Workerman에서 꼭 알아야 할 ReusePort 속성

Workerman은 순수하게 PHP로만 개발된 오픈 소스 고성능 비동기 PHP 소켓 프레임워크입니다. TCP 긴 연결과 websocket 및 MQTT와 같은 많은 프로토콜을 지원합니다. 오늘은 Workerman에서 ReusePort 속성을 소개하겠습니다. 필요할 경우 참고할 수 있습니다.

Workerman은 고성능 PHP 소켓 서버 프레임워크입니다. Workerman을 사용하여 TCP 계층에서 직접 프로그래밍할 수 있습니다. 기본 프로그래밍 루틴은 다음과 같습니다.

$w = new Workerman\Worker('tcp://0.0.0.0:80');
$w->count = 4;
$w->onMessage = function(Workerman\COnnection\TcpConnection $connection, array $data) {
    $connection->send('Hello World');
};
Worker::runAll();

사용 과정에서 reusePort 매개변수가 기본적으로 false로 설정되어 있음을 눈치채셨나요? 이 매개변수의 용도는 무엇입니까? 성능을 향상하려면 어떤 상황에서 이를 true로 설정해야 합니까?

1. 재사용 포트의 역할

usePort 매개 변수와 관련하여 공식 Workerman 문서에서는 다음과 같이 설명합니다.

수신 포트 재사용을 활성화한 후 관련되지 않은 여러 프로세스가 동일한 포트를 수신할 수 있으며 시스템 커널 로드 균형을 맞추고, 처리를 위해 소켓 연결을 넘겨줄 프로세스를 결정하고, 천둥 떼 효과를 피하고, 다중 프로세스 짧은 연결 애플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

Linux 네트워크 프로그래밍을 깊이있게 공부하지 않았다면 이 문장을 이해하기 어렵습니다. 간단한 설명은 다음과 같습니다.

서버 프로그램은 일반적으로 서버의 특정 포트 번호를 청취하여 클라이언트 요청을 받습니다. Linux에서는 서버 네트워크 카드 + 포트 번호가 소켓으로 추상화됩니다.

성능 향상을 위해 일반 서버 프로그램에는 실행 시 동일한 소켓을 모니터링하는 여러 프로세스(일반적으로 Worker)가 있습니다. 클라이언트 연결이 도착하지 않으면 이러한 작업자는 일시 중지된 상태에 있으며 CPU 리소스를 소비하지 않습니다.

클라이언트 연결이 특정 순간에 도달하면 Linux 커널은 동시에 이러한 작업자를 깨우고 연결을 처리하기 위해 경쟁하게 합니다.

결과적으로 단 하나의 작업자만이 연결을 처리할 기회를 얻게 됩니다. , 다른 작업자는 경쟁이 실패한 후에도 계속됩니다. 정지 상태로 돌아갑니다. Worker를 깨우는 과정에서 CPU 리소스가 소모됩니다. Worker 수가 많을수록 CPU 리소스가 더 많이 소모되어 리소스 낭비가 발생합니다. 이것이 바로 Thundering Herd Effect라고 불리는 것입니다.

다음과 같이 질문하실 수 있습니다. 한 번에 한 명의 작업자만 깨우면 안 되나요? 불행하게도 Linux 커널에는 그러한 기능이 없습니다.

다행히 Linux 3.9 이상 버전에는 재사용 포트 기능이 추가되었습니다. 이 기능의 용도는 무엇입니까?

재사용 포트 이전에는 포트 번호를 하나의 소켓에서만 모니터링할 수 있었습니다. 재사용 포트를 사용하면 이 제한이 깨졌습니다. 포트 번호는 동시에 여러 소켓에서 모니터링할 수 있습니다.

앞서 언급했듯이 Linux 커널은 한 번에 하나의 작업자만 깨울 수 없지만 동일한 포트에서 수신 대기하는 소켓 그룹에 클라이언트 연결을 균등하게 보낼 수 있습니다.

그림에 표시된 것처럼 각 작업자에는 자체 소켓이 있으며 모두 동일한 포트에서 수신 대기합니다. 클라이언트 연결이 도착하면 커널은 연결을 소켓으로 전달하고 이 소켓은 자신이 속한 작업자만 깨웁니다. 이는 Thundering Herd Effect를 교묘하게 해결하고 전반적인 성능을 향상시킵니다.

이로부터 우리는 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. Linux 커널 버전이 3.9 이상인 경우 Workerman을 사용할 때 ReusePort를 true로 설정하여 프로그램 실행 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

2. Workerman이 재사용 포트를 사용하는 방법

Workerman에서는 재사용 포트를 true로 설정하기만 하면 Linux의 고급 기능을 즐길 수 있습니다. 그러나 Workerman의 소스 코드에서는 커널 매개변수를 켜는 것만큼 간단하지 않습니다. Workerman은 여러분을 위해 많은 디자인 세부 사항을 숨겼습니다. 한 번 살펴보겠습니다.

Worker 클래스는 Workerman에서 가장 중요한 클래스입니다. listen() 함수가 있습니다: Worker 类是 Workerman 里最主要的类，其中有个 listen() 函数：

protected function listen()
{
    ...
    if (!$this->_mainSocket) {
        ...
        $this->_mainSocket = stream_socket_server(...);
        ...
    }
    ...
}

listen() 函数的作用就是在当前进程创建一个 Socket 并开始监听请求。

当 reusePort 为 false 时，主进程在创建 Worker 之前就调用了 listen() 函数：

protected function initWorkers() {
    ....
    if (!$worker->reusePort) {
        $worker->listen();
    }
    ....
}

随后主进程通过 pcntl_fork() 创建 Worker。pcntl_fork() 有个特性：创建出来的子进程（Worker）中的变量都是父进程复制而来的，包括父进程创建的 mainSocket。所以，当reusePort为∗∗false∗∗时，所有的Worker都复制父进程的mainSocket。所以，当reusePort为∗∗false∗∗时，所有的Worker都复制父进程的_mainSocket，也即共用一个 Socket。

而当 reusePort 为 true 时，情况就不同了。主进程在创建 Worker 前不会调用 listen()，而是在创建完 Worker 后由每个 Worker 自行发起 listen()

protected static function forkOneWorkerForLinux($worker) {
    ...
    $pid = pcntl_fork();
    if ($pid === 0) {
        if ($worker->reusePort) {
            $worker->listen();
        }
        ...
    }
    ...
}

listen() 함수를 만드세요. 현재 프로세스의 소켓을 만들고 요청 수신을 시작합니다.

usePort가

false

인 경우 기본 프로세스는 Worker를 생성하기 전에 listen() 함수를 호출합니다. 🎜

if ($this->reusePort) {
    $context = stream_context_create();
    stream_context_set_option($context, 'socket', 'so_reuseport', 1);
}

🎜그런 다음 기본 프로세스는 pcntl_fork()를 통해 Worker를 생성합니다. pcntl_fork()에는 다음과 같은 기능이 있습니다. 생성된 하위 프로세스(Worker)의 변수는 상위 프로세스에서 생성된 mainSocket을 포함하여 상위 프로세스에서 복사됩니다. 따라서 ReusePort가 **false**인 경우 모든 작업자는 상위 프로세스의 mainSocket을 복사합니다. 따라서 ReusePort가 **false**이면 모든 Worker는 상위 프로세스의 _mainSocket을 복사합니다. 즉, 하나의 Socket을 공유합니다. 🎜🎜하지만 ReusePort가 🎜true🎜인 경우에는 상황이 달라집니다. 기본 프로세스는 작업자를 생성하기 전에 listen()을 호출하지 않습니다. 대신 작업자를 생성한 후 각 작업자는 자체적으로 listen() 호출을 시작합니다. 🎜rrreee 🎜이렇게 하면 각 하위 프로세스(작업자)가 자체 소켓을 생성하게 됩니다. 🎜🎜마지막으로, 커널에서 재사용 포트 기능을 활성화하려면 소켓 컨텍스트를 수동으로 설정해야 합니다. 🎜

if ($this->reusePort) {
    $context = stream_context_create();
    stream_context_set_option($context, 'socket', 'so_reuseport', 1);
}

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위 내용은 Workerman에서 꼭 알아야 할 ReusePort 속성의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!