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面试题:Bash脚本结合curl与wget实现高并发网络操作及性能优化

在Bash脚本环境下,使用curl和wget实现对多个URL进行高并发的下载任务,同时要对下载速度、资源占用等性能指标进行优化。要求考虑连接池管理、超时处理等机制,并且能够在脚本运行过程中动态调整并发数。请详细描述设计思路并提供核心代码。
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编程语言Bash

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

设计思路

  1. 连接池管理:使用工具(如xargs结合-P参数)来控制并发连接数,模拟连接池的效果。
  2. 超时处理:为curlwget设置合适的超时参数,避免长时间等待无效连接。
  3. 动态调整并发数:可以根据系统资源(如CPU使用率、内存使用情况)或者下载速度来动态调整并发数。例如,当下载速度较慢或者系统资源充足时,增加并发数;反之,减少并发数。
  4. 性能指标优化:通过设置合适的HTTP请求头,启用HTTP/2协议(如果支持),以及优化网络设置等方式来提高下载速度。同时,监控资源占用,避免系统资源耗尽。

核心代码

  1. 使用curl实现
#!/bin/bash

# 设置初始并发数
CONCURRENCY=5
# 超时时间
TIMEOUT=10
# URL列表文件
URL_FILE="urls.txt"

# 动态调整并发数的函数(简单示例,可根据实际需求优化)
function adjust_concurrency() {
    # 获取当前CPU使用率
    CPU_USAGE=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2 + $4}')
    if (( $(echo "$CPU_USAGE < 50" | bc -l) )); then
        ((CONCURRENCY++))
    else
        ((CONCURRENCY--))
        if ((CONCURRENCY < 1)); then
            CONCURRENCY=1
        fi
    fi
}

while true; do
    adjust_concurrency
    cat $URL_FILE | xargs -P $CONCURRENCY -n1 bash -c 'curl -s --connect-timeout '"$TIMEOUT"' -o /dev/null -w "%{url_effective}\t%{speed_download}\n" "$0" 2>/dev/null'
    sleep 5
done
  1. 使用wget实现
#!/bin/bash

# 设置初始并发数
CONCURRENCY=5
# 超时时间
TIMEOUT=10
# URL列表文件
URL_FILE="urls.txt"

# 动态调整并发数的函数(简单示例,可根据实际需求优化)
function adjust_concurrency() {
    # 获取当前内存使用率
    MEM_USAGE=$(free | awk '/Mem:/{printf("%.2f"), $3/$2*100}')
    if (( $(echo "$MEM_USAGE < 80" | bc -l) )); then
        ((CONCURRENCY++))
    else
        ((CONCURRENCY--))
        if ((CONCURRENCY < 1)); then
            CONCURRENCY=1
        fi
    fi
}

while true; do
    adjust_concurrency
    cat $URL_FILE | xargs -P $CONCURRENCY -n1 bash -c 'wget -T '"$TIMEOUT"' -O /dev/null --report-speed=bits --show-progress "$0" 2>&1 | grep "saved" | awk '"'{print $1, $4}'"'
    sleep 5
done

在上述代码中:

  • 初始并发数设置为5,可根据实际情况调整。
  • TIMEOUT设置了连接超时时间为10秒。
  • URL_FILE指定了包含URL列表的文件路径。
  • adjust_concurrency函数用于动态调整并发数,这里简单地根据CPU使用率(curl示例)或内存使用率(wget示例)进行调整,实际应用中可根据更复杂的逻辑调整。
  • xargs -P $CONCURRENCY -n1用于实现并发处理,-P指定并发数,-n1表示每次处理一个URL。
  • curl命令使用-s静默模式,--connect-timeout设置连接超时,-o /dev/null将下载内容丢弃,-w输出URL和下载速度。
  • wget命令使用-T设置超时,-O /dev/null丢弃下载内容,--report-speed=bits以比特为单位显示下载速度,--show-progress显示下载进度。