr/bin/java (na některýchdistribucích může být umístění programu jiné).less se používá uvnitř programů, které s většími objemy textu pracují nativně (např.man neboinfo)./usr/share/dict/words.comm oba vstupnísoubory očekává seřazené.pipe odOpenGroup (Single UNIX Specification)fork odOpenGroup (Single UNIX Specification)mkfifo – zřízenípojmenované roury