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淺析PHP7的多進程及實例源碼

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準備

我們都知道PHP是單進程執行的,PHP處理多并發主要是依賴服務器或PHP-FPM的多進程及它們進程的復用,但PHP實現多進程也意義重大,尤其是在后臺Cli模式下處理大量數據或運行后臺DEMON守護進程時,多進程的優勢不用多說。

PHP的多線程也曾被人提及,但進程內多線程資源共享和分配的問題難以解決。PHP也有多線程想關的擴展 pthreads ,但據說不太穩定,且要求環境為線程安全,所用不多。

以前PHP群里的一位大神曾指導說后臺PHP想進階必然避不開多進程,正好公司里的守護進程也應用了PHP的多進程,結合著谷哥的各種資料和手冊,總算理解了多進程,并自己寫了一個小demo(在linux系統上實現的),用此文總結一下,如有錯漏,謝謝提出。

要實現PHP的多進程,我們需要兩個擴展 pcntl 和 posix,安裝方法這里不再贅述。

在php中我們使用pcntl_fork()來創建多進程(在*NIX系統的C語言編程中,已有進程通過調用fork函數來產生新的進程)。fork出來新進程則成為子進程,原進程則成為父進程,子進程擁有父進程的副本。這里要注意:

• 子進程與父進程共享程序正文段

• 子進程擁有父進程的數據空間和堆、棧的副本,注意是副本,不是共享

• 父進程和子進程將繼續執行fork之后的程序代碼

• fork之后,是父進程先執行還是子進程先執行無法確認,取決于系統調度(取決于信仰)

這里說子進程擁有父進程數據空間以及堆、棧的副本,實際上,在大多數的實現中也并不是真正的完全副本。更多是采用了COW(Copy On Write)即寫時復制的技術來節約存儲空間。簡單來說,如果父進程和子進程都不修改這些 數據、堆、棧 的話,那么父進程和子進程則是暫時共享同一份 數據、堆、棧。只有當父進程或者子進程試圖對 數據、堆、棧 進行修改的時候,才會產生復制操作,這就叫做寫時復制。

在調用完pcntl_fork()后,該函數會返回兩個值。在父進程中返回子進程的進程ID,在子進程內部本身返回數字0。由于多進程在apache或者fpm環境下無法正常運行,所以大家一定要在php cli環境下執行代碼。

創建子進程

創建PHP子進程是多進程的開始,我們需要pcntl_fork()函數;

fork函數詳解

pcntl_fork() — 在當前進程當前位置產生分支(子進程)。此函數創建了一個新的子進程后,子進程會繼承父進程當前的上下文,和父進程一樣從pcntl_fork() 函數處繼續向下執行,只是獲取到的pcntl_fork() 的返回值不同,我們便能從判斷返回值來區分父進程和子進程,分配父進程和子進程去做不同的邏輯處理。

pcntl_fork() 函數成功執行時會在父進程返回子進程的進程id(pid),因為系統的初始進程init進程的pid為1,后來產生進程的pid都會大于此進程,所以我們可以通過判斷pcntl_fork()的返回值大于1來確實當前進程是父進程;而在子進程中,此函數的返回值會是固定值0,我們也可以通過判斷pcntl_fork()的返回值為0來確定子進程;而pcntl_fork()函數在執行失敗時,會在父進程返回-1,當然也不會有子進程產生。

fork進程實例

fork子進程

$ppid = posix_getpid();

$pid = pcntl_fork();

if ($pid == -1) {

  throw new Exception('fork child process fail');

} elseif ($pid > 0) {

  cli_set_process_title("我是父 process,pid is : {$ppid}.");

  sleep(30);

} else {

  $cpid = posix_getpid();

  cli_set_process_title("我是 {$ppid} 子的 process,我的 process pid is : {$cpid}.");

  sleep(30);

}

說明:

posix_getpid():返回當前進程 id

cli_set_process_title('進程名稱'):為當前進程取一個響亮的名字。

運行這個例子,我們便能看到當前兩個PHP進程了。

www@iZ2zec3dge6rwz2uw4tveuZ:~/test$ ps aux|grep -v grep |grep 我

www   18026 0.5 1.2 204068 25772 pts/0  S+  14:08  0:00 我是父 process,pid is : 18026.

www   18027 0.0 0.3 204068 6640 pts/0  S+  14:08  0:00 我 18026 子的 process,我的 process pid is : 18027. 

第一段代碼,在程序從pcntl_fork()后父進程和子進程將各自繼續往下執行代碼:

$pid = pcntl_fork();

if( $pid > 0 ){

 echo "我是父親".PHP_EOL;

} else if( 0 == $pid ) {

 echo "我是兒子".PHP_EOL;

} else {

 echo "fork失敗".PHP_EOL;

} 

結果:

www@iZ2zec3dge6rwz2uw4tveuZ:~/test$ php 123.php

我是父親

我是兒子

第二段代碼,用來說明子進程擁有父進程的數據副本,而并不是共享:

// 初始化一個 number變量 數值為1

$number = 1;

$pid = pcntl_fork();

if ($pid > 0) {

  $number += 1;

  echo "我是父親,number+1 : { $number }" . PHP_EOL;

} else if (0 == $pid) {

  $number += 2;

  echo "我是兒子,number+2 : { $number }" . PHP_EOL;

} else {

  echo "fork失敗" . PHP_EOL;

}

結果

www@iZ2zec3dge6rwz2uw4tveuZ:~/test$ php 1234.php

我是父親,number+1 : { 2 }

我是兒子,number+2 : { 3 }

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