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php 进程之间的通讯方式

江小白 2019-04-23 0 54

一、引言

进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。换句话说就是,在系统调度多个cpu的时候,一个程序的基本单元。进程对于大多数的语言都不是一个陌生的概念,作为"世界上最好的语言PHP"当然也例外。

二、环境

php中的进程是以扩展的形式来完成。通过这些扩展,我们能够很轻松的完成进程的一系列动作。

  • pcntl扩展:主要的进程扩展,完成进程创建于等待操作。
  • posix扩展:完成posix兼容机通用api,如获取进程id,杀死进程等。
  • sysvmsg扩展:实现system v方式的进程间通信之消息队列。
  • sysvsem扩展:实现system v方式的信号量。
  • sysvshm扩展:实现system v方式的共享内存。
  • sockets扩展:实现socket通信。

这些扩展只能在linux/mac中使用,window下是不支持。最后建议php版本为5.5+。

相关代码:进程相关代码

三、简单的例子

一个简单的PHP多进程例子,该例子中,一个子进程,一个父进程。子进程输出5次,退出程序。

$parentPid = posix_getpid(); echo "parent progress pid:{$parentPid}\n";
$childList = array();
$pid = pcntl_fork(); if ( $pid == -1) { // 创建失败 exit("fork progress error!\n");
} else if ($pid == 0) { // 子进程执行程序 $pid = posix_getpid();
    $repeatNum = 5; for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) { echo "({$pid})child progress is running! {$i} \n";
        $rand = rand(1,3);
        sleep($rand);
    } exit("({$pid})child progress end!\n");
} else { // 父进程执行程序 $childList[$pid] = 1;
} // 等待子进程结束 pcntl_wait($status); echo "({$parentPid})main progress end!";

完美,终于创建了一个子进程,一个父进程。完了么?没有,各个进程之间相互独立的,没有任何交集,使用范围严重受到现在。怎么办,哪就进程间通信(interprogress communication)呗。

四、进程间通信(IPC)

通常linux中的进程通信方式有:消息队列、信号量、共享内存、信号、管道、socket。

1.消息队列

消息队列是存放在内存中的一个队列。如下代码将创建3个生产者子进程,2个消费者子进程。这5个进程将通过消息队列通信。

$parentPid = posix_getpid(); echo "parent progress pid:{$parentPid}\n";$childList = array(); // 创建消息队列,以及定义消息类型(类似于数据库中的库) $id = ftok(__FILE__,'m');
$msgQueue = msg_get_queue($id); const MSG_TYPE = 1; // 生产者 function producer(){ global $msgQueue;
    $pid = posix_getpid();
    $repeatNum = 5; for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) {
        $str = "({$pid})progress create! {$i}";
        msg_send($msgQueue,MSG_TYPE,$str);
        $rand = rand(1,3);
        sleep($rand);
    }
} // 消费者 function consumer(){ global $msgQueue;
    $pid = posix_getpid();
    $repeatNum = 6; for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) {
        $rel = msg_receive($msgQueue,MSG_TYPE,$msgType,1024,$message); echo "{$message} | consumer({$pid}) destroy \n";
        $rand = rand(1,3);
        sleep($rand);
    }
} function createProgress($callback){
    $pid = pcntl_fork(); if ( $pid == -1) { // 创建失败 exit("fork progress error!\n");
    } else if ($pid == 0) { // 子进程执行程序 $pid = posix_getpid();
        $callback(); exit("({$pid})child progress end!\n");
    }else{ // 父进程执行程序 return $pid;
    }
} // 3个写进程 for ($i = 0; $i < 3; $i ++ ) {
    $pid = createProgress('producer');
    $childList[$pid] = 1; echo "create producer child progress: {$pid} \n";
} // 2个写进程 for ($i = 0; $i < 2; $i ++ ) {
    $pid = createProgress('consumer');
    $childList[$pid] = 1; echo "create consumer child progress: {$pid} \n";
} // 等待所有子进程结束 while(!empty($childList)){
    $childPid = pcntl_wait($status); if ($childPid > 0){ unset($childList[$childPid]);
    }
} echo "({$parentPid})main progress end!\n";

由于消息队列去数据是,只有一个进程能去到,所以不需要额外的锁或信号量。

2. 信号量与共享内存

信号量:是系统提供的一种原子操作,一个信号量,同时只有你个进程能操作。一个进程获得了某个信号量,就必须被该进程释放掉。

共享内存:是系统在内存中开辟的一块公共的内存区域,任何一个进程都可以访问,在同一时刻,可以有多个进程访问该区域,为了保证数据的一致性,需要对该内存区域加锁或信号量。

以下,创建多个进程修改内存中的同一个值。

$parentPid = posix_getpid(); echo "parent progress pid:{$parentPid}\n";
$childList = array(); // 创建共享内存,创建信号量,定义共享key $shm_id = ftok(__FILE__,'m');
$sem_id = ftok(__FILE__,'s');
$shareMemory = shm_attach($shm_id);
$signal = sem_get($sem_id); const SHARE_KEY = 1; // 生产者 function producer(){ global $shareMemory; global $signal;
    $pid = posix_getpid();
    $repeatNum = 5; for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) { // 获得信号量 sem_acquire($signal); if (shm_has_var($shareMemory,SHARE_KEY)){ // 有值,加一 $count = shm_get_var($shareMemory,SHARE_KEY);
            $count ++;
            shm_put_var($shareMemory,SHARE_KEY,$count); echo "({$pid}) count: {$count}\n";
        }else{ // 无值,初始化 shm_put_var($shareMemory,SHARE_KEY,0); echo "({$pid}) count: 0\n";
        } // 用完释放 sem_release($signal);
        
        $rand = rand(1,3);
        sleep($rand);
    }
} function createProgress($callback){
    $pid = pcntl_fork(); if ( $pid == -1) { // 创建失败 exit("fork progress error!\n");
    } else if ($pid == 0) { // 子进程执行程序 $pid = posix_getpid();
        $callback(); exit("({$pid})child progress end!\n");
    }else{ // 父进程执行程序 return $pid;
    }
} // 3个写进程 for ($i = 0; $i < 3; $i ++ ) {
    $pid = createProgress('producer');
    $childList[$pid] = 1; echo "create producer child progress: {$pid} \n";
} // 等待所有子进程结束 while(!empty($childList)){
    $childPid = pcntl_wait($status); if ($childPid > 0){ unset($childList[$childPid]);
    }
} // 释放共享内存与信号量 shm_remove($shareMemory);
sem_remove($signal); echo "({$parentPid})main progress end!\n";

3.信号

信号是一种系统调用。通常我们用的kill命令就是发送某个信号给某个进程的。具体有哪些信号可以在liunx/mac中运行kill -l查看。下面这个例子中,父进程等待5秒钟,向子进程发送sigint信号。子进程捕获信号,掉信号处理函数处理。

$parentPid = posix_getpid(); echo "parent progress pid:{$parentPid}\n"; // 定义一个信号处理函数 function sighandler($signo) {
    $pid = posix_getpid(); echo "{$pid} progress,oh no ,I'm killed!\n"; exit(1);
}

$pid = pcntl_fork(); if ( $pid == -1) { // 创建失败 exit("fork progress error!\n");
} else if ($pid == 0) { // 子进程执行程序 // 注册信号处理函数 declare(ticks=10);
    pcntl_signal(SIGINT, "sighandler");
    $pid = posix_getpid(); while(true){ echo "{$pid} child progress is running!\n";
        sleep(1);
    } exit("({$pid})child progress end!\n");
}else{ // 父进程执行程序 $childList[$pid] = 1; // 5秒后,父进程向子进程发送sigint信号. sleep(5);
    posix_kill($pid,SIGINT);
    sleep(5);
} echo "({$parentPid})main progress end!\n";

4.管道(有名管道)

管道是比较常用的多进程通信手段,管道分为无名管道与有名管道,无名管道只能用于具有亲缘关系的进程间通信,而有名管道可以用于同一主机上任意进程。这里只介绍有名管道。下面的例子,子进程写入数据,父进程读取数据。

// 定义管道路径,与创建管道 $pipe_path = '/data/test.pipe'; if(!file_exists($pipe_path)){ if(!posix_mkfifo($pipe_path,0664)){ exit("create pipe error!");
    }
}
$pid = pcntl_fork(); if($pid == 0){ // 子进程,向管道写数据 $file = fopen($pipe_path,'w'); while (true){
        fwrite($file,'hello world');
        $rand = rand(1,3);
        sleep($rand);
    } exit('child end!');
}else{ // 父进程,从管道读数据 $file = fopen($pipe_path,'r'); while (true){
        $rel = fread($file,20); echo "{$rel}\n";
        $rand = rand(1,2);
        sleep($rand);
    }
}

5.socket

socket即我们常说的套接字编程。这个待补充。



作者:林湾村龙猫
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来源:简书
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作者: 2019-04-23 22:42:49

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