进程、线程、协程、异步、非堵塞IO，多路复用详解

未完待续…

进程(process)

• 进程的概念
• php如何创建子进程,修改进程名称
• php查看进程
• 进程组、会话
• daemon进程
• 信号
• 进程间通信（ipc），信号，队列，共享内存

进程的概念

进程：是系统进行资源分配和调度的基本单位

php如何创建子进程

<?php
//从这一行代码开始，下面的每一行代码都是父子进程都执行,执行顺序依赖cpu的调度
$pid = pcntl_fork();

if ($pid < 0) {
die('fork child process fail');
 }

if ($pid > 0) {
//parent process
 } else {
//child process
//这里一般会退出，不然子进程不退出，会执行到下面主程序的代码
exit(0);
 }
//这一行代码是父子都会执行的，所以上面在子程序的else里面用了exit
echo 'hello world';

修改进程名称

    function setProcessName($name)
 {
// >=php 5.5
if (function_exists('cli_set_process_title')) {
            @cli_set_process_title($name);
        } elseif (extension_loaded('proctitle') && function_exists('setproctitle')) {
            @setproctitle($name);
        }
    }

查看进程

ps -ef |grep pname/pid

进程组、会话

–进程组:

1. 是一组进程的集合
2. 一般是父进程fork了一组子进程，父进程其实就是组长
3. 子进程可以没有组长而存在，也有权限将自己设置到其他组

–会话：

1. 会话是多个进程组的集合
2. 开始于用户登录，终止与用户退出，此期间所有进程都属于这个会话

php中启动daemon进程

<?php
//启动一个daemon进程,fork两次，一次创建子进程，一次脱离终端
function daemonize() {
//设置文件权限掩码
 umask(0);
//fork child process
$pid = pcntl_fork();
if (-1 === $pid) {
throw new Exception('fork fail');
 } elseif ($pid > 0) {
// parent child
exit(0);
 }

//set child process to session leader
if (-1 === posix_setsid()) {
throw new Exception('setsid fail');
 }

//fork again out terminal
$pid = pcntl_fork();

if (-1 === $pid) {
throw new Exception("fork fail"); 
 } elseif (0 !== $pid) {
exit(0);
 }
 }

 daemonize();
//下面的代码都是在daemon进程中执行了
echo 'hello world';

信号

<?php

//时钟间隔，每执行一代码都监听信号
declare(ticks = 1);

function sig_handler($signo) {
switch($signo) {
case SIGTERM:
echo "sigterm signal";
break;
case SIGHUP:
echo "sighup signal";
break;
case SIGUSR1:
echo "sigusr1 signal";
break;
 }
 }

//安装信号
echo "install signal";

 pcntl_signal(SIGTERM, "sig_handler");
 pcntl_signal(SIGHUP, "sig_handler");
 pcntl_signal(SIGUSR1, "sig_handler");
//给自己发送一个杀死信号
 posix_kill(posix_getpid(), SIGUSR1);

pcntl_signal_dispatch()和ticks完成了一样的功能

<?php

 pcntl_signal(SIGINT,function($signo) {
echo "recv signal $signo";
 });

while(1) {
 sleep(1);
//调用等待信号处理器,和ticks完成一样的功能 
 pcntl_signal_dispatch();
 }

<?php

$pid_arr = [];
for ($i = 0; $i < 10; $i++) {
$pid = pcntl_fork();
if ($pid == -1) {
die('fork fail');
        } elseif ($pid > 0) {
echo 'parent pid=' . posix_getpid();
$pid_arr[] = $pid;
        } elseif ($pid == 0) {
echo 'child pid=' . posix_getpid();

exit(0); //子进程退出
        }
    }

//如果存在子进程
if (count($pid_arr) > 0) {
foreach ($pid_arr as $_pid) {
//发送杀死信号到子进程
            posix_kill($_pid, SIGTERM);

//等待子进程退出
$return_pid = pcntl_waitpid($_pid, $status);
if ($return_pid == $_pid) {
echo "process pid=$_pid stoped";
            }
        }
    }

IPC（信号量，消息，共享内存）

–信号量
信号量是一个计数器，用户多进程对共享数据对象的存取。
信号量值为正，进程使用该资源，信号量减1，表明该进程已经使用了一个资源单位
若此信号量为0，则进程进入休眠状态，等信号量 +1后进程被唤醒

–消息

<?php
$msgkey = 123456;
//获取消息key
$msg_id = msg_get_queue($msgkey, 0600);
$content = "hello world";
//将消息发送到队列
if (!msg_send($msg_id, 1, $content, true, true, $msg_err)) {
echo "Msg not sent because $msg_err";
    }
//消息key存在，则读取
if (msg_queue_exists($msgkey)) {
//读取
        msg_receive($msg_id, 1, $msg_type, 16384, $message);   
echo $message;
//读取后删除这条消息
        msg_remove_queue($msg_id);
    }

两个进程相互发送消息，并且接受消息的例子

class TestMsg {

public static $MSGKEY = 12345;

public function run() {

for ($i = 0; $i < 2; $i++) {
$pid = pcntl_fork();
if ($pid == -1) {
die('fork fail');
                } elseif ($pid > 0) { //parent
//
                } elseif ($pid == 0) {//child
$this->send_msg($i);
$tmpkey = ($i == 0) ? 1 : 0;
$message = $this->recv_msg($tmpkey);
echo "i=$i, message=$message || ";
exit(0);
                }
            }

        }

public function send_msg($i) {
$msgkey =  self::$MSGKEY+ $i;
$msg_id = msg_get_queue($msgkey);
$content = self::$MSGKEY . '_' . $i;
if (!msg_send ($msg_id, 1, $content, true, true, $msg_err)) {
echo "because $msg_err";
            }
        }

public function recv_msg($i) {
$msgkey =  self::$MSGKEY+ $i;
$msg_id = msg_get_queue($msgkey);
while(1) {
if (msg_queue_exists($msgkey)) {
//读取
                    msg_receive($msg_id, 1, $msg_type, 16384, $message);
//读取后删除这条消息
                    msg_remove_queue($msg_id);
return $message;
                }   
                sleep(2);
continue;
            }

        }
    }

$msg = new TestMsg();
$msg->run();

查看ipc的一些命令

ipcs用法 
ipcs -a  是默认的输出信息 打印出当前系统中所有的进程间通信方式的信息
ipcs -m  打印出使用共享内存进行进程间通信的信息
ipcs -q   打印出使用消息队列进行进程间通信的信息
ipcs -s  打印出使用信号进行进程间通信的信息

输出格式的控制
ipcs -t   输出信息的详细变化时间
ipcs -p  输出ipc方式的进程ID
ipcs -c  输出ipc方式的创建者/拥有者
ipcs -c  输出ipc各种方式的在该系统下的限制条件信息
ipcs -u  输出当前系统下ipc各种方式的状态信息(共享内存，消息队列，信号)

ipcrm 命令 
移除一个消息对象。或者共享内存段，或者一个信号集，同时会将与ipc对象相关链的数据也一起移除。当然，只有超级管理员，或者ipc对象的创建者才有这项权利啦
ipcrm用法 
ipcrm -M shmkey  移除用shmkey创建的共享内存段
ipcrm -m shmid    移除用shmid标识的共享内存段
ipcrm -Q msgkey  移除用msqkey创建的消息队列
ipcrm -q msqid  移除用msqid标识的消息队列
ipcrm -S semkey  移除用semkey创建的信号
ipcrm -s semid  移除用semid标识的信号

线程(pthread)

• 线程的概念
• php中创建多个线程，主线程概念
• 线程的查看
• 线程池设计
• 线程间通信、锁操作
• 线程如何申明本线程私有的数据

协程(coroutine)

• 协程的概念
  
协程：即是用户态完成程序的调度，像系统调度进程和线程一样，只不过是每次切换的时候又用户完成堆栈和寄存器中的数值的保存，并记录可以恢复到这个上下文执行。自己这样实现就是协程了。

  -实现协程的几种方式
  
<ol><li>使用setjmp和longjmp跳转来实现上下文的恢复来实现协程。</li>
<li>使用ucontext库函数来实现协程。</li>
<li>云风的协程库，腾讯开源的libco协程库

• php中如何使用协程
• 协程适合的使用场景

常见的进程模型

1. 单进程单线程
2. 多进程
3. 单进程多线程
4. 单进程单线程协程

同步堵塞、异步非堵塞

• php中实现同步堵塞

• php中实现异步非堵塞（IO多路复用 select/poll/epoll, libevent）

  php中实现异步非堵塞

    <?php  

set_time_limit(0);  
class EpollSocketServer 
{  
private static $socket;  
private static $connections;  
private static $buffers;  

function EpollSocketServer () 
 {  
global $errno, $errstr;  

if (!extension_loaded('libevent')) {  
die("extension libevent no exists");  
        }  


$socket_server = stream_socket_server("tcp://0.0.0.0:1234", $errno, $errstr);  
if (!$socket_server) die("$errstr ($errno)");  

        stream_set_blocking($socket_server, 0); // 非阻塞 

$base = event_base_new();  
$event = event_new();  
        event_set($event, $socket_server, EV_READ | EV_PERSIST, array(__CLASS__, 'ev_accept'));  
        event_base_set($event, $base);  
        event_add($event);  
        event_base_loop($base);  

    }  

function ev_accept($socket, $flag) 
 {   
$conn = stream_socket_accept($socket, 60);  
        stream_set_blocking($conn, 0);

// Compatible with hhvm
if (function_exists('stream_set_read_buffer')) {
            stream_set_read_buffer($conn, 0);
        }
//第二次使用事件,我的坑爹的啊
$base = event_base_new();  
$event = event_new();  

        event_set($event, $conn, EV_READ | EV_PERSIST, array(__CLASS__, 'ev_accept2', $base));  
        event_base_set($event, $base);  
        event_add($event);  
        event_base_loop($base);

    } 

public function ev_accept2($socket, $flag, $event) {
$buffer = fread($socket, 1024);

if ($buffer === '' || $buffer === false) {
                event_del($event);
return;
        }
        fwrite($socket, $buffer);
    } 

}  
new EpollSocketServer();

apache的进程模型

nginx的进程模型

tomcat的进程模型

mysql的进程模型

memcache和redis的进程模型