PHP进程及进程间通信

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 &lt;= $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 &lt;= $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 &lt;= $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 &lt; 3; $i ++ ) {

    $pid = createProgress('producer');

    $childList[$pid] = 1;

    echo "create producer child progress: {$pid} \n";

}

// 2个写进程

for ($i = 0; $i &lt; 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 &gt; 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 &lt;= $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 &lt; 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 &gt; 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。

原文地址：https://www.jianshu.com/p/08bcf724196b