php多进程编程详解

时间 2019-12-09

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php多进程编程

前言

php单进程存在的问题：php

多核处理器未充分利用，而单处理器一般须要等待其余操做完成以后才能再继续工做。任何现代操做系统均可在幕后执行多任务，这意味着在很短期内，计算机能够调度多个进程，以执行多个程序。程序员

若是咱们将全部的工做都局限在一个进程中，它只能一次作一件事，这意味着咱们须要将咱们的单进程任务变成一个多进程任务，以便咱们能够利用操做系统的多任务处理能力。shell

多进程与多线程

在继续以前，先解释下多进程和多线程之间的区别。编程

进程，是具备其本身的存储器空间，本身的进程ID号等的程序的惟一实例。
线程，能够被认为是一个虚拟进程，它没有本身的进程ID，没有本身的内存空间，但仍然可以利用多任务。多线程

启用超线程的CPU,经过动态生成线程，以尽量避免延迟，从而进一步推动。函数

虽然有些人可能不一样意，但大多数Unix程序员具备必定程度的不信任的线程。 Unix系统老是首选多进程，而后才是多线程，部分缘由是在Unix上建立一个进程（一般称为子进程的“生成”或“分叉”）是很是快的。在其余操做系统中，如Windows，fork至关慢，因此线程概念更受欢迎。
考虑到这一点,绝不奇怪,因此目前只有在unix系统中支持php以fork多个进程,这个扩展是pcntl_fork函数操作系统

php如何进行多进程编程

在php中使用pcntl_fork扩展函数进行frok多个进程。线程

pcntl_fork返回值说明
当pcntl_fork函数被调用时,它将返回3个值。
若是返回值为-1，则fork失败，而且没有子进程。这多是因为缺乏内存，或者由于已经达到对用户进程数量的系统限制。
若是返回值是大于0的任何数字，当前脚本是调用pcntl_fork（）的父级，返回值是分叉的子进程的进程ID（PID）。最后，若是返回值为0，则当前脚本是被分叉的子节点。unix

pcntl_fork执行原理

若是你成功的执行pcntl_fork()函数，将有两个PHP副本同时执行相同的脚本。它们都从pcntl_fork()行继续执行，最重要的是，子进程获取父进程中设置的全部变量的副本，甚至是资源。咱们忘记的一个关键的事情是，资源的副本不是一个独立的资源，他们将指向同一个事情，这多是有问题的，更多的详情，稍后将继续讨论。code

如今，这里有一个基本使用pcntl_fork（）的例子：

<?php
    $pid = pcntl_fork();

    switch($pid) {
        case -1:
            print "Could not fork!\n";
            exit;
        case 0:
            print "In child!\n";
            break;
        default:
            print "In parent!\n";
    }
?>

上面的脚本只是在父进程和子进程中打印一条消息。可是，它不显示父项的变量数据如何被复制到子项，它输出了2条信息，以下所示，说明已是有2个进程在执行了(其中一个是主进程，一个是fork出来的子进程)

[root@25f0b49dc696 wwwroot]# php fork.php 
In parent!
In child!

接着看下面的例子:

<?php
    $pid1 = pcntl_fork(); //第一次fork
    $pid2 = pcntl_fork(); //第二次fork
    $pid3 = pcntl_fork(); //第三次fork

    $current_process_id = posix_getpid();

    echo "current_process_id===$current_process_id===pid1==$pid1===pid2===$pid2==pid3==$pid3\n";

上面的例子，输出结果以下：

current_process_id===13090===pid1==13091===pid2===13092==pid3==13093
current_process_id===13093===pid1==13091===pid2===13092==pid3==0
current_process_id===13092===pid1==13091===pid2===0==pid3==13094
current_process_id===13094===pid1==13091===pid2===0==pid3==0
current_process_id===13091===pid1==0===pid2===13095==pid3==13096
current_process_id===13096===pid1==0===pid2===13095==pid3==0
current_process_id===13095===pid1==0===pid2===0==pid3==13097
current_process_id===13097===pid1==0===pid2===0==pid3==0

分析上面的结果，
能够看出，主进程ID是13090
第一次fork
主13090 ->13091
第二次fork
主13090 ->13092
子13091 ->13095
第三次fork
主13090 ->13093
子13091 ->13096
子13092 ->13094
子13095 ->13097
至此，一共有8个进程在执行当前脚本

接着看下面的例子:

<?php
    $main_process_id = posix_getpid();
    echo "the main process id==$main_process_id\n";
    for ($i = 1; $i <= 5; ++$i) {
        $pid = pcntl_fork();
        $current_process_id = posix_getpid();
        if (!$pid) {
            echo "child $i current process id==$current_process_id==pid==$pid\n";
            sleep(1);
            //sleep($i)
            print "In child $i\n";
            //这里设置sleep不会阻塞输出,1s后会自动结束进程
            //sleep(1);
            //结束当前子进程,不让子进程继续fork,不会阻止父进程继续fork
            exit;
        }
        else{
            echo "parent current process id==$current_process_id==pid==$pid\n";
            print "In parent $i\n";
            //fork完毕,退出父进程,不让下次参与fork，能保证执行顺序，但下一次的fork要等待子进程执行完成后才能fork
            //exit;
        }
    }

此次五个子进程被fork建立成功，而且，由于每一个子进程在父进程最后设置的时候获取$ i变量的副本，脚本打印出"In child 1", "In child 2", "In child 3", "In child 4", and "In child 5".

[root@25f0b49dc696 wwwroot]# php fork2.php 
the main process id==13163
parent current process id==13163==pid==13164
In parent 1
parent current process id==13163==pid==13165
In parent 2
parent current process id==13163==pid==13166
In parent 3
parent current process id==13163==pid==13167
In parent 4
parent current process id==13163==pid==13168
In parent 5
child 3 current process id==13166==pid==0
child 2 current process id==13165==pid==0
child 4 current process id==13167==pid==0
child 5 current process id==13168==pid==0
child 1 current process id==13164==pid==0
[root@25f0b49dc696 wwwroot]# In child 3
In child 4
In child 5
In child 2
In child 1

然而，一切都不是那么简单，由于有两个关键的事情要注意，当你运行上述脚本。

首先，注意每一个子脚本在打印出它的消息后调用exit。在正常状况下，这将当即退出脚本，但在这里，它退出的是子PHP脚本，而不是父或任何其余子脚本。所以，每一个其余子脚本和父脚本能够而且确实在一个孩子终止后继续执行。

其次，当脚本运行时，它的输出可能很混乱。

注意孩子们如何按顺序打印出他们的信息。虽然这多是很常见的状况，你不能依靠你的孩子被执行在一个特定的顺序。
这是多处理器的基本原则之一：一旦产生了进程，它就是操做系统决定什么时候执行它以及给出多少时间。
还要注意我如何当即返回到个人shell提示，而后调用五个孩子打印出他们的消息，尽管我显然已经有控制权。

这样作的缘由是由于虽然孩子们附着在终端上，但他们基本上是在后台运行的。一旦父终止，命令提示符将从新出现，你能够开始执行其余程序，可是，正如你能够看到，孩子们仍然会活跃，当他们想（由于孩子们不会作）。在没有sleep命令状况下，这将不那么明显，可是重要的是记住子进程本质上有本身的运行环境。

PHP，像任何父母，可使其监视其孩子，以确保他们作正确的事情。这是经过两个新函数来实现的：
pcntl_waitpid（），它指示PHP等待子进程，
pcntl_wexitstatus（），它获取一个终止子进程返回的值。咱们已经看过exit（）函数，以及如何使用它来向系统返回一个值
咱们将使用这个值将值发送回父进程，而后检索使用pcntl_wexitstatus（）。

在深刻了解代码以前，让我先解释一下这些新函数是如何使用的。

pcntl_waitpid

int pcntl_waitpid ( int $pid , int &$status [, int $options = 0 ] )

默认状况下，pcntl_waitpid()将致使父进程无限期地暂停，等待子进程终止。
若是pid指定的子进程在此函数调用时已经退出（俗称僵尸进程），此函数将马上返回

至少须要两个参数，$pid-父类应该等待的子进程ID，$status-用来填充子进程状态的变量

$pid的值能够是如下之一：

< -1    等待任意进程组ID等于参数pid给定值的绝对值的进程。例如，若是传递-1802，pcntl_waitpid将等待进程组ID为1802的任何子进程。
-1  等待任意子进程;与pcntl_wait函数行为一致。
0   等待任意与调用进程组ID相同的子进程。这是最经常使用的值。
> 0 等待进程号等于参数pid值的子进程。也就是说，若是你传入1802，pcntl_waitpid将等待子进程1802终止。

$status
pcntl_waitpid()将会存储状态信息到status 参数上，这个经过status参数返回的状态信息能够用如下函数 pcntl_wifexited(), pcntl_wifstopped(), pcntl_wifsignaled(), pcntl_wexitstatus(), pcntl_wtermsig()以及 pcntl_wstopsig()获取其具体的值。

返回值
pcntl_waitpid()返回退出的子进程进程号，发生错误时返回-1
返回终止子进程的PID，而后用状态变量填充子进程退出的信息。
若是调用pcntl_waitpid而且没有子运行，则当即返回-1而且不填充状态变量。

所以，若是0做为第一个参数传递给函数，pcntl_waitpid（）将等待它的任何子进程终止。当它成立时，它返回子进程的PID，终止并填充第二个参数，并提供有关终止的子进程的信息。由于咱们有几个孩子，咱们须要继续调用pcntl_waitpid（），直到它返回-1，每次返回一些东西，咱们应该打印出来的子进程的返回值。

从咱们的子进程返回一个值就像向exit（）传递一个参数同样简单，而不只仅是终止。这经过pcntl_waitpid（）的返回值返回父节点，返回一个状态代码。此状态代码不直接求值为返回值，由于它包含两个位的信息：子节点如何终止，以及若是子节点终止，则返回它的退出代码。

如今咱们只假设子节点本身终止，这意味着退出代码老是设置在pcntl_waitpid（）的返回值里面。要从返回值提取退出代码，使用pcntl_wexitstatus（）函数，它将返回值做为其惟一参数，并返回子进程的退出代码。

这可能听起来很复杂，可是一旦查看下一个代码项目，它应该会变得清楚。这个例子显示了咱们讨论的一切：

<?php
    for ($i = 1; $i <= 5; ++$i) {
        $pid = pcntl_fork();

        if (!$pid) {
            sleep(1);
            $current_process_id = posix_getpid();
            print "In child $i===process_id===$current_process_id\n";
            exit($i);
        }
    }

    while (($pid = pcntl_waitpid(0, $status)) != -1) {
        $status = pcntl_wexitstatus($status);
        echo "Child $status completed==pid==$pid\n";
    }
?>

上例将输出,同时也验证了pcntl_waitpid返回的pid是正确的

In child 1===process_id===13106
In child 5===process_id===13110
In child 4===process_id===13109
In child 3===process_id===13108
In child 2===process_id===13107
Child 4 completed==pid==13109
Child 5 completed==pid==13110
Child 1 completed==pid==13106
Child 3 completed==pid==13108
Child 2 completed==pid==13107

注意，经过使用exit（$ i）;每一个子节点返回它在屏幕上打印出来的数字做为其退出代码。主while循环再次调用pcntl_waitpid（），直到它返回-1（没有子节点），而且对于每一个终止的子节点，它使用pcntl_wexitstatus（）提取出口代码并打印出来。注意，pcntl_waitpid（）的第一个参数是0，这意味着它将等待全部的孩子。

运行该脚本应该中止命令提示符，直到全部五个孩子终止，这是理想的。