PHP 中的多进程使用，进程通信、进程信号等详解

时间：2021-08-22 14:43:48

多进程环境要求

  • Linux 系统
  • php-cli 模式
  • pcntl 扩展 或 swoole 扩展

pcntl 扩展

<?php

$str = "hello world!" . PHP_EOL;

// 派生一个子进程，子进程会复制主进程中的上下文

// pcntl_fork 函数在主进程中返回子进程的进程ID，在子进程返回0，失败在主进程返回-1

$pid = pcntl_fork();

// 这里开始的代码，会被主进程、子进程共同执行

echo $str;

if($pid > 0) {

    echo "我是主进程，子进程的pid是{$pid}" . PHP_EOL;

} elseif($pid == 0) {

    echo "我是子进程，我的pid是". getmypid() . PHP_EOL;

}else{

    echo "我是主进程，开启子进程失败" . PHP_EOL;

}

swoole 扩展

<?php

use Swoole\Process;

$str = "hello world!" . PHP_EOL;

// 实例化一个进程类

$process = new Process(function() use($str) {

    echo $str;

    echo "我是子进程，我的pid是" . getmypid() . PHP_EOL;

});

// 开启子进程，成功返回子进程的PID，失败返回false

$pid = $process->start();

echo $str;

if($pid > 0){

    $status = Process::wait(true);

    echo "我是主进程，子进程的pid是{$pid}" . PHP_EOL;

}else{

    echo "我是主进程，开启子进程失败" . PHP_EOL;

}

进程通信

通常情况下，各个进程之间的内存空间是相互独立的，不能互相访问。

在PHP多进程中，pcntl_fork出来的子进程只是复制了父进程的上下文内容，并非共享同一个内存空间，多进程之间无法直接通信。

进程间通信的几种方式：

  • 管道通信：分为有名管道，无名管道等；
  • 消息队列通信：使用linux的消息队列，需要借助sysvmsg扩展；
  • 进程信号通信；
  • 共享内存通信：映射一段能被其他进程访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问；
  • 套接字通信；
  • 第三方通信：使用文件、mysql、redis等方法实现通信。

进程信号

进程信号（Signals）是Unix系统中使用的最古老的进程间通信方法之一。操作系统通过信号来通知进程系统中发生了某种预先规定好的事件，它也是用户进程之间通信和同步的一种原始机制。一个键盘中断或者一个错误条件都有可能产生一个信号。Shell也使用信号向它的子进程发送作业控制信号。

在一个信号的生命周期中有两个阶段：生成和传送。

当一个事件发生时，需要通知一个进程，这时就生成了一个信号。

当进程识别出信号的到来，会采取适当的动作来传送或处理信号。

在信号到来和进程对信号进行处理之间，信号在进程上挂起（pending）。

主要的信号源如下：

  • 异常：进程运行过程中出现异常；
  • 其它进程：一个进程可以向另一个或一组进程发送信号；
  • 终端中断：Ctrl-C，Ctrl-\等；
  • 作业控制：前台、后台进程的管理；
  • 分配额：CPU超时或文件大小突破限制；
  • 通知：通知进程某事件发生，如I/O就绪等；
  • 报警：计时器到期。

常见信号

  • SIGHUP： 从终端上发出的结束信号；
  • SIGINT： 来自键盘的中断信号（Ctrl-C）；
  • SIGQUIT：来自键盘的退出信号（Ctrl-\）；
  • SIGFPE： 浮点异常信号（例如浮点运算溢出）；
  • SIGKILL：结束接收此信号的进程；
  • SIGALRM：进程的定时器到期时，发送该信号；
  • SIGTERM：kill 命令发出的信号；
  • SIGCHLD：标识子进程停止运行或已运行结束的信号；

信号缺省动作

  • 异常终止（abort）：在进程的当前目录下，把进程的地址空间内容、寄存器内容保存到一个叫做core的文件中，然后终止进程。
  • 退出（exit）：不产生core文件，直接终止进程。
  • 忽略（ignore）：忽略该信号。
  • 停止（stop）：挂起该进程。
  • 继续（continue）：如果进程被挂起，则恢复进程的运行。否则，忽略信号。

进程可以对信号所采取的操作

  • 忽略信号：进程可忽略产生的信号，但 SIGKILL 和 SIGSTOP 信号不能被忽略，必须处理（由进程自己或由内核处理）。进程可以忽略掉系统产生的大多数信号。
  • 阻塞信号：进程可选择阻塞某些信号，即先将到来的某些信号记录下来，等到以后（解除阻塞后）再处理它。
  • 由进程处理该信号：进程本身可在系统中注册处理信号的处理程序地址，当发出该信号时，由注册的处理程序处理信号。
  • 由内核进行缺省处理：信号由内核的缺省处理程序处理，执行该信号的缺省动作。例如，进程接收到SIGFPE（浮点异常）的缺省动作是产生core并退出。大多数情况下，信号由内核处理。

信号没有固有的优先级。如果为一个进程同时产生了两个信号，这两个信号会以任意顺序出现在进程中并会按任意顺序被处理。另外，也没有机制用于区分同一种类的多个信号。如果进程在处理某个信号之前，又有相同的信号发出，则进程只能接收到一个信号。进程无法知道它接收了一个还是多个SIGCONT信号。

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