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Linux - 炫酷的并行进度条

你知道怎样写一个并行的进度条吗,如果是在WEB页上或是GUI编程中这很简单,如果是用Shell写呢?或者Python?也许哪天你需要写一个这样的程序,也许这时的你正一筹莫展,那么恭喜你看到本文。 我们先来看一个例子: 这是一个普通的软件安装程序,图中的两个箭头指向两个不同的进度条,其中上方是总进度条,右下角那个是一个不停转圈圈的进度条,表示该步骤正在进行中。没错,这是用Python脚本实现的,用Shell也是一样,而且可能比Python还要简单。

Python实现

  1. 在Python中,线程是假线程,它与C或者Java中的线程不同,为了完美,博主在实现的时候用了多进程,也就是multiprocessing模块。

  2. 在主进程中启动两个子进试,分别负责两个进度条(当然也可以是任意多个),总进度条需要一个全局变量,以在不同的步骤中为其赋不同的值,小进度条在每步完成的时候向下移动一行。

  3. 关于光标控制,这是一个关键点,因为在任何情况下,屏幕上只有一个光标,且所有输出都会落在光标处,那上例中的总进度条怎么会出现在光标的上方呢?这就需要移动光标了,在Python中,它没有这个能力,只能借助第三方库来实现,这样就为程序的跨平台带来麻烦,而Shell本身提供了这个功能,而且简单到不行,假设我要在屏幕的第三十行第五十列打印一个“hello”,只需这样:

    echo -e "\033[30;50Hhello"
    

    或者:

    printf "\033[%d;%dH%s" 30 50 hello
    
  4. 接下来就是对光标进一步控制,因为在上一步中将光标移到了总进度条的位置,当打印完指定的字符后还需要移动到小进度条的位置,博主在网上搜索良久后终于找到了完美的方法,也是简单到不行:tput sc 与 tput rc 两条命令,前者用于暂时保存光标位置,然后不管将光标称动到哪,后者都能将位置还原,现在我们将上步骤中的打印命令改良一下:

    tput sc ;printf "\033[%d;%dH%s\n" 30 50 hello ;tput rc
    
  5. 最后就是同步问题,因为两个进度条是并行执行的,这意味着两个进程可能会在同一时刻执行打印命令,导致打印在屏幕上的字符可能错乱,所以我们要保证在同一时刻只有一个进程在调用print命令,这就用到了多进程锁,而multiprocessing模块已经提供了这样的锁

综上所述,这里给出一个简单的示例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import os,time
from multiprocessing import Process, Manager, Lock
 
# 打印info在终端的指定位置
def writer(info, y = 0, x = 0):
    with lock:
        print_cmd = "tput sc >&2 && echo -e '\033[%s;%sH%s' >&2 && tput rc >&2" % (y, x, info)
        os.system(print_cmd)
 
# 根据pbar_data内的数据打印进度条,bar_length为进度条总长度
def progress_bar(pbar_data, y = 0, x = 0, bar_length = 80):
    percent = float(bar_length) / 100
    while pbar_data[0] < bar_length:
        time.sleep(0.05)
        current = int(float(pbar_data[1]) * percent)
        if pbar_data[0] != current:
            for i in range(pbar_data[0], current + 1):
                time.sleep(pbar_data[2])
                info = "\033[1;32;40m Progress: [" + ("=" * (i - 1) + ">").ljust(bar_length," ") + "] " + str(int(i / percent)) + "% \033[0m"
                writer(info, y)
            pbar_data[0] = current
 
'''
创建全局变量,用于将主进程信息传递给子进程
data_a[0]: 已完成进度的百分比
data_a[1]: 目前最新进度的百分比
data_a[2]: 进度条变化速度
'''
 
# pbar_a的数据
data_a = Manager().list()
data_a.append(0)
data_a.append(2)
data_a.append(0.5)
 
# pbar_b的数据
data_b = Manager().list()
data_b.append(0)
data_b.append(2)
data_b.append(0.5)
 
# 创建进程锁
lock = Lock()
 
# 创建总进度条进程
pbar_a = Process(target = progress_bar, args=(data_a, 10, 0))
pbar_a.daemon = True
 
# 创建其它进度条进程
pbar_b = Process(target = progress_bar, args=(data_b, 12, 0))
pbar_b.daemon = True
 
# 隐藏光标
os.system("printf '\33[2J\33[?25l\r'")
 
# 开始其它步骤并打印进度条
pbar_a.start()
pbar_b.start()
 
# Step 1
data_a[1] = 10
data_b[1] = 30
time.sleep(5)
 
# Step 2
data_a[1] = 70
data_a[2] = 0.1
time.sleep(5)
 
# Step 3
data_a[1] = 100
data_b[1] = 100
data_b[2] = 0.05
 
# 等待进度条执行完毕
pbar_a.join()
pbar_b.join()
 
# 显示光标
os.system("printf '\33[?25h\n'")

-End-


编写日期:2017-05-19