以实例全面讲解PHP中多进程编程的相关函数的使

编程学习 2021-07-05 09:09www.dzhlxh.cn编程入门
这篇文章主要介绍了以实例全面讲解PHP中多进程编程的相关函数的使用,包括对僵尸进程的处理等方面,极力推荐!需要的朋友可以参考下

    PHP有一组进程控制函数(编译时需要–enable-pcntl与posix扩展),使得php能实现跟c一样的创建子进程、使用exec函数执行程序、处理信号等功能。
   

<?php 
  header('content-type:text/html;charset=utf-8' ); 
   
  // 必须加载扩展 
  if (!function_exists("pcntl_fork")) { 
    die("pcntl extention is must !"); 
  } 
  //总进程的数量 
  $totals = 3; 
  // 执行的脚本数量 
  $cmdArr = array(); 
  // 执行的脚本数量的数组 
  for ($i = 0; $i < $totals; $i++) { 
    $cmdArr[] = array("path" => __DIR__ . "/run.php", 'pid' =>$i ,'total' =>$totals); 
  } 
   
  /* 
  展开:$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); //如果父进程不关心子进程什么时候结束,子进程结束后,内核会回收。 
  foreach ($cmdArr as  $cmd) { 
    $pid = pcntl_fork();  //创建子进程 
    //父进程和子进程都会执行狼蚁网站SEO优化代码 
    if ($pid == -1) { 
      //错误处理:创建子进程失败时返回-1. 
      die('could not fork'); 
    } else if ($pid) { 
      //父进程会得到子进程号,所以这里是父进程执行的逻辑 
      //如果不需要阻塞进程,而又想得到子进程的退出状态,则可以注释掉pcntl_wait($status)语句,或写成: 
      pcntl_wait($status,WNOHANG); //等待子进程中断,防止子进程成为僵尸进程。 
    } else { 
      //子进程得到的$pid为0, 所以这里是子进程执行的逻辑。 
      $path  = $cmd["path"]; 
      $pid = $cmd['pid'] ; 
      $total = $cmd['total'] ; 
      echo exec("/usr/bin/php {$path} {$pid} {$total}")."\n"; 
      exit(0) ; 
    } 
  } 
  ?> 

使用PHP真正的多进程运行模式,适用于数据采集、邮件群发、数据源更新、tcp服务器等环节。

PHP有一组进程控制函数(编译时需要 –enable-pcntl与posix扩展),使得php能在*nix系统中实现跟c一样的创建子进程、使用exec函数执行程序、处理信号等功能。 PCNTL使用ticks来作为信号处理机制(signal handle callback mechanism),可以最小程度地降低处理异步事件时的负载。何谓ticks?Tick 是一个在代码段中解释器每执行 N 条低级语句就会发生的事件,这个代码段需要通过declare来指定。

常用的PCNTL函数
1. pcntl_alarm ( int $seconds )
设置一个$seconds秒后发送SIGALRM信号的计数器

2. pcntl_signal ( int $signo , callback $handler [, bool $restart_syscalls ] )
为$signo设置一个处理该信号的回调函数。狼蚁网站SEO优化是一个隔5秒发送一个SIGALRM信号,并由signal_handler函数获取,然后打印一个“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 ]] )
在当前的进程空间中执行指定程序,类似于c中的exec族函数。所谓当前空间,即载入指定程序的代码覆盖掉当前进程的空间,执行完该程序进程即结束。

 

<?php
$dir = '/home/shankka/';
$cmd = 'ls';
$option = '-l';
$pathtobin = '/bin/ls';
 
$arg = array($cmd, $option, $dir);
 
pcntl_exec($pathtobin, $arg);
echo '123';  //不会执行到该行
?>

4. pcntl_fork ( void )
为当前进程创建一个子进程,并且先运行父进程,返回的是子进程的PID,肯定大于零。在父进程的代码中可以用 pcntl_wait(&$status)暂停父进程知道他的子进程有返回值。注意:父进程的阻塞同时会阻塞子进程。但是父进程的结束不影响子进程的运行。
父进程运行完了会接着运行子进程,这时子进程会从执行pcntl_fork()的那条语句开始执行(包括此函数),但是此时它返回的是零(代表这是一个子进程)。在子进程的代码块中最好有exit语句,即执行完子进程后立即就结束。否则它会又重头开始执行这个脚本的某些部分。

注意两点:

  1. 子进程最好有一个exit;语句,防止不必要的出错;
  2. pcntl_fork间最好不要有其它语句,例如: 
<?php
$pid = pcntl_fork();
//这里最好不要有其他的语句
if ($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 $options ] )
阻塞当前进程,只到当前进程的一个子进程退出或者收到一个结束当前进程的信号。使用$status返回子进程的状态码,并可以指定第二个参数来说明是否以阻塞状态调用:
阻塞方式调用的,函数返回值为子进程的pid,如果没有子进程返回值为-1;
非阻塞方式调用,函数还可以在有子进程在运行但没有结束的子进程时返回0。

6. pcntl_waitpid ( int $pid , int &$status [, int $options ] )
功能同pcntl_wait,区别为waitpid为等待指定pid的子进程。当pid为-1时pcntl_waitpid与pcntl_wait 一样。在pcntl_wait和pcntl_waitpid两个函数中的$status中存了子进程的状态信息,这个参数可以用于 pcntl_wifexited、pcntl_wifstopped、pcntl_wifsignaled、pcntl_wexitstatus、 pcntl_wtermsig、pcntl_wstopsig、pcntl_waitpid这些函数。
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);
}
?>

子进程在输出child process等字样之后sleep了2秒才结束,而父进程阻塞着直到子进程退出之后才继续运行。

7. pcntl_getpriority ([ int $pid [, int $process_identifier ]] )
取得进程的优先级,即nice值,默认为0,在我的测试环境的linux中(CentOS release 5.2 (Final)),优先级为-20到19,-20为优先级最高,19为最低。(手册中为-20到20)。

8. pcntl_setpriority ( int $priority [, int $pid [, int $process_identifier ]] )
设置进程的优先级。

9. posix_kill
可以给进程发送信号

10. pcntl_singal
用来设置信号的回调函数

当父进程退出时,子进程如何得知父进程的退出
当父进程退出时,子进程一般可以通过狼蚁网站SEO优化这两个比较简单的方法得知父进程已经退出这个消息:

当父进程退出时,会有一个INIT进程来领养这个子进程。这个INIT进程的进程号为1,所以子进程可以通过使用getppid()来取得当前父进程的pid。如果返回的是1,表明父进程已经变为INIT进程,则原进程已经推出。
 使用kill函数,向原有的父进程发送空信号(kill(pid, 0))。使用这个方法对某个进程的存在性进行检查,而不会真的发送信号。所以,如果这个函数返回-1表示父进程已经退出。

除了上面的这两个方法外,还有一些实现上比较复杂的方法,比如建立管道或socket来进行时时的监控等等。

PHP多进程采集数据的例子
 

<?php
/**
* Project: Signfork: php多线程库
* File:  Signfork.class.php
*/
 
class Signfork{
 /**
  * 设置子进程通信文件所在目录
  * @var string
  */
 private $tmp_path='/tmp/';
 
/**
 * Signfork引擎主启动方法
 * 1、判断$arg类型,类型为数组时将值传递给每个子进程;类型为数值型时,代表要创建的进程数.
 * @param object $obj 执行对象
 * @param string&#124;array $arg 用于对象中的__fork方法所执行的参数
 * 如:$arg,自动分解为:$obj->__fork($arg[0])、$obj->__fork($arg[1])...
 * @return array 返回  array(子进程序列=>子进程执行结果);
 */
 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主进程控制方法
  * 1、$tmpfile 判断子进程文件是否存在,存在则子进程执行完毕,并读取内容
  * 2、$data收集子进程运行结果及数据,并用于最终返回
  * 3、删除子进程文件
  * 4、轮询一次0.03秒,直到所有子进程执行完毕,清理子进程资源
  * @param string&#124;array $arg 用于对应每个子进程的ID
  * @return array 返回  array([子进程序列]=>[子进程执行结果]);
  */
  private function request($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子进程执行方法
 * 1、pcntl_fork 生成子进程
 * 2、file_put_contents 将'$obj->__fork($val)'的执行结果存入特定序列命名的文本
 * 3、posix_kill杀死当前进程
 * @param object $obj    待执行的对象
 * @param object $i        子进程的序列ID,以便于返回对应每个子进程数据
 * @param object $param 用于输入对象$obj方法'__fork'执行参数
 */
 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()后生成的子进程(通常为僵尸进程)必须由pcntl_waitpid()函数进行资源释放。但在 pcntl_waitpid()不一定释放的就是当前运行的进程,也可能是过去生成的僵尸进程(没有释放);也可能是并发时其它访问者的僵尸进程。但可以使用posix_kill($cid, SIGTERM)在子进程结束时杀掉它。

子进程会自动复制父进程空间里的变量。

PHP多进程编程示例2
 

<?php
//.....
//需要安装pcntl的php扩展,并加载它
if(function_exists("pcntl_fork")){
  //生成子进程
 $pid = pcntl_fork();
 if($pid == -1){
  die('could not fork');
 }else{
  if($pid){
   $status = 0;
   //阻塞父进程,直到子进程结束,不适合需要长时间运行的脚本,可使用pcntl_wait($status, 0)实现非阻塞式
   pcntl_wait($status);
   // parent proc code
   exit;
  }else{
   // child proc code
   //结束当前子进程,以防止生成僵尸进程
   if(function_exists("posix_kill")){
    posix_kill(getmypid(), SIGTERM);
   }else{
    system('kill -9'. getmypid());
   }
   exit;
  }
 }
}else{
  // 不支持多进程处理时的代码在这里
}
//.....
?>
如果不需要阻塞进程,而又想得到子进程的退出状态,则可以注释掉pcntl_wait($status)语句,或写成:
 
<?php
pcntl_wait($status, 1);
//或
pcntl_wait($status, WNOHANG);
?>

在上面的代码中,如果父进程退出(使用exit函数退出或redirect),则会导致子进程成为僵尸进程(会交给init进程控制),子进程不再执行。

僵尸进程是指的父进程已经退出,而该进程dead之后没有进程接受,就成为僵尸进程.(zombie)进程。任何进程在退出前(使用exit退出) 都会变成僵尸进程(用于保存进程的状态等信息),然后由init进程接管。如果不及时回收僵尸进程,那么它在系统中就会占用一个进程表项,如果这种僵尸进程过多,最后系统就没有可以用的进程表项,于是也无法再运行其它的程序。

预防僵尸进程有以下几种方法:

1. 父进程通过wait和waitpid等函数使其等待子进程结束,然后再执行父进程中的代码,这会导致父进程挂起。上面的代码就是使用这种方式实现的,但在WEB环境下,它不适合子进程需要长时间运行的情况(会导致超时)。
使用wait和waitpid方法使父进程自动回收其僵尸子进程(根据子进程的返回状态),waitpid用于临控指定子进程,wait是对于所有子进程而言。
2. 如果父进程很忙,那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler,因为子进程结束后,父进程会收到该信号,可以在handler中调用wait回收
3. 如果父进程不关心子进程什么时候结束,那么可以用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核,自己对子进程的结束不感兴趣,那么子进程结束后,内核会回收,并不再给父进程发送信号,例如:
 

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

4. 还有一个技巧,就是fork两次,父进程fork一个子进程,然后继续工作,子进程再fork一个孙进程后退出,那么孙进程被init接管,孙进程结束后,init会回收。不过子进程的回收还要自己做。狼蚁网站SEO优化是一个例子:
 

#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()过程中,假设子进程结束时父进程仍存在,而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用 waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,则子进程成为僵尸进程,无法正常结束,此时即使是root身份kill-9也不能杀死僵尸进程。补救办法是杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在),僵尸进程成为”孤儿进程”,过继给1号进程init,init会定期调用wait回收清理这些父进程已退出的僵尸子进程。

所以,上面的示例可以改成:
 

<?php
//.....
//需要安装pcntl的php扩展,并加载它
if(function_exists("pcntl_fork")){
 //生成第一个子进程
$pid = pcntl_fork(); //$pid即所产生的子进程id
if($pid == -1){
 //子进程fork失败
 die('could not fork');
}else{
 if($pid){
  //父进程code
  sleep(5); //等待5秒
  exit(0); //或$this->_redirect('/');
 }else{
  //第一个子进程code
  //产生孙进程
  if(($gpid = pcntl_fork()) < 0){ ////$gpid即所产生的孙进程id
   //孙进程产生失败
   die('could not fork');
  }elseif($gpid > 0){
   //第一个子进程code,即孙进程的父进程
   $status = 0;
   $status = pcntl_wait($status); //阻塞子进程,并返回孙进程的退出状态,用于检查是否正常退出
   if($status ! = 0) file_put_content('filename', '孙进程异常退出');
   //得到父进程id
   //$ppid = posix_getppid(); //如果$ppid为1则表示其父进程已变为init进程,原父进程已退出
   //得到子进程id:posix_getpid()或getmypid()或是fork返回的变量$pid
   //kill掉子进程
   //posix_kill(getmypid(), SIGTERM);
   exit(0);
  }else{ //即$gpid == 0
   //孙进程code
   //....
   //结束孙进程(即当前进程),以防止生成僵尸进程
   if(function_exists('posix_kill')){
     posix_kill(getmypid(), SIGTERM);
   }else{
     system('kill -9'. getmypid());
   }
   exit(0);
  }
 }
}
}else{
 // 不支持多进程处理时的代码在这里
}
//.....
?>

怎样产生僵尸进程的
一个进程在调用exit命令结束自己的生命的时候,其实它并没有真正的被销毁,而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构(系统调用exit,它的作用是使进程退出,但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程,并不能将其完全销毁)。在Linux进程的状态中,僵尸进程是非常特殊的一种,它已经放弃了几乎所有内存空间,没有任何可执行代码,也不能被调度,仅仅在进程列表中保留一个位置,记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集,除此之外,僵尸进程不再占有任何内存空间。它需要它的父进程来为它收尸,如果他的父进程没安装SIGCHLD信号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,那么它就一直保持僵尸状态,如果这时父进程结束了,那么init进程自动会接手这个子进程,为它收尸,它还是能被清除的。但是如果如果父进程是一个循环,不会结束,那么子进程就会一直保持僵尸状态,这就是为什么系统中有时会有很多的僵尸进程。

任何一个子进程(init除外)在exit()之后,并非马上就消失掉,而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构,等待父进程处理。这是每个子进程在结束时都要经过的阶段。如果子进程在exit()之后,父进程没有来得及处理,这时用ps命令就能看到子进程的状态是”Z”。如果父进程能及时 处理,可能用ps命令就来不及看到子进程的僵尸状态,但这并不等于子进程不经过僵尸状态。

如果父进程在子进程结束之前退出,则子进程将由init接管。init将会以父进程的身份对僵尸状态的子进程进行处理。

另外,还可以写一个php文件,然后在以后台形式来运行它,例如:

 

<?php
//Action代码
public function createAction(){
  //....
  //将args替换成要传给insertLargeData.php的参数,参数间用空格间隔
  system('php -f insertLargeData.php ' . ' args ' . '&');
  $this->redirect('/');
}
?>

然后在insertLargeData.php文件中做数据库操作。也可以用cronjob + php的方式实现大数据量的处理。

如果是在终端运行php命令,当终端关闭后,刚刚执行的命令也会被强制关闭,如果你想让其不受终端关闭的影响,可以使用nohup命令实现:

 

<?php
//Action代码
public function createAction(){
  //....
  //将args替换成要传给insertLargeData.php的参数,参数间用空格间隔
  system('nohup php -f insertLargeData.php ' . ' args ' . '&');
  $this->redirect('/');
}
?>

你还可以使用screen命令代替nohup命令。

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