Swoole和Redis实现的并发队列处理系统
由于PHP不支持多线程,但是作为一个完善的系统,有很多操作都是需要异步完成的。为了完成这些异步操作,我们做了一个基于Redis队列任务系统。
大家知道,一个消息队列处理系统主要分为两大部分:消费者和生产者。
在我们的系统中,主系统作为生产者,任务系统作为消费者。
具体的工作流程如下:
1、主系统将需要需要处理的任务名称+任务参数push到队列中。
2、任务系统实时的对任务队列进行pop,pop出来一个任务就fork一个子进程,由子进程完成具体的任务逻辑。
具体代码如下:
1 /** 2 * 启动守护进程 3 */ 4 public function runAction() { 5 Tools::log_message('ERROR', 'daemon/run' . ' | action: restart', 'daemon-'); 6 while (true) { 7 $this->fork_process(); 8 } 9 exit; 10 } 11 12 /** 13 * 创建子进程 14 */ 15 private function fork_process() { 16 $ppid = getmypid(); 17 $pid = pcntl_fork(); 18 if ($pid == 0) {//子进程 19 $pid = posix_getpid(); 20 //echo "* Process {$pid} was created \n\n"; 21 $this->mq_process(); 22 exit; 23 } else {//主进程 24 $pid = pcntl_wait($status, WUNTRACED); //取得子进程结束状态 25 if (pcntl_wifexited($status)) { 26 //echo "\n\n* Sub process: {$pid} exited with {$status}"; 27 //Tools::log_message('INFO', 'daemon/run succ' . '|status:' . $status . '|pid:' . $ppid . '|childpid:' . $pid ); 28 } else { 29 Tools::log_message('ERROR', 'daemon/run fail' . '|status:' . $status . '|pid:' . $ppid . '|childpid:' . $pid, 'daemon-'); 30 } 31 } 32 } 33 34 /** 35 * 业务任务队列处理 36 */ 37 private function mq_process() { 38 $data_pop = $this->masterRedis->rPop($this->redis_list_key); 39 $data = json_decode($data_pop, 1); 40 if (!$data) { 41 return FALSE; 42 } 43 $worker = '_task_' . $data['worker']; 44 $class_name = isset($data['class']) ? $data['class'] : 'TaskproModel'; 45 $params = $data['params']; 46 $class = new $class_name(); 47 $class->$worker($params); 48 return TRUE; 49 }
这是一个简单的任务处理系统。
通过这个任务系统帮助我们实现了异步,到目前为止已经稳定运行了将近一年。
但很可惜,它是一个单进程的系统。它是一直在不断的fork,如果有任务就处理,没有任务就跳过。
这样很稳定。
但问题有两个:一是不断地fork、pop会浪费服务器资源,二是不支持并发!
第一个问题还好,但第二个问题就很严重。
当主系统 同时 抛过来大量的任务时,任务的处理时间就会无限的拉长。
新的设计
为了解决并发的问题,我们计划做一个更加高效强壮的队里处理系统。
因为在PHP7之前不支持多线程,所以我们采用多进程。
从网上找了不少资料,大多所谓的多进程都是N个进程同时在后台运行。
显然这是不合适的。
我的预想是:每pop出一个任务就fork一个任务,任务执行完成后子进程结束。
遇到的问题
1、如何控制最大进程数
这个问题很简单,那就是每fork一个子进程就自增一次。而当子进程执行完成就自减一次。
自增没有问题,我们就在主进程中操作就完了。那么该如何自减呢?
可能你会说,当然是在子进程中啊。但这里你需要注意:当fork的时候是从主进程复制了一份资源给子进程,这就意味着你无法在子进程中操作主进程中的计数器!
所以,这里就需要了解一个知识点:信号。
具体的可以自行Google,这里直接看代码。
1 // install signal handler for dead kids 2 pcntl_signal(SIGCHLD, array($this, "sig_handler"));
这就安装了一个信号处理器。当然还缺少一点。
declare(ticks = 1);
declare是一个控制结构语句,具体的用法也请去Google。
这句代码的意思就是每执行一条低级语句就调用一次信号处理器。
这样,每当子进程结束的时候就会调用信号处理器,我们就可以在信号处理器中进行自减。
2、如何解决进程残留
在多进程开发中,如果处理不当就会导致进程残留。
为了解决进程残留,必须得将子进程回收。
那么如何对子进程进行回收就是一个技术点了。
在pcntl的demo中,包括很多博文中都是说在主进程中回收子进程。
但我们是基于Redis的brpop的,而brpop是阻塞的。
这就导致一个问题:当执行N个任务之后,任务系统空闲的时候主进程是阻塞的,而在发生阻塞的时候子进程还在执行,所以就无法完成最后几个子进程的进程回收。。。
这里本来一直很纠结,但当我将信号处理器搞定之后就也很简单了。
进程回收也放到信号处理器中去。
新系统的评估
pcntl是一个进程处理的扩展,但很可惜它对多进程的支持非常乏力。
所以这里采用Swoole扩展中的Process。
具体代码如下:
1 declare(ticks = 1); 2 class JobDaemonController extends Yaf_Controller_Abstract{ 3 4 use Trait_Redis; 5 6 private $maxProcesses = 800; 7 private $child; 8 private $masterRedis; 9 private $redis_task_wing = 'task:wing'; //待处理队列 10 11 public function init(){ 12 // install signal handler for dead kids 13 pcntl_signal(SIGCHLD, array($this, "sig_handler")); 14 set_time_limit(0); 15 ini_set('default_socket_timeout', -1); //队列处理不超时,解决redis报错:read error on connection 16 } 17 18 private function redis_client(){ 19 $rds = new Redis(); 20 $rds->connect('redis.master.host',6379); 21 return $rds; 22 } 23 24 public function process(swoole_process $worker){// 第一个处理 25 $GLOBALS['worker'] = $worker; 26 swoole_event_add($worker->pipe, function($pipe) { 27 $worker = $GLOBALS['worker']; 28 $recv = $worker->read(); //send data to master 29 30 sleep(rand(1, 3)); 31 echo "From Master: $recv\n"; 32 $worker->exit(0); 33 }); 34 exit; 35 } 36 37 public function testAction(){ 38 for ($i = 0; $i < 10000; $i++){ 39 $data = [ 40 'abc' => $i, 41 'timestamp' => time().rand(100,999) 42 ]; 43 $this->masterRedis->lpush($this->redis_task_wing, json_encode($data)); 44 } 45 exit; 46 } 47 48 public function runAction(){ 49 while (1){ 50 // echo "\t now we de have $this->child child processes\n"; 51 if ($this->child < $this->maxProcesses){ 52 $rds = $this->redis_client(); 53 $data_pop = $rds->brpop($this->redis_task_wing, 3);//无任务时,阻塞等待 54 if (!$data_pop){ 55 continue; 56 } 57 echo "\t Starting new child | now we de have $this->child child processes\n"; 58 $this->child++; 59 $process = new swoole_process([$this, 'process']); 60 $process->write(json_encode($data_pop)); 61 $pid = $process->start(); 62 } 63 } 64 } 65 66 private function sig_handler($signo) { 67 // echo "Recive: $signo \r\n"; 68 switch ($signo) { 69 case SIGCHLD: 70 while($ret = swoole_process::wait(false)) { 71 // echo "PID={$ret['pid']}\n"; 72 $this->child--; 73 } 74 } 75 } 76 }
最终,经过测试,单核1G的服务器执行1到3秒的任务可以做到800的并发。
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