php 的多进程实践

php的多进程处理依赖于pcntl扩展，通过pcntl_fork创建子进程来进行并行处理。

 

例1如下：

<?php
$pid = pcntl_fork();

if($pid == -1) {
    //错误处理：创建子进程失败时返回-1.
    die('fork error');
} else if ($pid) {
    //父进程会得到子进程号，所以这里是父进程执行的逻辑
    echo "parent \n";
    //等待子进程中断，防止子进程成为僵尸进程。
    pcntl_wait($status);
} else {
    //子进程得到的$pid为0, 所以这里是子进程执行的逻辑。
    echo "child \n";

    exit;
}

pcntl_fork创建了子进程，父进程和子进程都继续向下执行，而不同是父进程会获取子进程的$pid也就是$pid不为零。而子进程会获取$pid为零。通过if else语句判断$pid我们就可以在指定位置写上不同的逻辑代码。

 

上述代码会分别输出parent和child。那么输出的parent和child是否会有顺序之分？是父进程会先执行？

 

例2如下：

<?php
$pid = pcntl_fork();

if($pid == -1) {
    die('fork error');
} else if ($pid) {
    sleep(3);
    echo "parent \n";
    pcntl_wait($status);
} else {
    echo "child \n";

    exit;
}

我们在父进程中通过sleep来延缓执行，看看效果。

结果是，很快输出了child，等待了接近3秒后，才输出parent。所以父进程和子进程的执行是相对独立的，没有先后之分。

 

那么问题又来了？pcntl_wait是做什么用的？

会挂起当前进程，直到子进程退出，如果子进程在调用此函数之前就已退出，此函数会立刻返回。子进程使用的资源将被释放。

 

例3如下：

<?php
$pid = pcntl_fork();

if($pid == -1) {
    die('fork error');
} else if ($pid) {
    pcntl_wait ($status);
    echo "parent \n";
} else {
    sleep(3);
    echo "child \n";

    exit;
}

上述代码，我们可以看到，父进程执行pcntl_wait时就已经挂起，直到等待3秒后输出child，子进程退出后。父进程继续执行，输出parent。

 

例4如下：

<?php
define('FORK_NUMS', 3);

$pids = array();

for($i = 0; $i < FORK_NUMS; ++$i) {
    $pids[$i] = pcntl_fork();
    if($pids[$i] == -1) {
        die('fork error');
    } else if ($pids[$i]) {
        pcntl_waitpid($pids[$i], $status);
        echo "pernet \n";
    } else {
        sleep(3);
        echo "child id:" . getmypid() . " \n";
        exit;
    }
}

上述代码，我们创建3个子进程，父进程分别挂起等待子进程结束后，输出parent。

输出结果如下：

child id:19090
pernet
child id:19091
pernet
child id:19092
pernet

例5如下：

<?php
define('FORK_NUMS', 3);

$pids = array();

for($i = 0; $i < FORK_NUMS; ++$i) {
    $pids[$i] = pcntl_fork();
    if($pids[$i] == -1) {
        die('fork error');
    } else if ($pids[$i]) {

    } else {
        sleep(3);
        echo "child id:" . getmypid() . " \n";
        exit;
    }
}

foreach($pids as $k => $v) {
    if($v) {
        pcntl_waitpid($v, $status);
        echo "parent \n";
    }
}

输出结果如下：

child id:19118
child id:19119
child id:19120
parent
parent
parent

为什么上述代码跟例4的输出结果不一样？

我们可以看到例5的pcntl_waitpid函数放在了foreach中，foreach代码是在主进程中，也就是父进程的代码中。当执行foreach时，可能子进程已经全部执行完毕并退出。pcntl_waitpid会立刻返回，连续输出三个parent。

(*在子进程中，需通过exit来退出，不然会产生递归多进程，父进程中不需要exit，不然会中断多进程。)

 

例6如下：

<?php

define('FORK_NUMS', 3);

$pids = array();

$fp = fopen('./test.log', 'wb');
$num = 1;

for($i = 0; $i < FORK_NUMS; ++$i) {
    $pids[$i] = pcntl_fork();
    if($pids[$i] == -1) {
        die('fork error');
    } else if ($pids[$i]) {

    } else {
        for($i = 0; $i < 5; ++$i) {

            flock($fp, LOCK_EX);
            fwrite($fp, getmypid() . ' : ' . date('Y-m-d H:i:s') . " : {$num} \r\n");

            flock($fp, LOCK_UN);
            echo getmypid(), ": success \r\n";
            ++$num;
        }
        exit;
    }
}

foreach($pids as $k => $v) {
    if($v) {
        pcntl_waitpid($v, $status);
    }
}

fclose($fp);

代码如上：我们创建三个子进程，来同时向test.log文件写入内容，test.log内容如下：

19507 : 2016-03-16 20:40:52 : 1
19507 : 2016-03-16 20:40:52 : 2
19507 : 2016-03-16 20:40:52 : 3
19507 : 2016-03-16 20:40:52 : 4
19507 : 2016-03-16 20:40:52 : 5
19509 : 2016-03-16 20:40:52 : 1
19509 : 2016-03-16 20:40:52 : 2
19509 : 2016-03-16 20:40:52 : 3
19509 : 2016-03-16 20:40:52 : 4
19509 : 2016-03-16 20:40:52 : 5
19508 : 2016-03-16 20:40:52 : 1
19508 : 2016-03-16 20:40:52 : 2
19508 : 2016-03-16 20:40:52 : 3
19508 : 2016-03-16 20:40:52 : 4
19508 : 2016-03-16 20:40:52 : 5

我们可以看到三个子进程的pid，它们分别执行了5次，时间几乎是在同时。但是$num的值并没像我们期望的那样从1－15进行递增。子进程中的变量是各自独立的，互不影响。子进程会自动复制父进程空间里的变量。

 

如何在进程中共享数据？

我们通过php的共享内存函数shmop来实现。

<?php

define('FORK_NUMS', 3);

$pids = array();

$fp = fopen('./test.log', 'wb');
$num = 1;
//共享内存段的key
$shmKey = 123;
//创建共享内存段
$shmId = shmop_open($shmKey, 'c', 0777, 64);
//写入数据到共享内存段
shmop_write($shmId, $num, 0);

for($i = 0; $i < FORK_NUMS; ++$i) {
    $pids[$i] = pcntl_fork();
    if($pids[$i] == -1) {
        die('fork error');
    } else if ($pids[$i]) {

        //阻塞，等待子进程退出

        //注意这里，如果是非阻塞的话，$num的计数会出现问题。
        pcntl_waitpid($pids[$i], $status);
    } else {
        //读取共享内存段中的数据
        $num = shmop_read($shmId, 0, 64);
        for($i = 0; $i < 5; ++$i) {
            fwrite($fp, getmypid() . ' : ' . date('Y-m-d H:i:s') . " : {$num} \r\n");
            echo getmypid(), ": success \r\n";
            //递增$num
            $num = intval($num) + 1;
        }

        //写入到共享内存段中

        shmop_write($shmId, $num, 0);
        exit;
    }
}

//shmop_delete不会实际删除该内存段，它将该内存段标记为删除。
shmop_delete($shmId);
shmop_close($shmId);
fclose($fp);

上述代码的运行结果如下：

19923 : 2016-03-17 00:05:18 : 1
19923 : 2016-03-17 00:05:18 : 2
19923 : 2016-03-17 00:05:18 : 3
19923 : 2016-03-17 00:05:18 : 4
19923 : 2016-03-17 00:05:18 : 5
19924 : 2016-03-17 00:05:18 : 6
19924 : 2016-03-17 00:05:18 : 7
19924 : 2016-03-17 00:05:18 : 8
19924 : 2016-03-17 00:05:18 : 9
19924 : 2016-03-17 00:05:18 : 10
19925 : 2016-03-17 00:05:18 : 11
19925 : 2016-03-17 00:05:18 : 12
19925 : 2016-03-17 00:05:18 : 13
19925 : 2016-03-17 00:05:18 : 14
19925 : 2016-03-17 00:05:18 : 15

这样我们就在进程间共享了$num的数据。