介绍Swoole 中 Process

推荐（免费）：swoole

本来计划开发 swoft 框架 中的 process 模块, 所以需要对 swoole 的 process 模块要有比较深入的了解才行. 不过根据 swoole 官方 wiki 的实践过程中, 一直有未理解的部分. 之前虽然也做过多次 多进程编程, 但是当真正需要进行框架开发的时候, 就会发现以前学到的知识不够全面, 无法指导整体的设计. 好在一直在坚持, 奉上现在理解的程度.

内容一览:

进程相关基础操作: fork/exit/kill/wait进程相关高级操作: 主进程退出子进程干完活后也退出; 子进程异常退出主进程自动重启进程间通信(IPC) – 管道(pipe)进程间通信(IPC) – 消息队列(message queue)swoole process 模块提供的更多功能

进程相关基础操作

进程是什么: 进程是运行者的程序

先来看看一个最简单的例子:

<?phpecho posix_getpid(); // 获取当前进程的 pidswoole_set_process_name('swoole process master'); // 修改所在进程的进程名sleep(100); // 模拟一个持续运行 100s 的程序, 这样就可以在进程中查看到它, 而不是运行完了就结束

通过 ps aux 查看进程:

未设置进程名

设置进程名

再来看看 swoole 中使用子进程的基础操作:

use SwooleProcess;$process = new Process(function (Process $worker) {    if (Process::kill($worker->pid, 0)) { // kill操作常用来杀死进程, 传入 0 可以用来检测进程是否存在        $worker->exit(); // 退出子进程    }});$process->start(); // 启动子进程Process::wait(); // 回收退出的子进程

new Process(): 通过回调函数来设置子进程将要执行的逻辑

$process->start(): 调用 fork() 系统调用, 来生成子进程

Process::kill(): kill操作给进程发送信号, 常用来杀死进程, 传入 0 可以用来检测进程是否存在

Process::wait(): 调用 wait() 系统调用, 回收子进程, 如果不回收, 子进程会编程 僵尸进程, 浪费系统资源

$worker->exit(): 子进程主动退出

我在这里有一个疑问:

主进程的生命周期是怎么样的? 子进程的生命周期是怎么样的?

有这样一个疑问也来自于我之前的思维惯性: 理解一个事物时从事物的生命周期进行理解. 结合 进程是运行着的程序 来一起理解:

new Process(): 只有回调函数的逻辑会在进程中执行除此之外的代码都是在主进程中执行

进程相关高级操作

主进程退出子进程干完活后也退出子进程异常退出主进程自动重启

mpid = posix_getpid();            $this->run();            $this->processWait();        } catch (Exception $e) {            die('Error: '. $e->getMessage());        }    }    public function run()    {        for ($i=0; $imaxProcessNum; $i++) {            $this->createProcess();        }    }    public function createProcess($index = null)    {        if (is_null($index)) {            $index = $this->newIndex;            $this->newIndex++;        }        $process = new Process(function (Process $worker) use($index) { // 子进程创建后需要执行的函数            swoole_set_process_name(__CLASS__. ": worker $index");            for ($j=0; $jcheckMpid($worker);                echo "msg: {$j}n";                sleep(1);            }        }, false, false); // 不重定向输入输出; 不使用管道        $pid = $process->start();        $this->works[$index] = $pid;        return $pid;    }    // 主进程异常退出, 子进程工作完后退出    public function checkMpid(Process $worker) // demo中使用的引用, 引用表示传的参数可以被改变, 由于传入 $worker 是 SwooleProcess 对象, 所以不用使用 &    {        if (!Process::kill($this->mpid, 0)) { // 0 可以用来检测进程是否存在            $worker->exit();            $msg = "master process exited, worker {$worker->pid} also quitn"; // 需要写入到日志中            file_put_contents('process.log', $msg, FILE_APPEND); // todo: 这句话没有执行        }    }    // 重启子进程    public function rebootProcess($pid)    {        $index = array_search($pid, $this->works);        if ($index !== false) {            $newPid = $this->createProcess($index);            echo "rebootProcess: {$index}={$pid}->{$newPid} Donen";            return;        }        throw new Exception("rebootProcess error: no pid {$pid}");    }    // 自动重启子进程    public function processWait()    {        while (1) {            if (count($this->works)) {                $ret = Process::wait(); // 子进程退出                if ($ret) {                    $this->rebootProcess($ret['pid']);                }            } else {                break;            }        }    }}new MyProcess1();

说明以下几点:

子进程运行结束后就会退出, 通过 Process::wait() 检测到子进程退出信号执行自动重启, 子进程就会一直执行下去关于函数参数传 引用/指针, 一个很好的理解方式是: 参数可以被修改

运行并模拟主进程异常退出:

模拟主进程异常退出

输出

进程间通信(IPC) – 管道(pipe)

管道的几个关键词:

半双工: 数据单向流动, 一端只读, 一端只写.同步 vs 异步: 默认为同步阻塞模式, 可以使用 swoole_event_add() 添加管道到 swoole 的 event loop 中, 实现异步IO管道类型(数据格式): SOCK_STREAM, 流式, 需要用户自己处理数据的封包/解包; SOCK_DGRAM, 数据报, 每次收发都是一次完整的数据包 (DGRAM/STREAM)

注意, swoole wiki – process->write() 中提到 SOCK_DGRAM 并不会乱序丢包

先来看一个简单的例子, php从shell管道中读取数据:

// get pip data$fp = fopen('php://stdin', 'r');if ($fp) {    while ($line = fgets($fp, 4096)) {        echo "php get pip data: ". $line;    }    fclose($fp);}

从shell管道读取数据

swoole process中的管道很强大, 支持 子进程写, 主进程读 以及 主进程写, 子进程读:

百度文心百中

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22 查看详情

use SwooleProcess;// 子进程写, 父进程读$process = new Process(function (Process $worker) {    $worker->write("worker");});$process->start();$msg = $process->read();echo "from process: $msg", "n";// 父进程写, 子进程读$process = new Process(function (Process $worker) {    $msg = $worker->read();    echo "from master: $msg", "n";});$process->start();$process->write('master');

使用管道多次读写

注意区分 $worker->write() 和 $process->write(), 之前一直错误的以为这 2 个是相同的, 其实就是把 $process 误以为是子进程, 从而相当于 $process->write() 就是子进程写管道 — 其实这里是主进程内执行的逻辑, 是主进程写数据到管道, 供子进程读取

swoole中其他管道相关操作:

异步IO

use SwooleProcess;use SwooleEvent;// 异步IO$process = new Process(function (Process $worker) {    $GLOBALS['worker'] = $worker;    Event::add($worker->pipe, function (int $pipe) { // 使用 swoole_event_add 添加管道到异步IO        /** @var Process $worker */        $worker = $GLOBALS['worker'];        $msg = $worker->read();        echo "from master: $msg n";        $worker->write("hello master");        sleep(2);        $worker->exit(0);    });});$process->start();$process->write("master msg 1");$msg = $process->read();echo "from process: $msg n";

异步IO

设置超时

use SwooleProcess;// 设置管道超时$process = new Process(function (Process $worker) {    sleep(5);});$process->start();$process->setTimeout(0.5);$ret = $process->read();var_dump($ret);var_dump(swoole_errno());

管道超时

插播一个趣事, @thinkpc 看完 2017北京PHP开发者年会, 就知道为啥会点赞了

关闭管道

// 关闭管道: 默认值0->关闭读写 1->关闭写 2->关闭读$process->close();

进程间通信(IPC) – 消息队列(message queue)

消息队列:

一系列保存在内核中的消息链表有一个 msgKey, 可以通过此访问不同的消息队列有数据大小限制, 默认 8192, 可以通过内核修改阻塞 vs 非阻塞: 阻塞模式下 pop()空消息队列/push()满消息队列会阻塞, 非阻塞模式可以直接返回

swoole 中使用消息队列:

通信模式: 默认为争抢模式, 无法将消息投递给指定子进程新建消息队列后, 主进程就可以使用消息队列不可和管道一起使用, 也无法使用 swoole event loop主进程中要调用 wait(), 否则子进程中调用 pop()/push() 会报错

use SwooleProcess;$process = new Process(function (Process $worker) {    // $worker->push('worker');    echo "from master: ". $worker->pop(). "n";    sleep(2);    // $worker->exit();}, false, false); // 关闭管道// 参数一为 msgKey, 这里是默认值// 参数二为 通信模式, 默认值 2 表示争抢模式, 这里还加上了 非阻塞$process->useQueue(ftok(__FILE__, 1), 2| Process::IPC_NOWAIT);$process->push('hello1'); // 使用 useQueue 后, 主进程就可以读写消息队列了$process->push('hello2');echo "from woker: ". $process->pop(). "n";// echo "from woker: ". $process->pop(). "n";$process->start(); // 启动子进程// 消息队列状态var_dump($process->statQueue());// 删除队列, 如果不调用则不会在程序结束时清楚数据, 下次使用相同 msgKey 时还可以访问数据$process->freeQueue();var_dump(Process::wait()); // 要调用 wait(), 否则子进程中 push()/pop() 会报错

消息队列

swoole process 模块提供的更多功能

swoole_set_process_name(): 修改进程名, 不兼容 mac

swoole_process->exec(string $execfile, array $args) 执行外部程序

参数 $execfile 需要使用可执行文件的绝对路径, 参数 args 为参数数组

// 比如 python test.py 123swoole_process->exec('/usr/bin/python', ['test.py', 123]);// 更复杂的例子swoole_process->exec(('/usr/local/bin/php', ['/var/www/project/yii-best-practice/cli/yii', 't/index', '-m=123', 'abc', 'xyz']);// 父进程 exec 进程进行管道通信use SwooleProcess;$process = new Process(function (Process $worker) {    $worker->exec('/bin/echo', ['hello']);    $worker->write('hello');}, true); // 需要启用标准输入输出重定向$process->start();echo "from exec: ". $process->read(). "n";

父进程与exec进程通过管道通信

SwooleProcess::kill($pid, $signo = SIGTERM): 向指定进程发送信号, 默认是终止进程, 传 0 可检测进程是否存在

SwooleProcess::wait(): 回收子进程, 如果主进程不调用此方法, 子进程会变成 僵尸进程, 浪费系统资源

SwooleProcess::signal(): 异步信号监听

use SwooleProcess;// 异步信号监听 + waitProcess::signal(SIGCHLD, function ($signal) { // 监听子进程退出信号    // 可能同时有多个子进程退出, 所以要while循环    while ($ret = Process::wait(false)) { // false 表示不阻塞        var_dump($ret);    }});

SwooleProcess::daemon(): 将当前进程变为一个守护进程

use SwooleProcess;// daemonProcess::daemon();swoole_set_process_name('test daemon process');sleep(100);

daemon-守护进程

SwooleProcess::alarm(): 高精度定时器(微秒级), 对 setitimer 系统调用的封装, 可以配合 SwooleProcess::signal() / pcntl_signal 使用

注意不可和 SwooleTimer 同时使用

// signal + alarm// 第一个参数表示时间, 单位 us, -1 表示清除定时器// 第二个参数表示类型 0->真实时间->SIGALAM 1->cpu时间->SIGVTALAM 2->用户态+内核态时间->SIGPROFProcess::alarm(100*1000); // 100msProcess::signal(SIGALRM, function ($signal) {    static $i = 0;    echo "#$i t alarm n";    $i++;    if ($i>20) {        Process::alarm(-1); // -1 表示清除    }});

alarm

SwooleProcess::setaffinity(): 设置CPU亲和, 即将进程绑定到指定CPU核上

传值范围: [0, swoole_cpu_num())
CPU亲和: CPU的速度远远高于IO的速度, 所以CPU有多级缓存来解决IO等待的问题, 绑定指定CPU, 更容易命中CPU缓存

写在最后

资源推荐:

图灵社区 – 理解UNIX进程 + 「理解Unix进程」读书笔记blog – 「进程」编程

todo:

使用输入输出重定向管道类型为 SOCK_STREAM 时的情况, 是否需要 封包/解包 处理, 即 swoole wiki – process->write() 中提到的 管道通信默认的方式是流式，write写入的数据在read可能会被底层合并多进程 + 异步IO 的注意事项

能理解 因为子进程会继承父进程的内存和IO句柄 这个会产生的影响, 但是给的示例并没有说明这个问题

use SwooleProcess;use SwooleEvent;// 多个子进程 + 异步IO$workers = [];$workerNum = 3;for ($i=0; $iwrite($worker->pid);        echo "worker: {$worker->pid} n";    });    $pid = $process->start();    $workers[$pid] = $process;    // Event::add($process->pipe, function (int $pipe) use ($process) {    //  $data = $process->read();    //  echo "recv: $data n";    // });}foreach ($workers as $worker) {    Event::add($worker->pipe, function (int $pipe) use ($worker) {        $data = $worker->read();        echo "recv: $data n";    });}

多进程异步IO

以上就是介绍Swoole 中 Process的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！