PHP多進程編程實例

2020-03-22 20:23:35

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羨慕火影忍者里鳴人的影分身么？沒錯，PHP程序是可以開動影分身的！想完成任務，又覺得一個進程太慢，那么，試試用多進程來搞吧。這篇文章將會介紹一下PHP多進程的基本需求，如何創建多進程以及基本的信號控制，暫時不會告訴你如何進行進程間通信和信息共享。1. 準備在動手之前，請確定你用的不是M$ Windows平臺（因為我沒有Windows）。Linux / BSD / Unix應該都是沒問題的。確認好了工作環境以后一起來看看我們需要的PHP模塊是否都有。打開終端輸入下面的命令：復制代碼代碼如下:
$ php -m
這個命令檢查并打印當前PHP所有開啟的擴展，看一下pcntl和posix是否在輸出的列表中。1.1. pcntl如果找不到pcntl，八成是編譯的時候沒把這個擴展編譯進去。如果你和我一樣是編譯安裝的PHP，那么需要重新編譯安裝PHP。在配置的時候記得加上--enable-pcntl參數即可。復制代碼代碼如下:
$ cd /path/to/php_source_code_dir
$ ./configure [some other options] --enable-pcntl
$ make && make install
1.2. posix這貨一般默認就會裝上，只要你編譯的時候沒有加上--disable-posix。2. 預備知識在繼續之前，你還需要對Linux多進程有一點了解。多進程是咋回事呢？這里可跟火影忍者里的影分身稍微有點不同。首先，鳴人從小長到大，比如16歲，咳。有一天他發動了影分身，分出了5個他。顯然，這些分身也是16歲的鳴人而不是剛出生啥也不懂就會哭的嬰兒（那叫克隆）。然后，不一樣的地方來了：分身們變成了獨立的人各自去做各自的事，互相之間不再知道其他分身和原身都做了什么（當然不會像動畫片里一樣積累經驗給原身啦）。除非，他們互相之間有交流，不然，只有16歲之前的事情才是他們共同的記憶。有同學說了，老大你這不坑爹呢么？我又沒看過火影忍者！那你去看一遍好了……最后，預備知識完了，就是大致了解一下主進程開出來的子進程是怎么回事。子進程的代碼和主進程是完全一樣的，還有一部分一樣的東西就是直到發動影分身之前執行的所有內容。3. 影分身之術所以呢，沒有點基礎知識怎么能理解卷軸里的內容呢？打開卷軸首先看到了一個單詞：fork。3.1. fork叉子？叉子是分岔的，一個變多個嘛！差不多就是這個意思。創建子進程就用這個命令。這里需要用到pcntl_fork()函數。（可以先簡單看一下PHP手冊關于這個函數的介紹。）創建一個PHP腳本：
復制代碼代碼如下:
$pid = pcntl_fork(); // 一旦調用成功，事情就變得有些不同了
if ($pid == -1) {
die('fork failed');
} else if ($pid == 0) {
} else {
}
pcntl_fork()函數創建一個子進程，子進程和父進程唯一的區別就是PID（進程ID）和PPID（父進程ID）不同。在終端下查看進程用ps命令（問問man看ps怎么用：man ps）。當函數返回值為-1的時候，說明fork失敗了。試試在if前面加一句：echo $pid . PHP_EOL;。運行你的腳本，輸出可能像下面這樣（結果說明子進程和父進程的代碼是相同的）：
復制代碼代碼如下:
67789 # 這個是父進程打印的
0 # 這個是子進程打印的
pcntl_fork()函數調用成功后，在父進程中會返回子進程的PID，而在子進程中返回的是0。所以，下面直接用if分支來控制父進程和子進程做不同的事。3.2. 分配任務然后我們來說說鳴人16歲那次影分身的事兒，給原身和分身分配兩個簡單的輸出任務：
復制代碼代碼如下:
$parentPid = getmypid(); // 這就是傳說中16歲之前的記憶
$pid = pcntl_fork(); // 一旦調用成功，事情就變得有些不同了
if ($pid == -1) {
die('fork failed');
} else if ($pid == 0) {
$mypid = getmypid(); // 用getmypid()函數獲取當前進程的PID
echo 'I am child process. My PID is ' . $mypid . ' and my father's PID is ' . $parentPid . PHP_EOL;
} else {
echo 'Oh my god! I am a father now! My child's PID is ' . $pid . ' and mine is ' . $parentPid . PHP_EOL;
}
輸出的結果可能是這樣：
復制代碼代碼如下:
Oh my god! I am a father now! My child's PID is 68066 and mine is 68065
I am child process. My PID is 68066 and my father's PID is 68065
再強調一下，pcntl_fork()調用成功以后，一個程序變成了兩個程序：一個程序得到的$pid變量值是0，它是子進程；另一個程序得到的$pid的值大于0，這個值是子進程的PID，它是父進程。在下面的分支語句中，由于$pid值的不同，運行了不同的代碼。再次強調一下：子進程的代碼和父進程的是一樣的。所以就要通過分支語句給他們分配不同的任務。3.3. 子進程回收剛剛有man ps么？一般我習慣用ps aux加上grep命令來查找運行著的后臺進程。其中有一列STAT，標識了每個進程的運行狀態。這里，我們關注狀態Z：僵尸（Zombie）。當子進程比父進程先退出，而父進程沒對其做任何處理的時候，子進程將會變成僵尸進程。Oops，又跟火影里的影分身不一樣了。鳴人的影分身被干死了以后就自動消失了，但是這里的子進程分身死了話還留著一個空殼在，直到父進程回收它。僵尸進程雖然不占什么內存，但是很礙眼，院子里一堆躺著的僵尸怎么都覺得怪怪的。（別忘了它們還占用著PID）一般來說，在父進程結束之前回收掛掉的子進程就可以了。在pcntl擴展里面有一個pcntl_wait()函數，它會將父進程掛起，直到有一個子進程退出為止。如果有一個子進程變成了僵尸的話，它會立即返回。所有的子進程都要回收，所以多等等也沒關系啦！3.4. 父進程先掛了如果父進程先掛了怎么辦？會發生什么？什么也不會發生，子進程依舊還在運行。但是這個時候，子進程會被交給1號進程，1號進程成為了這些子進程的繼父。1號進程會很好地處理這些進程的資源，當它們結束時1號進程會自動回收資源。所以，另一種處理僵尸進程的臨時辦法是關閉它們的父進程。4. 信號一般多進程的事兒講到上面就完了，可是信號在系統中確實是一個非常重要的東西。信號就是信號燈，點亮一個信號燈，程序就會做出反應。這個你一定用過，比如說在終端下運行某個程序，等了半天也沒什么反應，可能你會按 Ctrl+C 來關閉這個程序。實際上，這里就是通過鍵盤向程序發送了一個中斷的信號：SIGINT。有時候進程失去響應了還會執行kill [PID]命令，未加任何其他參數的話，程序會接收到一個SIGTERM信號。程序收到上面兩個信號的時候，默認都會結束執行，那么是否有可能改變這種默認行為呢？必須能啊！4.1. 注冊信號人是活的程序也是活的，只不過程序需要遵循人制定的規則來運行。現在開始給信號重新設定規則，這里用到的函數是pcntl_signal()（繼續之前為啥不先查查PHP手冊呢？）。下面這段程序將給SIGINT重新定義行為，注意看好：
復制代碼代碼如下:
// 定義一個處理器，接收到SIGINT信號后只輸出一行信息
function signalHandler($signal) {
if ($signal == SIGINT) {
echo 'signal received' . PHP_EOL;
}
}
// 信號注冊：當接收到SIGINT信號時，調用signalHandler()函數
pcntl_signal(SIGINT, 'signalHandler');
while (true) {
sleep(1);
// do something
pcntl_signal_dispatch(); // 接收到信號時，調用注冊的signalHandler()
}
執行一下，隨時按下 Ctrl+C 看看會發生什么事。4.2. 信號分發說明一下：pcntl_signal()函數僅僅是注冊信號和它的處理方法，真正接收到信號并調用其處理方法的是pcntl_signal_dispatch()函數。試試把// do something替換成下面這段代碼：
復制代碼代碼如下:
for ($i = 0; $i 1000000; $i++) {
echo $i . PHP_EOL;
usleep(100000);
}
在終端下執行這個腳本，當它不停輸出數字的時候嘗試按下 Ctrl+C 。看看程序有什么響應？嗯……什么都沒有，除了屏幕可能多了個^C以外，程序一直在不停地輸出數字。因為程序一直沒有執行到pcntl_signal_dispatch()，所以就并沒有調用signalHandler()，所以就沒有輸出signal received。4.3. 版本問題如果認真看了PHP文檔，會發現pcntl_signal_dispatch()這個函數是PHP 5.3以上才支持的，如果你的PHP版本大于5.3，建議使用這個方法調用信號處理器。5.3以下的版本需要在注冊信號之前加一句：declare(ticks = 1);表示每執行一條低級指令，就檢查一次信號，如果檢測到注冊的信號，就調用其信號處理器。想想就挺不爽的，干嘛一直都檢查？還是在我們指定的地方檢查一下就好。4.4. 感受僵尸進程現在我們回到子進程回收的問題上（差點忘了= ="）。當你的一個子進程掛了（或者說是結束了），但是父進程還在運行中并且可能很長一段時間不會退出。一個僵尸進程從此站起來了！這時，保護傘公司（內核）發現它的地盤里出現了一個僵尸，這個僵尸是誰兒子呢？看一下PPID就知道了。然后，內核給PPID這個進程（也就是僵尸進程的父進程）發送一個信號：SIGCHLD。然后，你知道怎么在父進程中回收這個子進程了么？提示一下，用pcntl_wait()函數。4.5. 發送信號希望剛剛有認真man過kill命令。它其實就是向進程發送信號，在PHP中也可以調用posix_kill()函數來達到相同的效果。有了它就可以在父進程中控制其他子進程的運行了。比如在父進程結束之前關閉所有子進程，那么fork的時候在父進程記錄所有子進程的PID，父進程結束之前依次給子進程發送結束信號即可。5. 實踐PHP的多進程跟C還是挺像的，搞明白了以后用其他語言寫的話也大同小異差不多都是這么個情況。如果有空的話，嘗試寫一個小程序，切身體會一下個中滋味：1.16歲的鳴人發送影分身，分出5個分身
2.每個分身隨機生存10到30秒，每秒都輸出點什么
3.保證原身能感受到分身的結束，然后開動另一個分身，保證最多有5個分身
4.不使用nohup，讓原身在終端關閉后依舊能夠運行
5.把分身數量（5）寫進一個配置文件里，當給原身發送信號（可以考慮用SIGUSR1或SIGUSR2）時，原身讀取配置文件并更新允許的分身最大數量
6.如果分身多了，關閉幾個；如果少了，再分出來幾個提示：1.用while循環保證進程運行，注意sleep以免100%的CPU占用
2.運行進程的終端被關閉時，程序會收到一個SIGHUP信號
3.可以用parse_ini_file()函數解析INI配置文件PHP教程

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