PHP에서 PTHREADS를 사용한 병렬 프로그래밍 - 기본 사항

키 포인트

웹 서버 환경에서 pthreads 사용을 피하십시오 : 보안 및 확장 성 문제로 인해 이러한 환경 스레드에서 여러 환경을 효과적으로 처리 할 수 ​​없기 때문에 FCGI와 같은 웹 서버 환경에서는 pthreads를 사용해서는 안됩니다.

일회성 작업 또는 IO 바인딩 작업에 PTHREADS 사용 :

를 수행하거나 많은 IO 작업이 필요한 작업의 경우 PTHREADS를 사용하여 기본 실행 스레드를 제거하고 별도로 처리 할 수 ​​있습니다. 스레드 이러한 작업은 성능을 향상시키는 데 사용됩니다.
• 리소스를 최적화하기 위해 스레드를 재활용하십시오. 각 작업에 대한 새 스레드를 만드는 것은 많은 리소스를 사용하여 작업자 또는 풀 클래스를 통해 스레드를보다 효율적으로 관리하고 실행할 수 있습니다.
• pthreads와 휘발성 클래스의 불변을 이해합니다. 기본적으로, 스레드를 확장하는 객체의 속성은 성능 저하를 피할 수 없으며 휘발성 클래스는 필요할 때 돌연변이를 관리하는 방법을 제공합니다 속성의. 스레드 안전에 대한 동기화 구현 :
데이터 손상을 방지하고 여러 스레드가 공유 자원에 액세스 할 때 일관된 결과를 보장하려면 동기화 블록 및 스레드 및 스레드와 같은 pthreads가 제공하는 동기화 방법을 사용하십시오. : 알림 및 기타 방법.
• 이 기사는 Christopher Pitt가 검토했습니다. itepoint 컨텐츠를 완벽하게 만드는 모든 Sitepoint Peer Reviewer에게 감사드립니다!
PHP 개발자는 병렬성을 거의 이용하지 않는 것 같습니다. 동기식 단일 스레드 프로그래밍의 단순성은 정말 매력적이지만 때로는 약간의 동시성을 사용하면 가치있는 성능 향상으로 이어질 수 있습니다.
• 이 기사에서는 PTHREADS EXTENSION을 사용하여 PHP에서 스레드를 구현하는 방법을 배웁니다. 이를 위해서는 PHP 7.X의 ZTS (Zend Thread-SAFE) 버전의 설치와 PTHREADS v3의 설치가 필요합니다. (글을 쓰는 시점에서 PHP 7.1 사용자는 PTHREADS Repo의 마스터 브랜치에서 설치해야합니다. 소스에서 타사 확장을 구축하는 것에 대한 자세한 내용은이 기사 중 일부를 참조하십시오.) . 빠른 설명 : PTHREADS V2는 PHP 5.X를 목표로하며, 더 이상 지원되지 않습니다.
• 교정과 내 게시물을 개선하는 데 도움을 준 Joe Watkins (Pthreads Extension의 제작자)에게 감사합니다! pthreads를 사용하지 않을 때 우리가 진행하기 전에, 나는 당신이 (그리고
)를 사용하지 말아야 할 상황을 먼저 설명하고 싶습니다.

pthreads v2에서는 웹 서버 환경 (즉, FCGI 프로세스)에서 pthreads를 사용하는 것이 좋습니다. PTHREADS v3 부터이 제안은 시행되므로 웹 서버 환경에서는 전혀 사용할 수 없습니다. 이 작업을 수행하는 두 가지 주요 이유는 다음과 같습니다.

이 환경에서 여러 스레드를 사용하는 것은 안전하지 않습니다 (IO 문제 및 기타 문제를 일으킬 수 있음).
1. 는 잘 확정되지 않습니다. 예를 들어, 일부 작업을 처리하기 위해 새 스레드를 생성하는 PHP 스크립트가 있다고 가정하고 요청할 때마다 스크립트가 실행됩니다. 이는 각 요청에 대해 응용 프로그램이 새 스레드를 생성 함을 의미합니다 (이것은 1 : 1 스레드 모델입니다 - 하나의 스레드는 하나의 요청에 해당합니다). 신청서가 초당 1,000 개의 요청을 처리하면 초당 1,000 스레드가 생성됩니다! 단일 시스템에서 너무 많은 스레드를 실행하면 빠르게 압도 될 것이며,이 문제는 요청 속도가 증가함에 따라 악화됩니다.
2. 이것이 스레드 가이 환경에서 좋은 솔루션이 아닌 이유입니다. IO 차단 작업 (예 : HTTP 요청 수행)과 같은 스레드에 대한 솔루션을 찾고 있다면
비동기 프로그래밍 방향 는 AMP와 같은 프레임 워크를 통해 달성 할 수 있습니다. SitePoint는 관심이 있으시면이 주제에 대한 훌륭한 기사 (비동기 라이브러리 작성 및 Minecraft 수정)를 게시했습니다.

요점으로 돌아가서 주제로 바로 가자!

일회성 작업 때로는 일회성 작업을 다중 스레드 방식으로 처리하고 싶을 때 (예 : 일부 IO 바운드 작업을 수행하는 것). 이 경우 스레드 클래스를 사용하여 새 스레드를 생성하고 별도의 스레드에서 일부 작업 단위를 실행할 수 있습니다. 예 :

위의 실행 방법은 새 스레드에서 실행할 작업 단위입니다. 스레드 :: start가 호출되면 새 스레드가 생성되고 실행 메소드가 호출됩니다. 그런 다음 생성 된 스레드를 메인 스레드 (스레드 :: join을 통해)에 다시 연결하여 개별 스레드가 실행을 완료 할 때까지 차단됩니다. 이를 통해 결과를 출력하기 전에 작업이 실행을 완료하도록합니다 ($ task- & gt; 응답에 저장).

스레드 관련 논리 (실행 방법을 정의해야 함)로 클래스를 오염시키는 책임은 이상적이지 않을 수 있습니다. 이 클래스를 스레드 클래스를 확장 하여이 클래스를 분리 한 다음 다른 스레드에서 실행할 수 있습니다.

별도의 스레드에서 실행 해야하는 클래스는

가 어떤 식 으로든 나사산 클래스를 확장해야합니다. 이는 다른 스레드에서 실행하는 데 필요한 기능을 제공 할뿐만 아니라 암시 적 보안 및 유용한 인터페이스 (자원 동기화 등)를 제공하기 때문입니다.

pthreads에 의해 노출 된 클래스 계층 구조를 빠르게 이해합시다.

우리는 이미 스레드와 스레드 클래스의 기본 사항을 배웠으므로 나머지 3 개 (작업자, 휘발성 및 수영장)를 살펴 보겠습니다.

재활용 스레드 각 작업이 병렬화 될 때마다 새 스레드를 시작하는 데 비용이 많이 듭니다. PTHREADS는 PHP 내부의 스레드를 구현하기 위해 공유 무국적 아키텍처를 채택해야하기 때문입니다. 이는 PHP 통역사의 현재 인스턴스의 전체 실행 컨텍스트 (각 클래스, 인터페이스, 속성 및 함수 포함)가 생성 된 각 스레드에 대해 복사해야 함을 의미합니다. 이는 성능이 상당한 영향을 미칠 수 있으므로 스레드는 항상 가능한 한 많이 재사용해야합니다. 스레드를 재사용하는 두 가지 방법이 있습니다 : 작업자 사용 또는 수영장 사용.

작업자 클래스는 다른 스레드에서 일련의 작업을 동시에 수행하는 데 사용됩니다. 이는 새 작업자 인스턴스를 생성 한 다음 (새 스레드를 생성 함) 해당 스레드 (Worker :: Stack을 통해)에 작업을 쌓는 것으로 수행됩니다.

이것은 간단한 예입니다 :

출력 :

위의 스택은 Worker :: Stack을 통해 새로운 $ Worker Object에 15 개의 작업을 스택 순서로 처리합니다. 위에서 볼 수 있듯이 작업자 :: Collect Method는 작업이 실행 된 후 작업을 정리하는 데 사용됩니다. while 루프에서 사용함으로써, 우리는 모든 쌓인 작업이 실행되고 정리 될 때까지 메인 스레드를 차단 한 다음 Worker :: Shutdown을 트리거합니다. 작업자를 조기에 폐쇄하면 (즉, 작업이 여전히 실행되어야하는 반면) 모든 작업이 실행될 때까지 여전히 메인 스레드가 차단됩니다. 작업은 쓰레기를 수집하지 않으며 (메모리 누출을 유발합니다).

작업자 클래스는 작업자 :: 가장 오래된 스택 항목을 삭제하기 위해 작업자 :: 스택에서 항목 수를 실행하기 위해 getstacked를 포함하여 다른 작업 스택 관련 메소드를 제공합니다. 작업자의 스택은 실행될 작업 만 저장합니다. 스택의 작업이 실행되면 쓰레기 수집을 위해 다른 (내부) 스택에 삭제되어 (Worker :: Collect)를 삭제합니다.

많은 작업을 수행 할 때 스레드를 재사용하는 또 다른 방법은 풀 클래스를 통해 스레드 풀을 사용하는 것입니다. 스레드 풀은 일련의 작업자에 의해 구동됩니다. 작업을 동시에 실행할 수 있도록 동시성 계수 (풀이 실행되는 스레드 수)가 수영장 생성시 지정됩니다.

작업자 풀을 사용하기 위해 위의 예제를 조정하겠습니다 :

$task = new class extends Thread {
    private $response;

    public function run()
    {
        $content = file_get_contents("http://google.com");
        preg_match("~<title>(.+)</title>~", $content, $matches);
        $this->response = $matches[1];
    }
};

$task->start() && $task->join();

var_dump($task->response); // string(6) "Google"

출력 :

수영장 사용과 작업자 프로그램 사용간에 몇 가지 중요한 차이가 있습니다. 첫째, 수영장을 수동으로 시작할 필요가 없으며 작업을 수행하자마자 작업을 시작합니다. 둘째, 작업을 쌓는 대신 풀에 를 제출합니다. 또한 풀 클래스는 스레드로 확장되지 않으므로 작업자와 달리 다른 스레드로 전달되지 않을 수 있습니다.

좋은 관행으로, 작업을 완료 한 후에는 항상 작업자 프로그램 및 풀에 대한 작업을 수집하고 수동으로 닫아야합니다. 스레드 클래스를 통해 생성 된 스레드도 Creator 스레드에 다시 합류해야합니다.

PTHREADS 및 (비) 변동성

소개 될 마지막 클래스는 휘발성입니다. PTHREADS v3에 새로 추가되었습니다. 불변은 pthreads에서 중요한 개념이되었습니다. 따라서 기본적으로, 나사산 된 객체 자체 인 나사산 클래스의 속성은 이제 불변 할 수 없으므로 초기 할당 후에는 재 할당 할 수 없습니다. 이제 이러한 특성을 명시 적으로 돌연변이하는 경향이 있으며 새로운 휘발성 클래스를 사용하여 여전히 수행 할 수 있습니다.

새로운 불일치 제약 조건을 보여주는 예를 빨리 살펴 보겠습니다.

반면 휘발성 클래스의 나사산 속성은 변동성이 있습니다.

우리는 휘발성 클래스가 상위 클래스가 시행 한 불일치를 스레드 속성을 재 할당 (및 설정하지 않음) 허용하는 불일치를 무시한다는 것을 알 수 있습니다.

변동성 및 휘발성 클래스에 대해서는 배열을 소개 해야하는 또 다른 마지막 기본 주제가 있습니다. 배열이 스레드 클래스의 속성에 할당되면 pthreads의 배열은 자동으로 휘발성 객체로 캐스팅됩니다. PHP의 여러 컨텍스트에서 배열을 조작하는 것이 안전하지 않기 때문입니다.

더 잘 이해하기 위해 예제를 다시 살펴 보겠습니다.

$task = new class extends Thread {
    private $response;

    public function run()
    {
        $content = file_get_contents("http://google.com");
        preg_match("~<title>(.+)</title>~", $content, $matches);
        $this->response = $matches[1];
    }
};

$task->start() && $task->join();

var_dump($task->response); // string(6) "Google"

우리는 휘발성 객체가 배열 기반 작업 (위와 같이)에 대한 서브 세트 연산자 ([])를 지원하기 때문에 배열처럼 취급 될 수 있음을 알 수 있습니다. 그러나 휘발성 클래스는 array_pop 및 array_shift와 같은 공통 어레이 기반 함수에 의해 지원되지 않습니다. 대신 스레드 클래스는 이러한 작업을 내장 방법으로 제공합니다.

시연으로 :

class Task extends Threaded
{
    public $response;

    public function someWork()
    {
        $content = file_get_contents('http://google.com');
        preg_match('~<title>(.+)</title>~', $content, $matches);
        $this->response = $matches[1];
    }
}

$task = new Task;

$thread = new class($task) extends Thread {
    private $task;

    public function __construct(Threaded $task)
    {
        $this->task = $task;
    }

    public function run()
    {
        $this->task->someWork();
    }
};

$thread->start() && $thread->join();

var_dump($task->response);

기타 지원되는 작업에는 스레드 :: Chunk 및 Threaded :: Merge가 포함됩니다.

동기화 이 기사에서 소개 될 마지막 주제는 pthreads의 동기화입니다. 동기화는 공유 리소스에 대한 제어 액세스를 허용하는 기술입니다.

예를 들어 간단한 카운터를 구현합시다 :

동기화가 사용되지 않으면 출력은 결정적이지 않습니다. 여러 스레드는 액세스를 제어하지 않고 단일 변수에 쓰면 업데이트가 손실 될 수 있습니다.

올바른 출력을 얻을 수 있도록 동기화를 추가 하여이 문제를 해결하겠습니다.

동기화 코드 블록은 또한 Threaded :: Wait 및 Threaded :: Notify (및 Threaded :: Notifyone)에서 작동 할 수 있습니다.

다음은 두 개의 동기식에서 인터리브 된 증분입니다.

<code>Threaded (implements Traversable, Collectable)
    Thread
        Worker
    Volatile
Pool</code>

당신은 Threaded :: WEAT에 대한 호출 주변에 추가 조건이 추가 된 것을 알 수 있습니다. 이러한 조건은 알림

및

가 조건이 참임을 지정할 때 동기 콜백 만 복구 할 수 있기 때문에 중요합니다. 알림은 나사산 외부에서 나올 수 있기 때문에 중요합니다. 따라서 Threaded :: Wait에 대한 호출이 조건에 포함되어 있지 않으면

false wake-up 호출에 취약하여 코드가 예측할 수 없게됩니다.

결론 우리는 각 클래스의 사용을 도입하는 것을 포함하여 pthreads와 함께 제공되는 5 개의 클래스 (스레드, 스레드, 작업자, 휘발성 및 수영장)를 보았습니다. 또한 PTHREADS의 새로운 불일치 개념을 보았을뿐만 아니라 지원하는 동기화 기능을 빠르게 살펴 보았습니다. 이러한 기본 사항을 다루면 이제 일부 실제 사용 사례에 PTHREADS를 적용하기 시작할 수 있습니다! 이것은 다음 포스트의 주제가 될 것입니다.

동시에, pthreads에 대한 응용 프로그램 아이디어가 있다면 아래의 의견 섹션에 자유롭게 생각을 남겨 두십시오!

php 에서 pthreads를 사용한 병렬 프로그래밍의 FAQ (FAQ) PHP에서 PTHREADS를 사용하기위한 전제 조건은 무엇입니까?

PHP에서 pthreads를 사용하려면 PHP 및 객체 지향 프로그래밍에 대한 실무 지식이 있어야합니다. 또한 ZTS (Zend Thread Safety) 활성화 PHP를 설치해야합니다. PTHREADS는 표준 PHP 설치로 제공되지 않습니다. PHP 설치에 터미널에서 "php -i | grep"스레드 안전 "명령을 실행하여 ZTS가 가능했는지 확인할 수 있습니다. "스레드 안전 = & gt; enabled"를 반환하면 pthreads를 사용할 수 있습니다.

PHP에 pthreads를 설치하는 방법은 무엇입니까?

pthreads를 설치하려면 PHP Extension 커뮤니티 라이브러리 인 PECL을 사용해야합니다. 먼저 ZTS 활성화 PHP가 설치되어 있는지 확인하십시오. 그런 다음 터미널에서 "pecl install pthreads"명령을 실행하십시오. 설치가 성공하면 php.ini 파일에 "Extension = pthreads.so"라인을 추가해야합니다. PHP가 실행될 때마다 PTHREADS 확장 기능을로드합니다.

pthreads를 사용하여 PHP에서 새 스레드를 만드는 방법은 무엇입니까?

새 스레드를 만들려면 pthreads에서 제공하는 스레드 클래스를 확장하는 클래스를 정의해야합니다. 이 클래스에서는 새 스레드에서 실행될 코드 인 run () 메소드를 대체합니다. 그런 다음이 클래스의 인스턴스를 만들고 start () 메소드를 호출하여 새 스레드를 시작할 수 있습니다.

PTHREADS를 사용하여 PHP의 스레드간에 데이터를 공유하는 방법은 무엇입니까? pthreads는 스레드간에 데이터를 공유하기위한 스레드 클래스를 제공합니다. 이 클래스의 새 인스턴스를 만들어 스레드로 전달할 수 있습니다. 이 객체에 설정된 속성은 스레드간에 안전하게 공유됩니다.

pthreads의 오류를 처리하는 방법은 무엇입니까?

pthreads의 오류 처리는 표준 PHP의 오류 처리와 유사합니다. Try-Catch 블록을 사용하여 예외를 포착 할 수 있습니다. 그러나 각 스레드에는 고유 한 범위가 있으므로 한 스레드의 예외는 다른 스레드에 영향을 미치지 않습니다.

Laravel 또는 Symfony와 같은 PHP 프레임 워크에서 pthreads를 사용할 수 있습니까? pthreads는 Laravel 또는 Symfony와 같은 PHP 프레임 워크와 호환되지 않습니다. 이러한 프레임 워크는 스레드 안전하도록 설계되지 않았기 때문입니다. 이러한 프레임 워크에서 병렬 처리를 수행 해야하는 경우 큐 또는 비동기 작업과 같은 다른 기술을 사용하는 것을 고려하십시오.

pthreads를 사용하여 PHP 스크립트를 디버그하는 방법은 무엇입니까?

pthreads를 사용하여 PHP 스크립트를 디버깅하는 것은 각 스레드가 자체 컨텍스트에서 실행되기 때문에 어려울 수 있습니다. 그러나 데이터를 녹화하거나 콘솔에 출력하는 것과 같은 표준 디버깅 기술을 사용할 수 있습니다. XDEBUG와 같은 PHP 디버거를 사용할 수도 있지만 모든 디버거가 멀티 스레드 응용 프로그램을 지원하는 것은 아닙니다.

웹 서버 환경에서 pthreads를 사용할 수 있습니까?

PTHREADS는 웹 서버 환경에서 권장되지 않습니다. CLI (명령 줄 인터페이스) 스크립트 용으로 설계되었습니다. 웹 서버 환경에서 pthreads를 사용하면 예측할 수없는 결과가 발생할 수 있으며 종종 안전하지 않습니다.

PTHREADS를 사용하여 PHP에서 실행 스레드를 중지하는 방법은 무엇입니까?

실행 스레드를 중지하려면 pthreads가 제공 한 kill () 메소드를 사용할 수 있습니다. 그러나이 방법은 스레드가 작동중인 경우 예측할 수없는 결과로 이어질 수 있으므로주의해서 사용해야합니다. 일반적으로 작업을 깨끗하게 완료 할 수 있도록 스레드를 디자인하는 것이 가장 좋습니다.

PHP의 병렬 프로그래밍을위한 pthreads에 대한 대안이 있습니까?

예, PHP에서 병렬 프로그래밍을위한 PTHREADS에 대한 몇 가지 대안이 있습니다. 여기에는 Forks, Child Process를 생성 및 관리하기위한 인터페이스를 제공하는 PECL 확장 및 PHP 7.2에 도입 된 기본 PHP 확장자와 더 간단하고 안전한 병렬 프로그래밍 인터페이스를 제공합니다.

위 내용은 PHP에서 PTHREADS를 사용한 병렬 프로그래밍 - 기본 사항의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!