Swoole从入门到入土(23)——多进程[进程池Process\Pool]

Swoole提供的进程池为Process\Pool，基于 Swoole\Server 的 Manager 管理进程模块实现。可管理多个工作进程。该模块的核心功能为进程管理，相比 Process 实现多进程，Process\Pool 更加简单，封装层次更高，开发者无需编写过多代码即可实现进程管理功能，配合 Co\Server 可以创建纯协程风格的，能利用多核 CPU 的服务端程序。同样，我们同过一段代码引出本节的详细讨论：

$workerNum = 10;
$pool = new Swoole\Process\Pool($workerNum);

$pool->on("WorkerStart", function ($pool, $workerId) {
    echo "Worker#{$workerId} is started\n";
    $redis = new Redis();
    $redis->pconnect('127.0.0.1', 6379);
    $key = "key1";
    while (true) {
         $msg = $redis->brpop($key, 2);
         if ( $msg == null) continue;
         var_dump($msg);
     }
});

$pool->on("WorkerStop", function ($pool, $workerId) {
    echo "Worker#{$workerId} is stopped\n";
});

$pool->start();

现在让我们一起了解，这个类为我们提供了哪些成员。

常量

成员函数

1) __construct()：构造方法

Swoole\Process\Pool::__construct(int $worker_num, int $ipc_type = 0, int $msgqueue_key = 0, bool $enable_coroutine = false);

$worker_num：工作进程的数量（当一个进程退出后，Pool会及时拉取另一个进程进行补充）

$ipc_type：进程间通信的模式【默认为 0 表示不使用任何进程间通信特性】，这个参数需要注意如下事项：

- 设置为 0 时必须设置 onWorkerStart 回调，并且必须在 onWorkerStart 中实现循环逻辑，当 onWorkerStart 函数退出时工作进程会立即退出，之后会由 Manager 进程重新拉起进程；

- 设置为 SWOOLE_IPC_MSGQUEUE 表示使用系统消息队列通信，可设置 $msgqueue_key 指定消息队列的 KEY，未设置消息队列 KEY，将申请私有队列；

- 设置为 SWOOLE_IPC_SOCKET 表示使用 Socket 进行通信，需要使用 listen 方法指定监听的地址和端口；

- 设置为 SWOOLE_IPC_UNIXSOCK 表示使用 unixSocket 进行通信，协程模式下使用，强烈推荐用此种方式进程间通讯；

- 使用非 0 设置时，必须设置 onMessage 回调，onWorkerStart 变更为可选。

$msgqueue_key：消息列队的key

$enable_coroutine：是否开启协程支持【使用协程后将无法设置 onMessage 回调】

示例1：

$pool = new Swoole\Process\Pool(1, SWOOLE_IPC_NONE, 0, true);

$pool->on('workerStart', function (Swoole\Process\Pool $pool, int $workerId) {
    while (true) {
        Co::sleep(0.5);
        echo "hello world\n";
    }
});

$pool->start();

示例2：开启协程后 Swoole 会禁止设置 onMessage 事件回调，需要进程间通讯的话需要将第二个设置为 SWOOLE_IPC_UNIXSOCK 表示使用 unixSocket 进行通信，然后使用 $pool->getProcess()->exportSocket() 导出 Coroutine\Socket 对象，实现 Worker 进程间通信。

$pool = new Swoole\Process\Pool(2, SWOOLE_IPC_UNIXSOCK, 0, true);

$pool->on('workerStart', function (Swoole\Process\Pool $pool, int $workerId) {
   $process = $pool->getProcess(0);
   $socket = $process->exportSocket();
   if ($workerId == 0) {
       echo $socket->recv();
       $socket->send("hello proc1\n");
       echo "proc0 stop\n";
   } else {
       $socket->send("hello proc0\n");
       echo $socket->recv();
       echo "proc1 stop\n";
       $pool->shutdown();
   }
});

$pool->start();

2) set()：设置参数

Swoole\Process\Pool->set(array $settings)

可以使用 enable_coroutine 来控制是否启用协程，和构造函数的第四个参数作用一致。

Swoole\Process\Pool->set(['enable_coroutine' => true]);

3) on()：设置进程池回调函数

Swoole\Process\Pool->on(string $event, callable $function);

$event：指定事件

$function：回调函数

事件说明：

- onWorkerStart：子进程启动，回调函数格式：

function onWorkerStart(Swoole\Process\Pool $pool, int $workerId) {
    echo "Worker#{$workerId} is started\n";
}

- onWorkerStop：子进程结束，回调函数同onWorkerStart。

- onMessage：消息接收，收到外部投递的消息。 一次连接只能投递一次消息，类似于 PHP-FPM 的短连接机制。回调函数格式如下：

function onMessage(Swoole\Process\Pool $pool, string $data) {
    var_dump($data);
}

4) listen()：监听 SOCKET，必须在 $ipc_mode = SWOOLE_IPC_SOCKET 时才能使用。

Swoole\Process\Pool->listen(string $host, int $port = 0, int $backlog = 2048): bool

$host：监听的地址【支持 TCP 和 unixSocket 两种类型。127.0.0.1 表示监听 TCP 地址，需要指定 $port。unix:/tmp/php.sock 监听 unixSocket 地址。】

$port：监听的端口【在 TCP 模式下需要指定。】

$backlog：监听的队列长度

返回值：成功监听返回 true、监听失败返回 false，可调用 swoole_errno 获取错误码。监听失败后，调用 start 时会立即返回 false。

注意：向监听端口发送数据时，客户端必须在请求前增加 4 字节、网络字节序的长度值。协议格式为：packet = htonl(strlen(data)) + data;

示例：

$pool->listen('127.0.0.1', 8089);
$pool->listen('unix:/tmp/php.sock');

5) write()：向对端写入数据，必须在 $ipc_mode 为 SWOOLE_IPC_SOCKET 时才能使用。

Swoole\Process\Pool->write(string $data): bool

$data：写入的数据内容【可多次调用 write，底层会在 onMessage 函数退出后将数据全部写入 socket 中，并 close 连接】

说明：此方法为内存操作，没有 IO 消耗，发送数据操作是同步阻塞 IO

示例：

/**** 服务端 ****/
$pool = new Swoole\Process\Pool(2, SWOOLE_IPC_SOCKET);

$pool->on("Message", function ($pool, $message) {
    echo "Message: {$message}\n";
    $pool->write("hello ");
    $pool->write("world ");
    $pool->write("\n");
});

$pool->listen('127.0.0.1', 8089);
$pool->start();

/**** 客户端 ****/
$fp = stream_socket_client("tcp://127.0.0.1:8089", $errno, $errstr) or die("error: $errstr\n");
$msg = json_encode(['data' => 'hello', 'uid' => 1991]);
fwrite($fp, pack('N', strlen($msg)) . $msg);
sleep(1);
//将显示 hello world\n
$data = fread($fp, 8192);
var_dump(substr($data, 4, unpack('N', substr($data, 0, 4))[1]));
fclose($fp);

6) start()：启动工作进程

Swoole\Process\Pool->start(): bool

说明1：

启动成功，当前进程进入 wait 状态，管理工作进程；

启动失败，返回 false，可使用 swoole_errno 获取错误码。

说明2：关于进程管理：

- 某个工作进程遇到致命错误、主动退出时管理器会进行回收，避免出现僵尸进程
- 工作进程退出后，管理器会自动拉起、创建一个新的工作进程
- 主进程收到 SIGTERM 信号时将停止 fork 新进程，并 kill 所有正在运行的工作进程
- 主进程收到 SIGUSR1 信号时将将逐个 kill 正在运行的工作进程，并重新启动新的工作进程

说明3：信号处理：

底层仅设置了主进程（管理进程）的信号处理，并未对 Worker 工作进程设置信号，需要开发者自行实现信号的监听。

- 工作进程为异步模式，请使用 Swoole\Process::signal 监听信号
- 工作进程为同步模式，请使用 pcntl_signal 和 pcntl_signal_dispatch 监听信号

在工作进程中应当监听 SIGTERM 信号，当主进程需要终止该进程时，会向此进程发送 SIGTERM 信号。如果工作进程未监听 SIGTERM 信号，底层会强行终止当前进程，造成部分逻辑丢失。

示例：

$pool->on("WorkerStart", function ($pool, $workerId) {
    $running = true;
    pcntl_signal(SIGTERM, function () use (&$running) {
        $running = false;
    });
    echo "Worker#{$workerId} is started\n";
    $redis = new Redis();
    $redis->pconnect('127.0.0.1', 6379);
    $key = "key1";
    while ($running) {
         $msg = $redis->brpop($key);
         pcntl_signal_dispatch();
         if ( $msg == null) continue;
         var_dump($msg);
     }
});

7)  shutdown()：终止工作进程

Swoole\Process\Pool->shutdown(): bool

8)  getProcess()：获取当前工作进程对象。返回 Swoole\Process 对象。

Swoole\Process\Pool->getProcess(int $worker_id): Swoole\Process;

$worker_id：指定获取 worker 【可选参数，默认当前 worker】

注意：

必须在 start 之后，在工作进程的 onWorkerStart 或其他回调函数中调用；

返回的 Process 对象是单例模式，在工作进程中重复调用 getProcess() 将返回同一个对象。

示例：

$workerNum = 10;
$pool = new Swoole\Process\Pool($workerNum);

$pool->on("WorkerStart", function ($pool, $workerId) {
    $process = $pool->getProcess();
    $process->exec("/bin/sh", ["ls", '-l']);
});

$pool->on("WorkerStop", function ($pool, $workerId) {
    echo "Worker#{$workerId} is stopped\n";
});

$pool->start();

Swoole提供的进程池成员简练，使用方便。以上就是进程池的所有内容，下一节我们将讨论进程管理器Manager：）

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