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PHP 多进程与信号中断实现多任务常驻内存管理【Master/Worker 模型】

互联网 2019-10-04 16:25:59 0

本文章基于 pcntl 扩展做的多进程测试。


进程调度策略

父子进程的调度由操作系统来负责,具体先调度子进程还是父进程由系统的调度算法决定,当然可以在父进程加上延时或是调用进程回收函数 pcntl_wait 可以先让子进程先运行,进程回收的目的是释放进程创建时占用的内存空间,防止变成僵尸进程。

信号:

信号称为软中断系统或是叫软中断,功能是向进程发送异步事件通知。

信号编号: 【源码基于 SIGINT,SIGTERM,SIGUSR1 信号,含义请自行查看 kill 命令手册,不在描述】

linux 支持 64 个,有一半为实时信号,一半为非时实信号,这些信号都有自己的编号和对应的整数值。每个信号的编号含义读者可以参阅 linux 相关手册【man 手册看看就知道了】

信号处理函数:

信号一般会绑定相应的功能,有的是默认动作如 SIGKILL,SIGTERM,SIGINT 操作默认操作就是干掉进程,当然我们可以重写覆盖掉,就是通过 pcntl_signal 来覆盖掉。

信号的概念:与硬件中断一个道理,请读者自行参考本人前面撸过的文章或是查看芯片硬件中断原理。

信号的发送:

kill 信号编号 进程 或是按键产品的中断信号或是在源码里可以使用 posix_kill 等函数。

进程是相互隔离的,拥有自己的堆栈空间,除了一些公用的正文【代码区】,同时也有自己的可执行代码,进程运行时,将占用 cpu 的资源,其它进程将无权运行,此时其它进程将为阻塞状态【比如前面撸过的 tcp 服务】,当进程运行结束后【运行到代码的最后一句或是遇到 return 或是遇到 exit 退出进程函数或是遇到信号事件时将会退出】让出权限并释放掉内存,其它进程就有机会运行了。

进程拥有的自己进程描述符,其中比较常用的是进程号 PID,进程运行时会在系统 /proc/PID 下生成相应的进程文件,用户可以自行查看。

每个进程都拥有所属的进程组【进程的集合】,多个进程组集合则是一个会话,创建一个会话是通过一个进程进行创建的,并且此进程不可以为组长进程,此进程将成为会话期的会话首进程,也会成为进程组的进程组长,同时将会脱离控制终端,即使之前的进程绑定了控制终端也会脱离【守护进程的创建】。

文件描述权限掩码【权限屏蔽字】:

umask () 你可以在 linux 运行这个命令,然后创建文件,并查看它的权限【如果你跑完啥也没有发现,说明你还是训练不够 ^_^】

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<?php

/**

 * Created by PhpStorm.

 * User: 1655664358@qq.com

 * Date: 2018/3/26

 * Time: 14:19

 */

namespace Chen\Worker;

class Server

{

    public $workerPids = [];

    public $workerJob = [];

    public $master_pid_file = "master_pid";

    public $state_file = "state_file.txt";

    function run()

    {

        $this->daemon();

        $this->worker();

        $this->setMasterPid();

        $this->installSignal();

        $this->showState();

        $this->wait();

    }

    function wait()

    {

        while (1){

            pcntl_signal_dispatch();

            $pid = pcntl_wait($status);

            if ($pid>0){

                unset($this->workerPids[$pid]);

            }else{

                if (count($this->workerPids)==0){

                    exit();

                }

            }

            usleep(100000);

        }

    }

    function showState()

    {

        $state = "\nMaster 信息\n";

        $state.=str_pad("master pid",25);

        $state.=str_pad("worker num",25);

        $state.=str_pad("job pid list",10)."\n";

        $state.=str_pad($this->getMasterPid(),25);

        $state.=str_pad(count($this->workerPids),25);

        $state.=str_pad(implode(",",array_keys($this->workerPids)),10);

        echo $state.PHP_EOL;

    }

    function getMasterPid()

    {

        if (file_exists($this->master_pid_file)){

            return file_get_contents($this->master_pid_file);

        }else{

            exit("服务未运行\n");

        }

    }

    function setMasterPid()

    {

        $fp = fopen($this->master_pid_file,"w");

        @fwrite($fp,posix_getpid());

        @fclose($fp);

    }

    function daemon()

    {

        $pid = pcntl_fork();

        if ($pid<0){

            exit("fork进程失败\n");

        }else if ($pid >0){

            exit(0);

        }else{

            umask(0);

            $sid = posix_setsid();

            if ($sid<0){

                exit("创建会话失败\n");

            }

            $pid = pcntl_fork();

            if ($pid<0){

                exit("进程创建失败\n");

            }else if ($pid >0){

                exit(0);

            }

            //可以关闭标准输入输出错误文件描述符【守护进程不需要】

        }

    }

    function worker()

    {

        if (count($this->workerJob)==0)exit("没有工作任务\n");

        foreach($this->workerJob as $job){

            $pid = pcntl_fork();

            if ($pid<0){

                exit("工作进程创建失败\n");

            }else if ($pid==0){

                /***************子进程工作范围**********************/

                //给子进程安装信号处理程序

                $this->workerInstallSignal();

                $start_time = time();

                while (1){

                    pcntl_signal_dispatch();

                    if ((time()-$start_time)>=$job->job_run_time){

                        break;

                    }

                    $job->run(posix_getpid());

                }

                exit(0);//子进程运行完成后退出

                /***************子进程工作范围**********************/

            }else{

                $this->workerPids[$pid] = $job;

            }

        }

    }

    function workerInstallSignal()

    {

        pcntl_signal(SIGUSR1,[__CLASS__,'workerHandleSignal'],false);

    }

    function workerHandleSignal($signal)

    {

        switch ($signal){

            case SIGUSR1:

                $state = "worker pid=".posix_getpid()."接受了父进程发来的自定义信号\n";

                file_put_contents($this->state_file,$state,FILE_APPEND);

                break;

        }

    }

    function installSignal()

    {

        pcntl_signal(SIGINT,[__CLASS__,'handleMasterSignal'],false);

        pcntl_signal(SIGTERM,[__CLASS__,'handleMasterSignal'],false);

        pcntl_signal(SIGUSR1,[__CLASS__,'handleMasterSignal'],false);

    }

    function handleMasterSignal($signal)

    {

        switch ($signal){

            case SIGINT:

                //主进程接受到中断信号ctrl+c

                foreach ($this->workerPids as $pid=>$worker){

                    posix_kill($pid,SIGINT);//向所有的子进程发出

                }

                exit("服务平滑停止\n");

                break;

            case SIGTERM://ctrl+z

                foreach ($this->workerPids as $pid=>$worker){

                    posix_kill($pid,SIGKILL);//向所有的子进程发出

                }

                exit("服务停止\n");

                break;

            case SIGUSR1://用户自定义信号

                if (file_exists($this->state_file)){

                    unlink($this->state_file);

                }

                foreach ($this->workerPids as $pid=>$worker){

                    posix_kill($pid,SIGUSR1);

                }

                $state = "master pid\n".$this->getMasterPid()."\n";

                while(!file_exists($this->state_file)){

                    sleep(1);

                }

                $state.= file_get_contents($this->state_file);

                echo $state.PHP_EOL;

                break;

        }

    }

<?php

/**\

 * Created by PhpStorm.\ * User: 1655664358@qq.com

 * Date: 2018/3/26\ * Time: 14:37\ */\namespace Chen\Worker;

class Job

{

  public $job_run_time = 3600;

  function run($pid)

 {\sleep(3);

  echo "worker pid = $pid job 没事干,就在这里job\n";

  }

<?php

/**

 * Created by PhpStorm.\ * User: 1655664358@qq.com

 * Date: 2018/3/26\ * Time: 14:37\ */\namespace Chen\Worker;

class Talk

{

  public $job_run_time = 3600;

  function run($pid)

 {\sleep(3);

  echo "worker pid = $pid job 没事干,就在这里talk\n";

  }

}

<?php

/**

 * Created by PhpStorm.\ * User: 1655664358@qq.com

 * Date: 2018/3/26\ * Time: 15:45\ */

require_once 'vendor/autoload.php';

$process = new \Chen\Worker\Server();

$process->workerJob = [new \Chen\Worker\Talk(),new \Chen\Worker\Job()];

$process->run();

PHP 多进程与信号中断实现多任务常驻内存管理【Master/Worker 模型】

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