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2019
06-24

非阻塞模式与PHP多进程



程序非阻塞模式,这里也可以理解成并发。而并发又暂且可以分为网络请求并发 和本地并发 。

先说一下网络请求并发:


理论描述

假设有一个client,程序逻辑是要请求三个不同的server,处理各自的响应。传统模型当然是顺序执行,先发送第一个请求,等待收到响应数据后再发送第二个请求,以此类推。就像是单核CPU,一次只能处理一件事,其他事情被暂时阻塞。而并发模式可以让三个server同时处理各自请求,这就可以使大量时间复用。

画个图更好说明问题:


前者为阻塞模式,忽略请求响应等时间,总耗时为700ms;而后者非阻塞模式,由于三个请求可以同时得到处理,总耗时只有300ms。


代码实现

<?php echo "Program starts at ". date('h:i:s') . "./n"; $timeout = 3; $sockets = array(); //socket句柄数组 //一次发起多个请求 $delay = 0; while ($delay++ < 3) {   $sh = stream_socket_client("localhost:80", $errno, $errstr, $timeout,       STREAM_CLIENT_ASYNC_CONNECT|STREAM_CLIENT_CONNECT);   /* 这里需要稍微延迟一下,否则下面fwrite中的socket句柄不一定能真正使用     这里应该是PHP的一处bug,查了一下,官方bug早在08年就有人提交了     我的5.2.8中尚未解决,不知最新的5.3中是否修正   */   usleep(10);   if ($sh) {     $sockets[] = $sh;     $http_header = "GET /test.php?n={$delay} HTTP/1.0/r/n";     $http_header .= "Host: localhost/r/n";     $http_header .= "Accept: */*/r/n";     $http_header .= "Accept-Charset: */r/n";     $http_header .= "/r/n";     fwrite($sh, $http_header);   } else {     echo "Stream failed to open correctly./n";   } } //非阻塞模式来接收响应 $result = array(); $read_block_size = 8192; while (count($sockets)) {   $read = $sockets;   $n = stream_select($read, $w=null, $e=null, $timeout);   //if ($n > 0) //据说stream_select返回值不总是可信任的   if (count($read))   {     /* stream_select generally shuffles $read, so we need to       compute from which socket(s) we're reading. */     foreach ($read as $r)     {       $id = array_search($r, $sockets);       $data = fread($r, $read_block_size);       if (strlen($data) == 0)       {         echo "Stream {$id} closes at " . date('h:i:s') . "./n";         fclose($r);         unset($sockets[$id]);       } else {         if (!isset($result[$id])) $result[$id] = '';         $result[$id] .= $data;       }     }   } else {     echo "Time-out!/n";     break;   } } //print_r($result);


几点说明:

1、使用stream_socket_client函数链接请求服务器和端口(简便起见这里使用同一地址localhost)。这里不受限于http协议,可广泛用于所有TCP/IP协议。详细内容请参考手册。

2、这里链接成功后通过发送各自http头信息来获取不同响应(这里使用网站根目录下的test.php做服务端)。

3、发送header前需要个微小的延迟,代码中已经做了注释。

CLI模式运行结果:


多运行几次会发现,三次请求结束顺序是无序的。该demo太过简单导致整个过程一秒内已完成,但可以针对三次不同请求做相应延迟,来看出非阻塞时时间复用的效果。


下面再大概说下本地并发与PHP多进程编程与实例

本地并发只能通过语言自己的特性在程序本身实现多任务效果,一般来说现在的语言会通过多线程或多进程的方式来实现。由于PHP不支持多线程,目前只能采用多进程方式,让操作系统来帮助实现本地并发。

至于代码实现,可以通过pcntl扩展(封装fork等进程控制函数,和C语言中使用非常相似,windows下不可用)、 proc_openpopen等方式,方法不止一种,


场景:日常任务中,有时需要通过php脚本执行一些日志分析,队列处理等任务,当数据量比较大时,可以使用多进程来处理。

准备:php多进程需要pcntl,posix扩展支持,可以通过 php - m 查看,没安装的话需要重新编译php,加上参数--enable-pcntl,posix一般默认会有。

创建子进程的函数fork

pcntl_fork — 在当前进程当前位置产生分支(子进程)。译注:fork是创建了一个子进程,父进程和子进程 都从fork的位置开始向下继续执行,不同的是父进程执行过程中,得到的fork返回值为子进程号,而子进程得到的是0。

一个fork子进程的基础示例: 

<?php $pid = pcntl_fork();//父进程和子进程都会执行下面代码 if ($pid == -1) {         //错误处理:创建子进程失败时返回-1.      die('could not fork'); } else if ($pid) {    //父进程会得到子进程号,所以这里是父进程执行的逻辑      pcntl_wait($status);      //等待子进程中断,防止子进程成为僵尸进程。else {       //子进程得到的$pid为0, 所以这里是子进程执行的逻辑。 }


如果一个任务被分解成多个进程执行,就会减少整体的耗时。

比如有一个比较大的数据文件要处理,这个文件由很多行组成。如果单进程执行要处理的任务,量很大时要耗时比较久。这时可以考虑多进程。

多进程处理分解任务,每个进程处理文件的一部分,这样需要均分割一下这个大文件成多个小文件(进程数和小文件的个数等同就可以)。

比如该文件file.log有10万行数据,现在想分4个进程处理。需要分割2.5万行一个文件。命令split可以做到。

split的用法比较简单,可以man split查看下手册。 

split -l 25000 -d file.log prefix_name


-l是按照行分割,-d是分割后的文件名按照数字,-a是分割后的文件个数位数(默认是2,做多就是99个;比如超过100个,-a可以写3)。自己尝试分割一下就知道了。

处理代码:

<?php shell_exec('split -l 25000 -d file.log prefix_name'); // 3个子进程处理任务 for ($i = 0; $i < 3; $i++){     $pid = pcntl_fork();      if ($pid == -1) {     die("could not fork"); } elseif ($pid) {       echo "I'm the Parent $i\n";  } else {// 子进程处理   $content = file_get_contents("prefix_name0".$i);  // 业务处理 begin // 业务处理 end     exit; // 一定要注意退出子进程,否则pcntl_fork() 会被子进程再fork,带来处理上的影响。    } }// 等待子进程执行结束 while (pcntl_waitpid(0, $status) != -1) {     $status = pcntl_wexitstatus($status);     echo "Child $status completed\n";}

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