php 多进程编程笔记

最近在研究 workerman 的运行原理。其中运用到了 php 的多进程处理，本文将我的学习程记录下来。首先 php 要安装了 pcntl 和 posix 扩展。一般默认都安装了的，可以使用命令 php -m 确定是否已开启。

什么是多进程？

齐天大圣孙悟空就有这样的本领。抓一把猴毛，变化出多个分身，有了这么多分身就可以制定多种作战方式，这样打妖怪的效率将大大提升。主进程相当于孙悟空本身，子进程就相当于这些猴儿子。有了多个进程也能更好的利用多核 CPU。

php 生孩子的特殊技巧

php 生孩子的特殊技巧使用到了 pcntl_fork() 函数。

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//创建子进程（生孩子）
$son = pcntl_fork();

if ($son === -1) {
    //生孩子失败
    throw new Exception("fork fail");
} else if ($son === 0) {
    //生孩子成功,这个 else if 代码块中都是儿子的领地,让他存活 10 秒,每秒都说句话
    $liveTime = 10;
    for ($j = 0; $j < $liveTime; $j++) {
        sleep(1);
        echo "son: " . $j . PHP_EOL;
    }
    exit(0);
}

//主体生存 20 秒,也每秒都说句话
$liveTime = 20;
for($i = 0; $i < $liveTime; $i++) {
    sleep(1);
    echo  "father: " . $i . PHP_EOL;
}
exit(0);

在命令行执行 php 文件名.php 会发现爸爸和儿子是在同时打怪兽。得到的结果如下：

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father: 0
son: 0
father: 1
son: 1
father: 2
son: 2
father: 3
son: 3
....

僵尸进程

当子进程比父进程先退出，而父进程没对其做任何处理的时候，子进程将会变成僵尸进程。但是这里的子进程死了话还留着一个空壳在，直到父进程回收它。僵尸进程虽然不占什么内存，但是很碍眼。

上面的代码运行十秒后，子进程退出，主进程还在运行。这样就能出现僵尸进程的情况（子进程比父进程先退出，并且父进程没有对它做处理）。top 命令 zombie 参数前面的数字就是僵尸进程数量。

一般来说，在父进程结束之前回收挂掉的子进程就可以了。在 pcntl 扩展里面有一个 pcntl_wait() 函数，它会将父进程挂起，直到有一个子进程退出为止。如果有一个子进程变成了僵尸的话，它会立即回收。把上面的代码改为：

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//生三个孩子
for($i = 0; $i < 3; $i++) {
    //创建子进程（生孩子）
    $son = pcntl_fork();
    if ($son === -1) {
        //生孩子失败
        throw new Exception("fork fail");
    } else if ($son === 0) {
        //生孩子成功,这个 else if 代码块中都是儿子的领地,让他存活 10 秒,每秒都说句话
        $liveTime = 10;
        //获得这个孩子的进程 id
        $son_pid = getmypid();
        for ($j = 0; $j < $liveTime; $j++) {
            sleep(1);
            echo "{$son_pid} son: {$j}" . PHP_EOL;
        }
        exit(0);
    }
}

while(1) {
    sleep(1);
    //挂起主进程,主进程用来控制子进程
    $status = 0;
    $pid = pcntl_wait($status, WUNTRACED);
    if ($pid > 0) {
        //如果有子进程退出,可以做一些事情。比如记录日志,重新生成一个子进程
    }
}

这样就不会出现僵尸进程了，当然我们也可以做到发现有子进程退出，就重新 fork 一个补充上去。

当然还存在一种情况就是父进程比子进程先退出，然而子进程依旧还在正常运行。但是这个时候，子进程会被交给 1 号进程，1 号进程成为了这些子进程的继父。1 号进程会很好地处理这些进程的资源，当它们结束时 1 号进程会自动回收资源。所以，另一种处理僵尸进程的临时办法是关闭它们的父进程。

信号

信号在系统中是一个非常重要的东西。信号就是信号灯，点亮一个信号灯，程序就会做出反应。这个你一定用过，比如说在终端下运行某个程序，等了半天也没什么反应，可能你会按 Ctrl+C 来关闭这个程序。实际上，这里就是通过键盘向程序发送了一个中断的信号：SIGINT。有时候进程失去响应了还会执行 kill [PID] 命令，未加任何其他参数的话，程序会接收到一个 SIGTERM 信号。程序收到上面两个信号的时候，默认都会结束执行，那么是否有可能改变这种默认行为呢？必须能啊！

pcntl_signal() 函数是用来注册信号处理方法的。下面这段程序将给 SIGINT 重新定义行为：

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// 定义一个处理器，接收到 SIGINT 信号后只输出一行信息
function signalHandler($signal) {
    if ($signal == SIGINT) {
        echo 'signal received' . PHP_EOL;
    }
}
// 信号注册：当接收到 SIGINT 信号时，调用 signalHandler()函数
pcntl_signal(SIGINT, 'signalHandler');
while (true) {
    sleep(1);
    // do something
    pcntl_signal_dispatch(); // 接收到信号时，调用注册的 signalHandler()
}

执行一下，随时按下 Ctrl+C 看看会发生什么事。

说明一下：pcntl_signal() 函数仅仅是注册信号和它的处理方法，真正接收到信号并调用其处理方法的是 pcntl_signal_dispatch() 函数。

系统中的 kill 命令其实就是向进程发送信号，在 PHP 中也可以调用 posix_kill() 函数来达到相同的效果。有了它就可以在父进程中控制其他子进程的运行了。比如在父进程结束之前关闭所有子进程，那么 fork 的时候在父进程记录所有子进程的 PID，父进程结束之前依次给子进程发送结束信号即可。workerman 就是通过信号来控制程序的 stop reload 的。

重定向标准输出

之前我们进程的输出都是显示在终端里，一个项目正式运行的时候都是要离开终端，让程序在后台以守护进程运行。然后程序的输出内容定向到一个文件中。

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//自定义标准输出和标准错误保存文件
$stdoutFile = "/tmp/phpout.log";
//全局的标准输出和标准错误
global $STDOUT, $STDERR;
$handle = fopen($stdoutFile,"a");
if($handle) {
    unset($handle);
    //重新设置标准输出和标准错误的保存位置
    @fclose(STDOUT);
    @fclose(STDERR);
    $STDOUT = fopen($stdoutFile,"a");
    $STDERR = fopen($stdoutFile,"a");
} else {
    throw new Exception('can not open stdoutFile ' . $stdoutFile);
}

守护进程

程序要脱离终端运行，很简单。先 fork 一个子进程，把原来的主进程结束掉，然后把子进程设置为新的会话，这样就脱离了终端。为了保险起见，我们再 fork 一次，结束掉刚刚设置的新会话 leader。这样就没有可能再回到终端了。

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//让 fork 出的子进程拥有最大权限
umask(0);

$pid = pcntl_fork();
if(-1 === $pid) {
    throw new Exception('fork fail');
} elseif ($pid > 0) {
    exit(0);
}
if(-1 === posix_setsid()) {
    throw new Exception("setsid fail");
}
// fork again avoid SVR4 system regain the control of terminal
$pid = pcntl_fork();
if(-1 === $pid) {
    throw new Exception("fork fail");
} elseif (0 !== $pid) {
    exit(0);
}

END

看完上面说了这么多，应该可以模仿 workerman 写一个简单的多进程控制了。希望对你有所帮助！

什么是多进程？#

php 生孩子的特殊技巧#

僵尸进程#

信号#

重定向标准输出#

守护进程#

END#

什么是多进程？

php 生孩子的特殊技巧

僵尸进程

信号

重定向标准输出

守护进程

END