Swoole从入门到入土(22)——多进程[Process]

Swoole中的Process模块比原生php提供的pcntl模块,提供了更易用的多进程编程接口。 简单总结,Process模块有如下特点:

· 可以方便的实现进程间通讯
· 支持重定向标准输入和输出,在子进程内 echo 不会打印屏幕,而是写入管道,读键盘输入可以重定向为管道读取数据
· 提供了 exec 接口,创建的进程可以执行其他程序,与原 PHP 父进程之间可以方便的通信
· 在协程环境中无法使用 Process 模块,可以使用 runtime hook+proc_open 实现,参考协程进程管理

 

让我们先看一下例子:创建 3 个子进程,主进程用 wait 回收进程,主进程异常退出时,子进程会继续执行,完成所有任务后退出

use Swoole\Process;

for ($n = 1; $n <= 3; $n++) {
    $process = new Process(function () use ($n) {
        echo 'Child #' . getmypid() . " start and sleep {$n}s" . PHP_EOL;
        sleep($n);
        echo 'Child #' . getmypid() . ' exit' . PHP_EOL;
    });
    $process->start();
}
for ($n = 3; $n--;) {
    $status = Process::wait(true);
    echo "Recycled #{$status['pid']}, code={$status['code']}, signal={$status['signal']}" . PHP_EOL;
}
echo 'Parent #' . getmypid() . ' exit' . PHP_EOL;

关于上面使用的Process成员属性或函数看不懂?不用着急,现在我们就一一进行讨论。

 

属性

1) pid:子进程的pid

Swoole\Process->pid: int

2) pipe:unixSocket 的文件描述符。

Swoole\Process->pipe;

 

方法

1) __contruct():构造方法

Swoole\Process::__construct(callable $function, bool $redirect_stdin_stdout = false, int $pipe_type = SOCK_DGRAM, bool $enable_coroutine = false);

$function:子进程创建成功后要执行的函数【底层会自动将函数保存到对象的 callback 属性上。如果希望更改执行的函数,可赋值新的函数到对象的 callback 属性】

$redirect_stdin_stdout:重定向子进程的标准输入和输出。【启用此选项后,在子进程内输出内容将不是打印屏幕,而是写入到主进程管道。读取键盘输入将变为从管道中读取数据。默认为阻塞读取。】 

$pipe_type:unixSocket 类型【启用 $redirect_stdin_stdout 后,此选项将忽略用户参数,强制为 1。如果子进程内没有进程间通信,可以设置为 0】,可选值如下:

$enable_coroutine:在 callback function 中启用协程,开启后可以直接在子进程的函数中使用协程 API。

 

2) set():设置参数

Swoole\Process->set(array $settings)

可以使用 enable_coroutine 来控制是否启用协程,和构造函数的第四个参数作用一致。

Swoole\Process->set(['enable_coroutine' => true]);

 

3) start():执行 fork 系统调用,启动子进程。在 Linux 系统下创建一个进程需要数百微秒时间。

Swoole\Process->start(): int|false

返回值:成功返回子进程的 PID。失败返回 false。可使用 swoole_errno 和 swoole_strerror 得到错误码和错误信息。

注意:

子进程会继承父进程的内存和文件句柄

子进程在启动时会清除从父进程继承的 EventLoop、Signal、Timer

 

4) exportSocket():将 unixSocket 导出为 Coroutine\Socket 对象,然后利用 Coroutine\socket 对象的方法进程间通讯。

Swoole\Process->exportSocket(): Swoole\Coroutine\Socket|false

返回值:成功返回 Coroutine\Socket 对象。进程未创建 unixSocket,操作失败,返回 false

注意:

多次调用此方法,返回的对象是同一个;

exportSocket() 导出的 socket 是一个新的 fd,当关闭导出的 socket 时不会影响进程原有的管道。

由于是 Coroutine\Socket 对象,必须在协程容器中使用,所以 Swoole\Process 构造函数 $enable_coroutine 参数必须为 true。

同样的父进程想用 Coroutine\Socket 对象,需要手动 Co\run() 以创建协程容器。

示例:

use Swoole\Process;

$proc1 = new Process(function (Process $proc) {
    $socket = $proc->exportSocket();
    echo $socket->recv();
    $socket->send("hello master\n");
    echo "proc1 stop\n";
}, false, 1, true);

$proc1->start();

//父进程创建一个协程容器
Co\run(function() use ($proc1) {
    $socket = $proc1->exportSocket();
    $socket->send("hello pro1\n");
    var_dump($socket->recv());
});
Process::wait(true);

 注意:默认类型是 SOCK_STREAM,需要处理粘包问题,参考 Coroutine\socket 的 setProtocol() 方法。使用 SOCK_DGRAM 类型进行 IPC 通讯,可以避免处理粘包问题。

示例:

use Swoole\Process;

//IPC通讯即使是 SOCK_DGRAM 类型的socket也不需要用 sendto / recvfrom 这组函数,send/recv即可。
$proc1 = new Process(function (Process $proc) {
    $socket = $proc->exportSocket();
    while (1) {
        var_dump($socket->send("hello master\n"));
    }
    echo "proc1 stop\n";
}, false, 2, 1);//构造函数pipe type传为2 即SOCK_DGRAM

$proc1->start();

Co\run(function() use ($proc1) {
    $socket = $proc1->exportSocket();
    Co::sleep(5);
    var_dump(strlen($socket->recv()));//一次recv只会收到一个"hello master\n"字符串 不会出现多个"hello master\n"字符串
});

Process::wait(true);

 

5) name():修改进程名称。此函数是 swoole_set_process_name 的别名。

Swoole\Process->name(string $name): bool

注意:在执行 exec 后,进程名称会被新的程序重新设置;name 方法应当在 start 之后的子进程回调函数中使用。

 

6) exec():执行一个外部程序,此函数是 exec 系统调用的封装。

Swoole\Process->exec(string $execfile, array $args);

$execfile:指定可执行文件的绝对路径,如 "/usr/bin/python"。必须使用绝对路径,否则会报文件不存在错误。

$args:exec 的参数列表【如 array('test.py', 123),相当于 python test.py 123】

注意:由于 exec 系统调用会使用指定的程序覆盖当前程序,子进程需要读写标准输出与父进程进行通信;如果未指定 redirect_stdin_stdout = true,执行 exec 后子进程与父进程无法通信。

示例1:

$process = new Swoole\Process('callback_function', true);

$pid = $process->start();

function callback_function(Swoole\Process $worker)
{
    $worker->exec('/usr/local/bin/php', array(__DIR__.'/swoole_server.php'));
}

Swoole\Process::wait();

示例2:父进程与子进程exec通信

// exec - 与exec进程进行管道通信
use Swoole\Process;

$process = new Process(function (Process $worker) {
    $worker->exec('/bin/echo', ['hello']);
}, true, 1, true); // 需要启用标准输入输出重定向

$process->start();

Co\run(function() use($process) {
    $socket = $process->exportSocket();
    echo "from exec: " . $socket->recv() . "\n";
});

示例3:执行shell

$worker->exec('/bin/sh', array('-c', "cp -rf /data/test/* /tmp/test/"));

 

7) close():用于关闭创建的好的 unixSocket。

Swoole\Process->close(int $which): bool

$which:由于 unixSocket 是全双工的,指定关闭哪一端【默认为 0 表示同时关闭读和写,1:关闭写,2 关闭读】

注意:有一些特殊的情况 Process 对象无法释放,如果持续创建进程会导致连接泄漏。调用此函数就可以直接关闭 unixSocket,释放资源。

 

8) exit():退出子进程。

Swoole\Process->exit(int $status = 0);

$status:退出进程的状态码【如果为 0 表示正常结束,会继续执行清理工作】

注意事项:

清理工作包括:PHP 的 shutdown_function、对象析构(__destruct)、其他扩展的 RSHUTDOWN 函数

如果 $status 不为 0,表示异常退出,会立即终止进程,不再执行相关进程终止的清理工作。

在父进程中,执行 Process::wait 可以得到子进程退出的事件和状态码。

 

9) kill():向指定 pid 进程发送信号。

Swoole\Process::kill(int $pid, int $signo = SIGTERM): bool

$pid:进程pid

$signo:发送的信号【$signo=0,可以检测进程是否存在,不会发送信号】

 

10) signal():设置异步信号监听。

Swoole\Process::signal(int $signo, callable $callback): bool

$signo:信号

$callback:回调函数【$callback 如果为 null,表示移除信号监听】

注意:

此方法基于 signalfd 和 EventLoop 是异步 IO,不能用于阻塞的程序中,会导致注册的监听回调函数得不到调度;

同步阻塞的程序可以使用 pcntl 扩展提供的 pcntl_signal;

如果已设置了此信号的回调函数,重新设置时会覆盖历史设置。

在 Swoole\Server 中不能设置某些信号监听,如 SIGTERM 和 SIGALAM。

如果进程的 EventLoop 中只有信号监听的事件,没有其他事件 (例如 Timer 定时器等),进程会直接退出。

示例1:

Swoole\Process::signal(SIGTERM, function($signo) {
     echo "shutdown.";
});

示例2:

//以下程序不会进入 EventLoop,Swoole\Event::wait() 将立即返回,并退出进程。
Swoole\Process::signal(SIGTERM, function($signo) {
     echo "shutdown.";
});
Swoole\Event::wait();

 

11) wait():回收结束运行的子进程。

Swoole\Process::wait(bool $blocking = true): array|false

$blocking:指定是否阻塞等待【默认为阻塞】

返回值:操作成功会返回一个数组包含子进程的 PID、退出状态码、被哪种信号 KILL;失败返回 false

注:推荐使用协程版本的 Swoole\Coroutine\System::wait()

注意事项:

每个子进程结束后,父进程必须都要执行一次 wait() 进行回收,否则子进程会变成僵尸进程,会浪费操作系统的进程资源。

如果父进程有其他任务要做,没法阻塞 wait 在那里,父进程必须注册信号 SIGCHLD 对退出的进程执行 wait。

SIGCHILD 信号发生时可能同时有多个子进程退出;必须将 wait() 设置为非阻塞,循环执行 wait 直到返回 false。

示例:

<?php
use Swoole\Process;

for($i=1;$i<=3;$i++)
{
    $process=new Process(function() use ($i){
        Swoole\Timer::tick(1000, function ()  {
            echo "child timer:",getmypid(),PHP_EOL;
        });
    },false,1,true);
    $process->start();
}

Process::signal(SIGCHLD, static function ($sig) {
    while ($ret = Process::wait(false)) {
        echo "PID={$ret['pid']}\n";
    }
});

//这里很重要,要注意:Timer::tick必须存在(即后面的操作必须是异步操作,否能是同步操作)
Swoole\Timer::tick(2000, function () {
    echo "parent timer\n";
});

 

12) daemon():使当前进程蜕变为一个守护进程。

Swoole\Process::daemon(bool $nochdir = true, bool $noclose = true): bool

$nochdir:是否切换当前目录到根目录【为 true 表示不要切换当前目录到根目录】

$noclose:是否要关闭标准输入输出文件描述符【为 true 表示不要关闭标准输入输出文件描述符】

注意:蜕变为守护进程时,该进程的 PID 将发生变化,可以使用 getmypid() 来获取当前的 PID

 

13) alarm():高精度定时器,是操作系统 setitimer 系统调用的封装,可以设置微秒级别的定时器。定时器会触发信号,需要与 Process::signal 或 pcntl_signal 配合使用。

Swoole\Process::alarm(int $time, int $type = 0): bool

$time:定时器间隔时间【如果为负数表示清除定时器】,单位:微秒

$type:定时器类型

返回值:设置成功返回 true;失败返回 false,可以使用 swoole_errno 得到错误码。

示例:

Swoole\Process::signal(SIGALRM, function () {
    static $i = 0;
    echo "#{$i}\talarm\n";
    $i++;
    if ($i > 20) {
        Swoole\Process::alarm(-1);
    }
});

//100ms
Swoole\Process::alarm(100 * 1000);

注意:alarm 不能和 Timer 同时使用。

 

14) setAffinity():设置 CPU 亲和性,可以将进程绑定到特定的 CPU 核上。此函数的作用是让进程只在某几个 CPU 核上运行,让出某些 CPU 资源执行更重要的程序。

Swoole\Process::setAffinity(array $cpus): bool

$cpus:绑定 CPU 核 【如 array(0,2,3) 表示绑定 CPU0/CPU2/CPU3】

注意:

- $cpus 内的元素不能超过 CPU 核数;

- CPU-ID 不得超过(CPU 核数 - 1);

- 使用 swoole_cpu_num() 可以得到当前服务器的 CPU 核数。

 

15) setPriority():设置进程、进程组和用户进程的优先级。

Swoole\Process->setPriority(int $which, int $priority): bool

$witch:决定修改优先级的类型

$priority:优先级。值越小,优先级越高。可选值范围 [-20,20]

返回值:如果返回 false,可使用 swoole_errno 和 swoole_strerror 得到错误码和错误信息。

 

16) getPriority():获取进程的优先级。

Swoole\Process->getPriority(int $which): int

 

进程类的介绍到这里就结束了,下一节我们将进入进程池话题:)

 

 

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posted on 2021-01-11 23:33  咚..咚  阅读(632)  评论(0编辑  收藏  举报

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