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PHP中多進程編程的相關函數(shù)有哪些

發(fā)布時間:2021-09-03 10:16:11 來源:億速云 閱讀:152 作者:小新 欄目:開發(fā)技術(shù)

這篇文章主要介紹PHP中多進程編程的相關函數(shù)有哪些,文中介紹的非常詳細,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們一定要看完!

    PHP有一組進程控制函數(shù)(編譯時需要–enable-pcntl與posix擴展),使得php能實現(xiàn)跟c一樣的創(chuàng)建子進程、使用exec函數(shù)執(zhí)行程序、處理信號等功能。 

<?php 
  header('content-type:text/html;charset=utf-8' ); 
   
  // 必須加載擴展 
  if (!function_exists("pcntl_fork")) { 
    die("pcntl extention is must !"); 
  } 
  //總進程的數(shù)量 
  $totals = 3; 
  // 執(zhí)行的腳本數(shù)量 
  $cmdArr = array(); 
  // 執(zhí)行的腳本數(shù)量的數(shù)組 
  for ($i = 0; $i < $totals; $i++) { 
    $cmdArr[] = array("path" => __DIR__ . "/run.php", 'pid' =>$i ,'total' =>$totals); 
  } 
   
  /* 
  展開:$cmdArr 
  Array 
  ( 
    [0] => Array 
      ( 
        [path] => /var/www/html/company/pcntl/run.php 
        [pid] => 0 
        [total] => 3 
      ) 
   
    [1] => Array 
      ( 
        [path] => /var/www/html/company/pcntl/run.php 
        [pid] => 1 
        [total] => 3 
      ) 
   
    [2] => Array 
      ( 
        [path] => /var/www/html/company/pcntl/run.php 
        [pid] => 2 
        [total] => 3 
      ) 
   
  ) 
  */ 
   
  pcntl_signal(SIGCHLD, SIG_IGN); //如果父進程不關心子進程什么時候結(jié)束,子進程結(jié)束后,內(nèi)核會回收。 
  foreach ($cmdArr as  $cmd) { 
    $pid = pcntl_fork();  //創(chuàng)建子進程 
    //父進程和子進程都會執(zhí)行下面代碼 
    if ($pid == -1) { 
      //錯誤處理:創(chuàng)建子進程失敗時返回-1. 
      die('could not fork'); 
    } else if ($pid) { 
      //父進程會得到子進程號,所以這里是父進程執(zhí)行的邏輯 
      //如果不需要阻塞進程,而又想得到子進程的退出狀態(tài),則可以注釋掉pcntl_wait($status)語句,或?qū)懗桑?nbsp;
      pcntl_wait($status,WNOHANG); //等待子進程中斷,防止子進程成為僵尸進程。 
    } else { 
      //子進程得到的$pid為0, 所以這里是子進程執(zhí)行的邏輯。 
      $path  = $cmd["path"]; 
      $pid = $cmd['pid'] ; 
      $total = $cmd['total'] ; 
      echo exec("/usr/bin/php {$path} {$pid} {$total}")."\n"; 
      exit(0) ; 
    } 
  } 
  ?>

使用PHP真正的多進程運行模式,適用于數(shù)據(jù)采集、郵件群發(fā)、數(shù)據(jù)源更新、tcp服務器等環(huán)節(jié)。

PHP有一組進程控制函數(shù)(編譯時需要 –enable-pcntl與posix擴展),使得php能在*nix系統(tǒng)中實現(xiàn)跟c一樣的創(chuàng)建子進程、使用exec函數(shù)執(zhí)行程序、處理信號等功能。 PCNTL使用ticks來作為信號處理機制(signal handle callback mechanism),可以最小程度地降低處理異步事件時的負載。何謂ticks?Tick 是一個在代碼段中解釋器每執(zhí)行 N 條低級語句就會發(fā)生的事件,這個代碼段需要通過declare來指定。

常用的PCNTL函數(shù)
1. pcntl_alarm ( int $seconds )
設置一個$seconds秒后發(fā)送SIGALRM信號的計數(shù)器

2. pcntl_signal ( int $signo , callback $handler [, bool $restart_syscalls ] )
為$signo設置一個處理該信號的回調(diào)函數(shù)。下面是一個隔5秒發(fā)送一個SIGALRM信號,并由signal_handler函數(shù)獲取,然后打印一個“Caught SIGALRM”的例子: 

<?php
declare(ticks = 1);
 
function signal_handler($signal) {
  print "Caught SIGALRM\n";
  pcntl_alarm(5);
}
 
pcntl_signal(SIGALRM, "signal_handler", true);
pcntl_alarm(5);
 
for(;;) {
}
 
?>

3. pcntl_exec ( string $path [, array $args [, array $envs ]] )
在當前的進程空間中執(zhí)行指定程序,類似于c中的exec族函數(shù)。所謂當前空間,即載入指定程序的代碼覆蓋掉當前進程的空間,執(zhí)行完該程序進程即結(jié)束。 

<?php
$dir = '/home/shankka/';
$cmd = 'ls';
$option = '-l';
$pathtobin = '/bin/ls';
 
$arg = array($cmd, $option, $dir);
 
pcntl_exec($pathtobin, $arg);
echo '123';  //不會執(zhí)行到該行
?>

4. pcntl_fork ( void )
為當前進程創(chuàng)建一個子進程,并且先運行父進程,返回的是子進程的PID,肯定大于零。在父進程的代碼中可以用 pcntl_wait(&$status)暫停父進程知道他的子進程有返回值。注意:父進程的阻塞同時會阻塞子進程。但是父進程的結(jié)束不影響子進程的運行。
父進程運行完了會接著運行子進程,這時子進程會從執(zhí)行pcntl_fork()的那條語句開始執(zhí)行(包括此函數(shù)),但是此時它返回的是零(代表這是一個子進程)。在子進程的代碼塊中最好有exit語句,即執(zhí)行完子進程后立即就結(jié)束。否則它會又重頭開始執(zhí)行這個腳本的某些部分。

注意兩點:

  1. 子進程最好有一個exit;語句,防止不必要的出錯;

  2. pcntl_fork間最好不要有其它語句,例如: 

<?php
$pid = pcntl_fork();
//這里最好不要有其他的語句
if ($pid == -1) {
  die('could not fork');
} else if ($pid) {
  // we are the parent
pcntl_wait($status); //Protect against Zombie children
} else {
  // we are the child
}
?>

5. pcntl_wait ( int &$status [, int $options ] )
阻塞當前進程,只到當前進程的一個子進程退出或者收到一個結(jié)束當前進程的信號。使用$status返回子進程的狀態(tài)碼,并可以指定第二個參數(shù)來說明是否以阻塞狀態(tài)調(diào)用:
阻塞方式調(diào)用的,函數(shù)返回值為子進程的pid,如果沒有子進程返回值為-1;
非阻塞方式調(diào)用,函數(shù)還可以在有子進程在運行但沒有結(jié)束的子進程時返回0。

6. pcntl_waitpid ( int $pid , int &$status [, int $options ] )
功能同pcntl_wait,區(qū)別為waitpid為等待指定pid的子進程。當pid為-1時pcntl_waitpid與pcntl_wait 一樣。在pcntl_wait和pcntl_waitpid兩個函數(shù)中的$status中存了子進程的狀態(tài)信息,這個參數(shù)可以用于 pcntl_wifexited、pcntl_wifstopped、pcntl_wifsignaled、pcntl_wexitstatus、 pcntl_wtermsig、pcntl_wstopsig、pcntl_waitpid這些函數(shù)。
例如:

<?php
$pid = pcntl_fork();
if($pid) {
  pcntl_wait($status);
  $id = getmypid();
  echo "parent process,pid {$id}, child pid {$pid}\n";
}else{
  $id = getmypid();
  echo "child process,pid {$id}\n";
  sleep(2);
}
?>

子進程在輸出child process等字樣之后sleep了2秒才結(jié)束,而父進程阻塞著直到子進程退出之后才繼續(xù)運行。

7. pcntl_getpriority ([ int $pid [, int $process_identifier ]] )
取得進程的優(yōu)先級,即nice值,默認為0,在我的測試環(huán)境的linux中(CentOS release 5.2 (Final)),優(yōu)先級為-20到19,-20為優(yōu)先級最高,19為最低。(手冊中為-20到20)。

8. pcntl_setpriority ( int $priority [, int $pid [, int $process_identifier ]] )
設置進程的優(yōu)先級。

9. posix_kill
可以給進程發(fā)送信號

10. pcntl_singal
用來設置信號的回調(diào)函數(shù)

當父進程退出時,子進程如何得知父進程的退出
當父進程退出時,子進程一般可以通過下面這兩個比較簡單的方法得知父進程已經(jīng)退出這個消息:

當父進程退出時,會有一個INIT進程來領養(yǎng)這個子進程。這個INIT進程的進程號為1,所以子進程可以通過使用getppid()來取得當前父進程的pid。如果返回的是1,表明父進程已經(jīng)變?yōu)镮NIT進程,則原進程已經(jīng)推出。
 使用kill函數(shù),向原有的父進程發(fā)送空信號(kill(pid, 0))。使用這個方法對某個進程的存在性進行檢查,而不會真的發(fā)送信號。所以,如果這個函數(shù)返回-1表示父進程已經(jīng)退出。

除了上面的這兩個方法外,還有一些實現(xiàn)上比較復雜的方法,比如建立管道或socket來進行時時的監(jiān)控等等。

PHP多進程采集數(shù)據(jù)的例子 

<?php
/**
* Project: Signfork: php多線程庫
* File:  Signfork.class.php
*/
 
class Signfork{
 /**
  * 設置子進程通信文件所在目錄
  * @var string
  */
 private $tmp_path='/tmp/';
 
/**
 * Signfork引擎主啟動方法
 * 1、判斷$arg類型,類型為數(shù)組時將值傳遞給每個子進程;類型為數(shù)值型時,代表要創(chuàng)建的進程數(shù).
 * @param object $obj 執(zhí)行對象
 * @param string&#124;array $arg 用于對象中的__fork方法所執(zhí)行的參數(shù)
 * 如:$arg,自動分解為:$obj->__fork($arg[0])、$obj->__fork($arg[1])...
 * @return array 返回  array(子進程序列=>子進程執(zhí)行結(jié)果);
 */
 public function run($obj,$arg=1){
  if(!method_exists($obj,'__fork')){
   exit("Method '__fork' not found!");
  }
 
  if(is_array($arg)){
   $i=0;
   foreach($arg as $key=>$val){
    $spawns[$i]=$key;
    $i++;
    $this->spawn($obj,$key,$val);
   }
   $spawns['total']=$i;
  }elseif($spawns=intval($arg)){
   for($i = 0; $i < $spawns; $i++){
    $this->spawn($obj,$i);
   }
  }else{
   exit('Bad argument!');
  }
 
  if($i>1000) exit('Too many spawns!');
   return $this->request($spawns);
  }
 
 /**
  * Signfork主進程控制方法
  * 1、$tmpfile 判斷子進程文件是否存在,存在則子進程執(zhí)行完畢,并讀取內(nèi)容
  * 2、$data收集子進程運行結(jié)果及數(shù)據(jù),并用于最終返回
  * 3、刪除子進程文件
  * 4、輪詢一次0.03秒,直到所有子進程執(zhí)行完畢,清理子進程資源
  * @param string&#124;array $arg 用于對應每個子進程的ID
  * @return array 返回  array([子進程序列]=>[子進程執(zhí)行結(jié)果]);
  */
  private function request($spawns){
   $data=array();
   $i=is_array($spawns)?$spawns['total']:$spawns;
   for($ids = 0; $ids<$i; $ids++){
    while(!($cid=pcntl_waitpid(-1, $status, WNOHANG)))usleep(30000);
    $tmpfile=$this->tmp_path.'sfpid_'.$cid;
    $data[$spawns['total']?$spawns[$ids]:$ids]=file_get_contents($tmpfile);
    unlink($tmpfile);
   }
   return $data;
  }
 
/**
 * Signfork子進程執(zhí)行方法
 * 1、pcntl_fork 生成子進程
 * 2、file_put_contents 將'$obj->__fork($val)'的執(zhí)行結(jié)果存入特定序列命名的文本
 * 3、posix_kill殺死當前進程
 * @param object $obj    待執(zhí)行的對象
 * @param object $i        子進程的序列ID,以便于返回對應每個子進程數(shù)據(jù)
 * @param object $param 用于輸入對象$obj方法'__fork'執(zhí)行參數(shù)
 */
 private function spawn($obj,$i,$param=null){
  if(pcntl_fork()===0){
   $cid=getmypid();
   file_put_contents($this->tmp_path.'sfpid_'.$cid,$obj->__fork($param));
   posix_kill($cid, SIGTERM);
   exit;
  }
 }
}
?>

php在pcntl_fork()后生成的子進程(通常為僵尸進程)必須由pcntl_waitpid()函數(shù)進行資源釋放。但在 pcntl_waitpid()不一定釋放的就是當前運行的進程,也可能是過去生成的僵尸進程(沒有釋放);也可能是并發(fā)時其它訪問者的僵尸進程。但可以使用posix_kill($cid, SIGTERM)在子進程結(jié)束時殺掉它。

子進程會自動復制父進程空間里的變量。

PHP多進程編程示例2 

<?php
//.....
//需要安裝pcntl的php擴展,并加載它
if(function_exists("pcntl_fork")){
  //生成子進程
 $pid = pcntl_fork();
 if($pid == -1){
  die('could not fork');
 }else{
  if($pid){
   $status = 0;
   //阻塞父進程,直到子進程結(jié)束,不適合需要長時間運行的腳本,可使用pcntl_wait($status, 0)實現(xiàn)非阻塞式
   pcntl_wait($status);
   // parent proc code
   exit;
  }else{
   // child proc code
   //結(jié)束當前子進程,以防止生成僵尸進程
   if(function_exists("posix_kill")){
    posix_kill(getmypid(), SIGTERM);
   }else{
    system('kill -9'. getmypid());
   }
   exit;
  }
 }
}else{
  // 不支持多進程處理時的代碼在這里
}
//.....
?>
如果不需要阻塞進程,而又想得到子進程的退出狀態(tài),則可以注釋掉pcntl_wait($status)語句,或?qū)懗桑?
 
<?php
pcntl_wait($status, 1);
//或
pcntl_wait($status, WNOHANG);
?>

在上面的代碼中,如果父進程退出(使用exit函數(shù)退出或redirect),則會導致子進程成為僵尸進程(會交給init進程控制),子進程不再執(zhí)行。

僵尸進程是指的父進程已經(jīng)退出,而該進程dead之后沒有進程接受,就成為僵尸進程.(zombie)進程。任何進程在退出前(使用exit退出) 都會變成僵尸進程(用于保存進程的狀態(tài)等信息),然后由init進程接管。如果不及時回收僵尸進程,那么它在系統(tǒng)中就會占用一個進程表項,如果這種僵尸進程過多,最后系統(tǒng)就沒有可以用的進程表項,于是也無法再運行其它的程序。

預防僵尸進程有以下幾種方法:

1. 父進程通過wait和waitpid等函數(shù)使其等待子進程結(jié)束,然后再執(zhí)行父進程中的代碼,這會導致父進程掛起。上面的代碼就是使用這種方式實現(xiàn)的,但在WEB環(huán)境下,它不適合子進程需要長時間運行的情況(會導致超時)。
使用wait和waitpid方法使父進程自動回收其僵尸子進程(根據(jù)子進程的返回狀態(tài)),waitpid用于臨控指定子進程,wait是對于所有子進程而言。
2. 如果父進程很忙,那么可以用signal函數(shù)為SIGCHLD安裝handler,因為子進程結(jié)束后,父進程會收到該信號,可以在handler中調(diào)用wait回收
3. 如果父進程不關心子進程什么時候結(jié)束,那么可以用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知內(nèi)核,自己對子進程的結(jié)束不感興趣,那么子進程結(jié)束后,內(nèi)核會回收,并不再給父進程發(fā)送信號,例如:

<?php
pcntl_signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
$pid = pcntl_fork();
//....code
?>

4. 還有一個技巧,就是fork兩次,父進程fork一個子進程,然后繼續(xù)工作,子進程再fork一個孫進程后退出,那么孫進程被init接管,孫進程結(jié)束后,init會回收。不過子進程的回收還要自己做。下面是一個例子:

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
 
int main(void){
pid_t  pid;
 
if ((pid = fork()) < 0){
  err_sys("fork error");
} else if (pid == 0){   /**//* first child */
 if ((pid = fork()) < 0){
   err_sys("fork error");
 }elseif(pid > 0){
   exit(0);  /**//* parent from second fork == first child */
 }
 
 /**
  * We're the second child; our parent becomes init as soon
  * as our real parent calls exit() in the statement above.
  * Here's where we'd continue executing, knowing that when
  * we're done, init will reap our status.
  */
  sleep(2);
  printf("second child, parent pid = %d ", getppid());
  exit(0);
}
 
if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid) /**//* wait for first child */
 err_sys("waitpid error");
 
/**
 * We're the parent (the original process); we continue executing,
 * knowing that we're not the parent of the second child.
 */
 exit(0);
}

在fork()/execve()過程中,假設子進程結(jié)束時父進程仍存在,而父進程fork()之前既沒安裝SIGCHLD信號處理函數(shù)調(diào)用 waitpid()等待子進程結(jié)束,又沒有顯式忽略該信號,則子進程成為僵尸進程,無法正常結(jié)束,此時即使是root身份kill-9也不能殺死僵尸進程。補救辦法是殺死僵尸進程的父進程(僵尸進程的父進程必然存在),僵尸進程成為”孤兒進程”,過繼給1號進程init,init會定期調(diào)用wait回收清理這些父進程已退出的僵尸子進程。

所以,上面的示例可以改成: 

<?php
//.....
//需要安裝pcntl的php擴展,并加載它
if(function_exists("pcntl_fork")){
 //生成第一個子進程
$pid = pcntl_fork(); //$pid即所產(chǎn)生的子進程id
if($pid == -1){
 //子進程fork失敗
 die('could not fork');
}else{
 if($pid){
  //父進程code
  sleep(5); //等待5秒
  exit(0); //或$this->_redirect('/');
 }else{
  //第一個子進程code
  //產(chǎn)生孫進程
  if(($gpid = pcntl_fork()) < 0){ ////$gpid即所產(chǎn)生的孫進程id
   //孫進程產(chǎn)生失敗
   die('could not fork');
  }elseif($gpid > 0){
   //第一個子進程code,即孫進程的父進程
   $status = 0;
   $status = pcntl_wait($status); //阻塞子進程,并返回孫進程的退出狀態(tài),用于檢查是否正常退出
   if($status ! = 0) file_put_content('filename', '孫進程異常退出');
   //得到父進程id
   //$ppid = posix_getppid(); //如果$ppid為1則表示其父進程已變?yōu)閕nit進程,原父進程已退出
   //得到子進程id:posix_getpid()或getmypid()或是fork返回的變量$pid
   //kill掉子進程
   //posix_kill(getmypid(), SIGTERM);
   exit(0);
  }else{ //即$gpid == 0
   //孫進程code
   //....
   //結(jié)束孫進程(即當前進程),以防止生成僵尸進程
   if(function_exists('posix_kill')){
     posix_kill(getmypid(), SIGTERM);
   }else{
     system('kill -9'. getmypid());
   }
   exit(0);
  }
 }
}
}else{
 // 不支持多進程處理時的代碼在這里
}
//.....
?>

怎樣產(chǎn)生僵尸進程的
一個進程在調(diào)用exit命令結(jié)束自己的生命的時候,其實它并沒有真正的被銷毀,而是留下一個稱為僵尸進程(Zombie)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(系統(tǒng)調(diào)用exit,它的作用是使進程退出,但也僅僅限于將一個正常的進程變成一個僵尸進程,并不能將其完全銷毀)。在Linux進程的狀態(tài)中,僵尸進程是非常特殊的一種,它已經(jīng)放棄了幾乎所有內(nèi)存空間,沒有任何可執(zhí)行代碼,也不能被調(diào)度,僅僅在進程列表中保留一個位置,記載該進程的退出狀態(tài)等信息供其他進程收集,除此之外,僵尸進程不再占有任何內(nèi)存空間。它需要它的父進程來為它收尸,如果他的父進程沒安裝SIGCHLD信號處理函數(shù)調(diào)用wait或waitpid()等待子進程結(jié)束,又沒有顯式忽略該信號,那么它就一直保持僵尸狀態(tài),如果這時父進程結(jié)束了,那么init進程自動會接手這個子進程,為它收尸,它還是能被清除的。但是如果如果父進程是一個循環(huán),不會結(jié)束,那么子進程就會一直保持僵尸狀態(tài),這就是為什么系統(tǒng)中有時會有很多的僵尸進程。

任何一個子進程(init除外)在exit()之后,并非馬上就消失掉,而是留下一個稱為僵尸進程(Zombie)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),等待父進程處理。這是每個子進程在結(jié)束時都要經(jīng)過的階段。如果子進程在exit()之后,父進程沒有來得及處理,這時用ps命令就能看到子進程的狀態(tài)是”Z”。如果父進程能及時 處理,可能用ps命令就來不及看到子進程的僵尸狀態(tài),但這并不等于子進程不經(jīng)過僵尸狀態(tài)。

如果父進程在子進程結(jié)束之前退出,則子進程將由init接管。init將會以父進程的身份對僵尸狀態(tài)的子進程進行處理。

另外,還可以寫一個php文件,然后在以后臺形式來運行它,例如: 

<?php
//Action代碼
public function createAction(){
  //....
  //將args替換成要傳給insertLargeData.php的參數(shù),參數(shù)間用空格間隔
  system('php -f insertLargeData.php ' . ' args ' . '&');
  $this->redirect('/');
}
?>

然后在insertLargeData.php文件中做數(shù)據(jù)庫操作。也可以用cronjob + php的方式實現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的處理。

如果是在終端運行php命令,當終端關閉后,剛剛執(zhí)行的命令也會被強制關閉,如果你想讓其不受終端關閉的影響,可以使用nohup命令實現(xiàn): 

<?php
//Action代碼
public function createAction(){
  //....
  //將args替換成要傳給insertLargeData.php的參數(shù),參數(shù)間用空格間隔
  system('nohup php -f insertLargeData.php ' . ' args ' . '&');
  $this->redirect('/');
}
?>

你還可以使用screen命令代替nohup命令。

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