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2019
01-26

PHP高级教程:用Swoole和Redis实现并发队列处理

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:

/**  * 启动守护进程  */ public function runAction() {     Tools::log_message('ERROR''daemon/run' . ' | action: restart''daemon-');     while (true) {         $this->fork_process();     }     exit; } /**  * 创建子进程  */ private function fork_process() {     $ppid = getmypid();     $pid = pcntl_fork();     if ($pid == 0) {//子进程         $pid = posix_getpid();         //echo "* Process {$pid} was created \n\n";         $this->mq_process();         exit;     } else {//主进程         $pid = pcntl_wait($status, WUNTRACED); //取得子进程结束状态         if (pcntl_wifexited($status)) {             //echo "\n\n* Sub process: {$pid} exited with {$status}";             //Tools::log_message('INFO', 'daemon/run succ' . '|status:' . $status . '|pid:' . $ppid . '|childpid:' . $pid );         } else {             Tools::log_message('ERROR''daemon/run fail' . '|status:' . $status . '|pid:' . $ppid . '|childpid:' . $pid, 'daemon-');         }     } } /**  * 业务任务队列处理  */ private function mq_process() {     $data_pop = $this->masterRedis->rPop($this->redis_list_key);     $data = json_decode($data_pop, 1);     if (!$data) {         return FALSE;     }     $worker = '_task_' . $data['worker'];     $class_name = isset($data['class']) ? $data['class'] : 'TaskproModel';     $params = $data['params'];     $class = new $class_name();     $class->$worker($params);     return TRUE; }


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。

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。

// install signal handler for dead kids 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:

declare(ticks = 1); class JobDaemonController extends Yaf_Controller_Abstract{     use Trait_Redis;     private $maxProcesses = 800;     private $child;     private $masterRedis;     private $redis_task_wing = 'task:wing'//待处理队列     public function init(){         // install signal handler for dead kids         pcntl_signal(SIGCHLD, array($this"sig_handler"));         set_time_limit(0);         ini_set('default_socket_timeout'-1); //队列处理不超时,解决redis报错:read error on connection     }     private function redis_client(){         $rds = new Redis();         $rds->connect('redis.master.host',6379);         return $rds;     }     public function process(swoole_process $worker){// 第一个处理         $GLOBALS['worker'] = $worker;         swoole_event_add($worker->pipe, function($pipe) {             $worker = $GLOBALS['worker'];             $recv = $worker->read();            //send data to master             sleep(rand(13));             echo "From Master: $recv\n";             $worker->exit(0);         });         exit;     }     public function testAction(){         for ($i = 0; $i < 10000; $i++){             $data = [                 'abc' => $i,                 'timestamp' => time().rand(100,999)             ];             $this->masterRedis->lpush($this->redis_task_wing, json_encode($data));         }         exit;     }     public function runAction(){         while (1){ //            echo "\t now we de have $this->child child processes\n";             if ($this->child < $this->maxProcesses){                 $rds = $this->redis_client();                 $data_pop = $rds->brpop($this->redis_task_wing, 3);//无任务时,阻塞等待                 if (!$data_pop){                     continue;                 }                 echo "\t Starting new child | now we de have $this->child child processes\n";                 $this->child++;                 $process = new swoole_process([$this'process']);                 $process->write(json_encode($data_pop));                 $pid = $process->start();             }         }     }     private function sig_handler($signo) { //        echo "Recive: $signo \r\n";         switch ($signo) {             case SIGCHLD:                 while($ret = swoole_process::wait(false)) { //                    echo "PID={$ret['pid']}\n";                     $this->child--;                 }         }     } }

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