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PHP：PCNTL进程控制功能的基础使用

copylian 0 评论 12690 浏览 2024.03.14

PHP：PCNTL进程控制功能的基础使用，多进程的作用主要用于日志分析、队列处理、批量处理等，如要处理10w级别的数据，一条数据需要执行1秒，那么一个进程不间断需要执行1天多的时间，但是如果分成20个进程（进程过多会导出cpu爆满），每个进程分5000条只需执行1.3小时左右就完成任务了。

php多进程需要pcntl、posix扩展支持，请先下载配置扩展，必须在命令行 cli 模式下才能执行，不支持windows。

php多进程核心函数：

pcntl_fork(创建子进程)、pcntl_wait(阻塞当前进程)

pcntl_fork：一次调用两次返回，在父进程中返回子进程pid，在子进程中返回0，出错返回-1

pcntl_wait ( int &$status [, int $options ] )：

阻塞当前进程，直到任意一个子进程退出或收到一个结束当前进程的信号，注意是结束当前进程的信号，子进程结束发送的SIGCHLD不算。使用$status返回子进程的状态码，并可以指定第二个参数来说明是否以阻塞状态调用

阻塞方式调用的，函数返回值为子进程的pid，如果没有子进程返回值为-1；

非阻塞方式调用，函数还可以在有子进程在运行但没有结束的子进程时返回0

pcntl_waitpid ( int $pid , int &$status [, int $options ] )

功能同pcntl_wait，区别为waitpid为等待指定pid的子进程。当pid为-1时pcntl_waitpid与pcntl_wait 一样。在pcntl_wait和pcntl_waitpid两个函数中的$status中存了子进程的状态信息。

系统信号：

信号是事件发生时对进程的通知机制，有时又称为软件中断。一个进程可以向另一个进程发送信号，比如子进程结束时都会向父进程发送一个SIGCHLD（17号信号）来通知父进程，所以有时信号也被当作一种进程间通信的机制。在linux系统下，通常我们使用 kill -9 XXPID 来结束一个进程，其实这个命令的实质就是向某进程发送SIGKILL（9号信号），对于在前台进程我们通常用Ctrl+c快捷键来结束运行，该快捷键的实质是向当前进程发送SIGINT(2号信号)，而进程收到该信号的默认行为是结束运行

以下是常用的系统信号对应的编码、名称：kill -l

微信图片_20240314163710.png

demo-01.php：会先执行会先执行主进程，然后再执行子进程，如果主进程有 pcntl_wait($status) 则子进程结束之后再执行 pcntl_wait($status) 后的方法

<?php

// cli 模式
if (substr(php_sapi_name(), 0, 3) !== 'cli') {
　　die("cli mode only");
}

function sig_handler($signal) {
echo "接收到信号：{$signal}".PHP_EOL;
}

// 捕捉 Ctrl+C 信号
pcntl_signal(SIGCHLD, "sig_handler");

// 配合pcntl_signal使用，简单的说，是为了让系统产生时间云，让信号捕捉函数能够捕捉到信号量, ticks 性能不好，php高版本选用 pcntl_async_signals(true)或pcntl_signal_dispatch()
//declare(ticks = 1);

// 开启异步监听信号
// pcntl_async_signals(true);

// pcntl_fork函数创建一个新的子进程，并返回一个整数值，用于在父进程和子进程间进行区分
// pid == 0：在子进程中; pid > 0：在父进程中; pid == -1：进程启动失败，一次调用两次返回
$pid = pcntl_fork();

// var_export(['a'=> 1, 'b'=>2]); // var_export可以将一个数组转为一个字符串,以符合PHP的代码风格，输出者展示一个字符串的内容。

if ($pid == -1) {
echo "启动进程失败".PHP_EOL;

return;

} else if($pid) {

pcntl_signal_dispatch(); // 调用信号

echo "主进程ID：{$pid}".PHP_EOL;

$wait = pcntl_wait($status); // 等待子进程结束，返回主进程ID

echo "pcntl_wait：{$wait}, 等待子进程结束：{$status}".PHP_EOL;

} else {

echo "子进程的PID：{$pid}, 子进程ID：".getmygid().PHP_EOL;

sleep(2);

pcntl_exit(1); // 终止子进程

// 子进程需要exit,防止子进程也进入for循环
exit();
}

demo-02-multiprocess.php：多进程无限循环

<?php
// 最大的子进程数量
$maxChildPro = 8;

// 当前的子进程数量
$curChildPro = 0;

// 当子进程退出时，会触发该函数，当前子进程数-1
function sig_handler($sig)
{
    global $curChildPro;
    switch ($sig) {
        case SIGCHLD:
            echo 'SIGCHLD', PHP_EOL;
            $curChildPro--;
            break;
    }
}

// 配合pcntl_signal使用，简单的说，是为了让系统产生时间云，让信号捕捉函数能够捕捉到信号量, ticks 性能不好，php高版本选用 pcntl_async_signals(true)或pcntl_signal_dispatch()
//declare(ticks = 1);

// 开启异步监听信号
pcntl_async_signals(true);

// 注册子进程退出时调用的函数。SIGCHLD：在一个进程终止或者停止时，将SIGCHLD信号发送给其父进程。
pcntl_signal(SIGCHLD, "sig_handler");

while (true) {
    $curChildPro++;
    $pid = pcntl_fork();
    if ($pid) {
//        pcntl_signal_dispatch(); // 调用信号
        // 父进程运行代码，达到上限时父进程阻塞等待任一子进程退出后while循环继续
        if ($curChildPro >= $maxChildPro) {
            pcntl_wait($status);
        }
    } else {
        // 子进程运行代码
        $s = rand(2, 6);
        sleep($s);
        echo "child sleep $s second quit", PHP_EOL;

        // 子进程需要exit,防止子进程也进入for循环
        exit();
    }
}

demo-03-alarm.php：pcntl_alarm() 方法设置闹铃定时器

<?php
// 配合pcntl_signal使用，简单的说，是为了让系统产生时间云，让信号捕捉函数能够捕捉到信号量, ticks 性能不好，php高版本选用 pcntl_async_signals(true)或pcntl_signal_dispatch()
//declare(ticks = 1);

// 开启异步监听信号
pcntl_async_signals(true);

function signal_handler($signal) {
  print "Caught SIGALRM\n";
  pcntl_alarm(5);
}

pcntl_signal(SIGALRM, "signal_handler", true);
pcntl_alarm(5); // 通过pcntl_alarm实现隔5s发一个信号

for(;;) {
  sleep(1);
}

demo-04-kill.php：通过posix_kill()或system()主动杀死子进程

<?php
/**
 * 父进程通过pcntl_wait等待子进程退出
 * 子进程通过信号kill自己,也可以在父进程中发送kil信号结束子进程
 */

// 生成子进程
$pid = pcntl_fork();

if ($pid == -1) {
  die('could not fork');
} else {
  if ($pid) {
    $status = 0;
    // 阻塞父进程，直到子进程结束，不适合需要长时间运行的脚本.
    // 可使用pcntl_wait($status, WNOHANG)实现非阻塞式
    pcntl_wait($status);
    echo $status, PHP_EOL;
    exit;
  } else {
    // 结束当前子进程，以防止生成僵尸进程
    if(function_exists("posix_kill")){
      echo "posix_kill", PHP_EOL;
      posix_kill(getmypid(), SIGTERM);
    } else {
      system('kill -9'. getmypid());
    }
    exit;
  }
}

下面是一个测试实例：

test-pcntl.php：主进程，同时处理5w多条数据，一个进程需要131秒的时间（cup占用20%），同时开启5个进程只需要40秒（cpu占用30%~50%），子程序需要 exit() 退出否则会不断循环，主程序需要开启 pcntl_wait() 否则会出现子程序未执行完就断开的情况，导致出现大量的僵尸进程，这时候手动批量kill进程即可。

ubuntu根据关键词批量杀进程：https://www.cnblogs.com/McGeeForest/p/15303494.html

ps -ef | grep /www/pcntl.php | grep -v grep | cut -c 12-16 | xargs kill -s 9

grep -v grep 是在列出的进程中去除含有关键字“grep”的进程。

cut -c 10-16 是截取输入行的第9个字符到第15个字符，而这正好是进程号PID。

<?php
// 需求：数据量有5w多条，需要分配5个进程处理，每个进程处理1w条数据

// 进程数量
$processNum = 5;

// 数据
$data = range(1,53256);

// 单线程执行
//$time = time();
//foreach ($data as $v) {
//  file_put_contents(__DIR__."/test-pcntl.txt", $v.PHP_EOL, FILE_APPEND | LOCK_EX);
//  echo $v, PHP_EOL;
//}
//echo time()-$time, PHP_EOL; // 执行单个程序大概花费 131 秒，电脑cpu大概是20%
//exit();

// time
$time = time();

// 统计每个进程需要处理的数据量
$count = ceil(count($data)/$processNum);

// 分配数据
$forks = 0;

while ($forks < $processNum) {

  // 开启子进程
  $pid = pcntl_fork();
  if ($pid == -1) {

    die("create pcntl error：{$pid}".PHP_EOL);

  } else if($pid) {

    // 主进程
    $forks++;

  } else {

    // 子进程

    // 处理方式1
    // 数据切份
//    $processData = array_slice($data, $forks * $count, $count);

    // 处理数据
//    foreach ($processData as $v) {
//      file_put_contents(__DIR__."/a.txt", $v.PHP_EOL, FILE_APPEND | LOCK_EX);
//    }

    // 处理方式2
    $file = '/tmp/test_pcntl_'.$forks.'.json';

    file_put_contents($file, json_encode(array_slice($data, $forks * $count, $count), JSON_UNESCAPED_SLASHES | JSON_UNESCAPED_UNICODE));

    pcntl_exec('/usr/local/bin/php', [__DIR__.'/test-pcntl-worker.php', $file], $_ENV);

    // 退出子进程，防止不断循环
    exit();
  }
}

for (;;) {
  // 等待子进程结束
  if (pcntl_wait($status, WNOHANG) == -1) {
    break;
  }
}

echo time()-$time, PHP_EOL; // 执行5个进程大概花费 40 秒，电脑cpu大概是30%~50%

test-pcntl-worker.php：子进程，数据处理，复制了主程序的所有信息，执行程序

<?php
// 子进程执行，复制了一份主程序的环境变量

// getenv()：获取pcntl_exec 传递的 env_vars 环境变量参数
//var_export(getenv());

// $argv 参数：获取pcntl_exec 传递的 args 参数
//var_export($argv[1]);

$data = json_decode(file_get_contents($argv[1]), true);

foreach ($data as $v) {
  file_put_contents(__DIR__."/test-pcntl.txt", $v.PHP_EOL, FILE_APPEND | LOCK_EX);
  echo $v, PHP_EOL;
}