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  • PHP进程及进程间通信

    正文概述 转载于:掘金(程序员安安)   2021-06-11   54

    环境

    php中的进程是以扩展的形式来完成。通过这些扩展,我们能够很轻松的完成进程的一系列动作。

    pcntl扩展:主要的进程扩展,完成进程创建于等待操作。 posix扩展:完成posix兼容机通用api,如获取进程id,杀死进程等。 sysvmsg扩展:实现system v方式的进程间通信之消息队列。 sysvsem扩展:实现system v方式的信号量。 sysvshm扩展:实现system v方式的共享内存。 sockets扩展:实现socket通信。 这些扩展只能在linux/mac中使用,window下是不支持。最后建议php版本为5.5+。

    简单的例子

    一个简单的PHP多进程例子,该例子中,一个子进程,一个父进程。子进程输出5次,退出程序。

    
    echo "parent progress pid:{$parentPid}\n";
    
    $childList = array();
    
    $pid = pcntl_fork();
    
    if ( $pid == -1) {
    
        // 创建失败
    
        exit("fork progress error!\n");
    
    } else if ($pid == 0) {
    
        // 子进程执行程序
    
        $pid = posix_getpid();
    
        $repeatNum = 5;
    
        for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) {
    
            echo "({$pid})child progress is running! {$i} \n";
    
            $rand = rand(1,3);
    
            sleep($rand);
    
        }
    
        exit("({$pid})child progress end!\n");
    
    } else {
    
        // 父进程执行程序
    
        $childList[$pid] = 1;
    
    }
    
    // 等待子进程结束
    
    pcntl_wait($status);
    echo "({$parentPid})main progress end!";
    

    完美,终于创建了一个子进程,一个父进程。完了么?没有,各个进程之间相互独立的,没有任何交集,使用范围严重受到现在。怎么办,哪就进程间通信(interprogress communication)呗。

    四、进程间通信(IPC)

    通常linux中的进程通信方式有:消息队列、信号量、共享内存、信号、管道、socket。

    1.消息队列 消息队列是存放在内存中的一个队列。如下代码将创建3个生产者子进程,2个消费者子进程。这5个进程将通过消息队列通信。

    echo "parent progress pid:{$parentPid}\n";$childList = array();
    // 创建消息队列,以及定义消息类型(类似于数据库中的库)
    $id = ftok(__FILE__,'m');
    $msgQueue = msg_get_queue($id);
    const MSG_TYPE = 1;
    // 生产者
    function producer(){
        global $msgQueue;
        $pid = posix_getpid();
        $repeatNum = 5;
        for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) {
            $str = "({$pid})progress create! {$i}";
            msg_send($msgQueue,MSG_TYPE,$str);
            $rand = rand(1,3);
            sleep($rand);
        }
    }
    // 消费者
    function consumer(){
        global $msgQueue;
        $pid = posix_getpid();
        $repeatNum = 6;
        for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) {
            $rel = msg_receive($msgQueue,MSG_TYPE,$msgType,1024,$message);
            echo "{$message} | consumer({$pid}) destroy \n";
            $rand = rand(1,3);
            sleep($rand);
        }
    }
    function createProgress($callback){
        $pid = pcntl_fork();
        if ( $pid == -1) {
            // 创建失败
            exit("fork progress error!\n");
        } else if ($pid == 0) {
            // 子进程执行程序
            $pid = posix_getpid();
            $callback();
            exit("({$pid})child progress end!\n");
        }else{
            // 父进程执行程序
            return $pid;
        }
    }
    // 3个写进程
    for ($i = 0; $i < 3; $i ++ ) {
        $pid = createProgress('producer');
        $childList[$pid] = 1;
        echo "create producer child progress: {$pid} \n";
    }
    // 2个写进程
    for ($i = 0; $i < 2; $i ++ ) {
        $pid = createProgress('consumer');
        $childList[$pid] = 1;
        echo "create consumer child progress: {$pid} \n";
    }
    // 等待所有子进程结束
    while(!empty($childList)){
        $childPid = pcntl_wait($status);
        if ($childPid > 0){
            unset($childList[$childPid]);
        }
    }
    echo "({$parentPid})main progress end!\n";
    

    由于消息队列去数据是,只有一个进程能去到,所以不需要额外的锁或信号量。

    2. 信号量与共享内存

    信号量:是系统提供的一种原子操作,一个信号量,同时只有你个进程能操作。一个进程获得了某个信号量,就必须被该进程释放掉。

    共享内存:是系统在内存中开辟的一块公共的内存区域,任何一个进程都可以访问,在同一时刻,可以有多个进程访问该区域,为了保证数据的一致性,需要对该内存区域加锁或信号量。

    以下,创建多个进程修改内存中的同一个值。

    echo "parent progress pid:{$parentPid}\n";
    $childList = array();
    
    // 创建共享内存,创建信号量,定义共享key
    $shm_id = ftok(__FILE__,'m');
    $sem_id = ftok(__FILE__,'s');
    $shareMemory = shm_attach($shm_id);
    $signal = sem_get($sem_id);
    const SHARE_KEY = 1;
    // 生产者
    function producer(){
        global $shareMemory;
        global $signal;
        $pid = posix_getpid();
        $repeatNum = 5;
        for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) {
            // 获得信号量
            sem_acquire($signal);
            
            if (shm_has_var($shareMemory,SHARE_KEY)){
                // 有值,加一
                $count = shm_get_var($shareMemory,SHARE_KEY);
                $count ++;
                shm_put_var($shareMemory,SHARE_KEY,$count);
                echo "({$pid}) count: {$count}\n";
            }else{
                // 无值,初始化
                shm_put_var($shareMemory,SHARE_KEY,0);
                echo "({$pid}) count: 0\n";
            }
            // 用完释放
            sem_release($signal);
            
            $rand = rand(1,3);
            sleep($rand);
        }
    }
    function createProgress($callback){
        $pid = pcntl_fork();
        if ( $pid == -1) {
            // 创建失败
            exit("fork progress error!\n");
        } else if ($pid == 0) {
            // 子进程执行程序
            $pid = posix_getpid();
            $callback();
            exit("({$pid})child progress end!\n");
        }else{
            // 父进程执行程序
            return $pid;
        }
    }
    // 3个写进程
    for ($i = 0; $i < 3; $i ++ ) {
        $pid = createProgress('producer');
        $childList[$pid] = 1;
        echo "create producer child progress: {$pid} \n";
    }
    // 等待所有子进程结束
    while(!empty($childList)){
        $childPid = pcntl_wait($status);
        if ($childPid > 0){
            unset($childList[$childPid]);
        }
    }
    // 释放共享内存与信号量
    shm_remove($shareMemory);
    sem_remove($signal);
    echo "({$parentPid})main progress end!\n";
    

    3.信号

    信号是一种系统调用。通常我们用的kill命令就是发送某个信号给某个进程的。具体有哪些信号可以在liunx/mac中运行kill -l查看。下面这个例子中,父进程等待5秒钟,向子进程发送sigint信号。子进程捕获信号,掉信号处理函数处理。

    echo "parent progress pid:{$parentPid}\n";
    
    // 定义一个信号处理函数
    function sighandler($signo) {
        $pid = posix_getpid();
        echo "{$pid} progress,oh no ,I'm killed!\n";
        exit(1);
    }
    
    $pid = pcntl_fork();
    if ( $pid == -1) {
        // 创建失败
        exit("fork progress error!\n");
    } else if ($pid == 0) {
        // 子进程执行程序
        // 注册信号处理函数
        declare(ticks=10);
        pcntl_signal(SIGINT, "sighandler");
        $pid = posix_getpid();
        while(true){
            echo "{$pid} child progress is running!\n";
            sleep(1);
        }
        exit("({$pid})child progress end!\n");
    }else{
        // 父进程执行程序
        $childList[$pid] = 1;
        // 5秒后,父进程向子进程发送sigint信号.
        sleep(5);
        posix_kill($pid,SIGINT);
        sleep(5);
    }
    echo "({$parentPid})main progress end!\n";
    

    4.管道(有名管道)

    管道是比较常用的多进程通信手段,管道分为无名管道与有名管道,无名管道只能用于具有亲缘关系的进程间通信,而有名管道可以用于同一主机上任意进程。这里只介绍有名管道。下面的例子,子进程写入数据,父进程读取数据。

    $pipe_path = '/data/test.pipe';
    if(!file_exists($pipe_path)){
        if(!posix_mkfifo($pipe_path,0664)){
            exit("create pipe error!");
        }
    }
    $pid = pcntl_fork();
    if($pid == 0){
        // 子进程,向管道写数据
        $file = fopen($pipe_path,'w');
        while (true){
            fwrite($file,'hello world');
            $rand = rand(1,3);
            sleep($rand);
        }
        exit('child end!');
    }else{
        // 父进程,从管道读数据
        $file = fopen($pipe_path,'r');
        while (true){
            $rel = fread($file,20);
            echo "{$rel}\n";
            $rand = rand(1,2);
            sleep($rand);
        }
    }
    

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