php如何使用命令列實現非同步多進程模式的任務處理（程式碼）

這篇文章帶給大家的內容是關於php如何使用命令列實現異步多進程模式的任務處理（程式碼），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有所幫助。

用PHP來實現非同步任務一直是個難題，現有的解決方案中：PHP知名的非同步框架有 swoole 和 Workerman，但都是無法在 web 環境中直接使用的，即便強行搭建 web 環境，非同步呼叫也是使用多進程模式實現的。但有時真的不需要用啟動服務的方式，讓服務端一直等待客戶端訊息，何況中間還不能改動服務端程式碼。本文就介紹一下不使用任何框架和第三方函式庫的情況下，在 CLI 環境中如何實現多進程以及在web環境中的非同步呼叫。

在 web 環境的非同步呼叫

#常用的方式有兩種

1. 使用 socket 連結

這種方式就是典型的C/S架構，需要有服務端支援。

// 1. 创建socket套接字
$socket = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
// 2. 进行socket连接
socket_connect($socket, '127.0.0.1', '3939');
//socket_set_nonblock($socket); // 以非阻塞模式运行，由于在客户端不实用，所以这里不考虑
// 3. 向服务端发送请求
socket_write($socket, $request, strlen($request));
// 4. 接受服务端的回应消息（忽略非阻塞的情况，如果服务端不是提供异步服务，那这一步可以省略）
$recv = socket_read($socket, 2048);
// 5. 关闭socket连接
socket_close($socket);

2. 使用 popen 開啟進程管道

這種方式是使用作業系統指令，由作業系統直接執行。

本文討論的非同步呼叫就是使用這種方式。

$sf = '/path/to/cli_async_task.php'; //要执行的脚本文件
$op = 'call'; //脚本文件接收的参数1
$data = base64_encode(serialize(['TestTask', 'arg1', 'arg2'])); //脚本文件接收的参数2
pclose(popen("php '$sf' --op $op --data $data &", 'r')); //打开之后接着就关闭进程管道，让该进程以守护模式运行
echo PHP_EOL.'异步任务已执行。'.PHP_EOL;

這種方式的優點就是：一步解決，目前程序不需要任何開銷。
缺點也很明顯：無法追蹤任務腳本的運作狀態。
所以重頭戲會是在執行任務的腳本檔案上，以下就介紹任務處理和多進程的實作方式。

在CLI 環境的多進程任務處理

注意：多進程模式只支援Linux，不支援Windows！ ！

這裡會從0開始（未使用任何框架和類別庫）介紹每一個步驟，最後會附帶一份完整的程式碼。

1. 建立腳本

• 任何腳本不可忽視的地方就是錯誤處理。所以寫一個任務處理腳本首先就是寫錯誤處理方式。

在PHP就是呼叫 set_exception_handler set_error_handler register_shutdown_function 這三個函數，然後寫上自訂的處理方法。

• 接著是定義自動載入函數 spl_autoload_register 免去每使用一個新類別都要 require / include 的困擾。

• 定義日誌操作方法。

• 定義任務處理方法。

• 讀取來自命令列的參數，開始執行任務。

2. 多進程處理

PHP 建立多進程是使用 pcntl_fork 函數，該函數會 fork 一份當前進程（影分身術），所以就有了兩個進程，目前進程是主進程（本體），fork 出的進程是子進程（影分身）。要注意的是兩個行程程式碼環境是一樣的，兩個行程都執行到了 pcntl_fork 函數位置。差別就是 getmypid 所獲得的進程號不一樣，最重要的區分是當呼叫 pcntl_fork函數時，子程序所獲得的回傳值是 0，而主程序獲得的是子程序的程序號 pid。

好了，當我們知道誰是子行程後，就可以讓該子行程執行任務了。

那麼主程序是如何得知子程序的狀態呢？
使用 pcntl_wait。此函數有兩個參數 $status 和 $options ，$status 是引用類型，用來儲存子進程的狀態，$options 有兩個可選常數WNOHANG| WUNTRACED，分別表示不等待子進程結束立即返回和等待子進程結束。很明顯使用WUNTRACED會阻塞主進程。 （也可以使用 pcntl_waitpid 函數取得特定 pid 子程序狀態）

在多重行程中，主行程要做的就是管理每個子程序的狀態，否則子程序很可能無法退出而變成殭屍行程。

關於多進程間的訊息通訊
這一塊需要涉及具體的業務邏輯，所以只能簡單的提一下。不考慮使用第三方例如 redis 等服務的情況下，PHP原生可以實現就是管道通訊和共享記憶體等方式。實作起來都比較簡單，缺點就是可使用的資料容量有限，只能用簡單文字協定交換資料。

如何手動結束所有行程任務

如果多进程处理不当，很可能导致进程任务卡死，甚至占用过多系统资源，此时只能手动结束进程。
除了一个个的根据进程号来结束，还有一个快速的方法是首先在任务脚本里自定义进程名称，就是调用cli_set_process_title函数，然后在命令行输入：ps aux|grep cli_async_worker |grep -v grep|awk '{print $2}'|xargs kill -9 （里面的 cli_async_worker 就是自定义的进程名称），这样就可以快速结束多进程任务了。

以下是完整的任务执行脚本代码：

可能无法直接使用，需要修改的地方有：

1. 脚本目录和日志目录常量

2. 自动加载任务类的方法（默认是加载脚本目录中以Task结尾的文件）

3. 其他的如：错误和日志处理方式和文本格式就随意吧...

4. 如果命名管道文件设置有错误，可能导致进程假死，你可能需要手动删除进程管道通信的代码。

5. 多进程的例子：execAsyncTask('multi', [ 'test' => ['a', 'b', 'c'], 'grab' => [['url' => 'https://www.baidu.com', 'callback' => 'http://localhost']] ]);。执行情况可以在日志文件中查看。execAsyncTask函数参考【__使用popen打开进程管道__】。

465c7f3b575b14ef14154648576e2d16[%s] %s (%s)39528cedfa926ea0c01e69ef5b2ea9b0'. "\n". 'e03b848252eb9375d56be284e690e873%sbc5574f69a0cba105bc93bd3dc13c4ec',
        $time, $e->getMessage(), $e->getCode(), $e->getTraceAsString()
    );
    file_put_contents(TASK_LOGS_PATH .'/exception-'.date('Ymd').'.log', $msg.PHP_EOL, FILE_APPEND|LOCK_EX);
});
set_error_handler(function($errno, $errmsg, $filename, $line) {
    if (!(error_reporting() & $errno)) return;
    ob_start();
    debug_print_backtrace();
    $backtrace = ob_get_contents(); ob_end_clean();
    $datetime = date('Y-m-d H:i:s', time());
    $msg = 15b4e9f286bd197fe4b387be60410133 $header) {
            if (!is_numeric($_k)) 
                $header = sprintf('%s: %s', $_k, $header);
            $_headers .= $header . "\r\n";
        }
    }
    $headers = "Connection: close\r\n" . $_headers;
    $opts = array(
        'http' => array(
            'method' => strtoupper(@$job['method'] ?: 'get'),
            'content' => @$job['data'] ?: null,
            'header' => $headers,
            'user_agent' => @$job['args']['user_agent'] ?: 'HTTPGRAB/1.0 (compatible)',
            'proxy' => @$job['args']['proxy'] ?: null,
            'timeout' => intval(@$job['args']['timeout'] ?: 120),
            'protocol_version' => @$job['args']['protocol_version'] ?: '1.1',
            'max_redirects' => 3,
            'ignore_errors' => true
        )
    );
    $ret = @file_get_contents($url, false, stream_context_create($opts));
    //debug_log($url.' -->'.strlen($ret));
    if ($ret and isset($job['callback'])) {
        $postdata = http_build_query(array(
                'msg_id' => @$job['msg_id'] ?: 0,
                'url' => @$job['url'],
                'result' => $ret
            ));
        $opts = array(
            'http' => array(
                'method' => 'POST',
                'header' => 'Content-type:application/x-www-form-urlencoded'. "\r\n",
                'content' => $postdata,
                'timeout' => 30
            )
        );
        file_get_contents($job['callback'], false, stream_context_create($opts));
        //debug_log(json_encode(@$http_response_header));
        //debug_log($job['callback'].' -->'.$ret2);
    }
    
    return $ret;
}

function clean($tmpdirs, $expires=3600*24*7) {
    $ret = [];
    foreach ((array)$tmpdirs as $tmpdir) {
        $ret[$tmpdir] = 0;
        foreach (glob($tmpdir.DIRECTORY_SEPARATOR.'*') as $_file) {
            if (fileatime($_file) 46453edae09705589e2133e41bd51079open($file, \ZipArchive::CREATE)) {
        return false;
    }
    _backup_dir($zip, $dest);
    
    $zip->close();
    return $file;
}
function _backup_dir($zip, $dest, $sub='') {
    $dest = rtrim($dest, DIRECTORY_SEPARATOR) . DIRECTORY_SEPARATOR;
    $sub = rtrim($sub, DIRECTORY_SEPARATOR) . DIRECTORY_SEPARATOR;
    $dir = opendir($dest);
    if (!$dir) return false;
    while (false !== ($file = readdir($dir))) {
        if (is_file($dest . $file)) {
            $zip->addFile($dest . $file, $sub . $file);
        } else {
            if ($file != '.' and $file != '..' and is_dir($dest . $file)) {
                //$zip->addEmptyDir($sub . $file . DIRECTORY_SEPARATOR);
                _backup_dir($zip, $dest . $file, $file);
            }
        }
    }
    closedir($dir);
    return true;
}


function execute_task($op, $data) {
    debug_log('Start...');
    $t1 = microtime(true);
    switch($op) {
    case 'call': //执行任务脚本类
        $cmd = $data;
        if (is_string($cmd) and class_exists($cmd)) $cmd = new $cmd;
        elseif (is_array($cmd)) {
            if (is_string($cmd[0]) and class_exists($cmd[0])) $cmd[0] = new $cmd[0];
        }
        $ret = call($cmd);
        break;
    case 'grab': //抓取网页
        if (is_string($data)) $data = ['url' => $data];
        if (is_array($data)) $ret = grab($data);
        else throw new \Exception('无效的命令参数！');
        break;
    case 'clean': //清理缓存文件夹:dirs 需要清理的文件夹列表，expires 过期时间（秒，默认7天）
        if (isset($data['dirs'])) {
            $ret = clean($data['dirs'], @$data['expires']);
        } else {
            $ret = clean($data);
        }
        break;
    case 'backup': //备份文件:zip 备份到哪个zip文件，dest 需要备份的文件夹
        if (isset($data['zip']) and is_dir($data['dest']))
            $ret = backup($data['zip'], $data['dest']);
        else
            throw new \Exception('没有指定需要备份的文件！');
        break;
    case 'require': //加载脚本文件
        if (is_file($data)) $ret = require($data);
        else throw new \Exception('不是可请求的文件！');
        break;
    case 'test':
        sleep(rand(1, 5));
        $ret = ucfirst(strval($data)). '.PID:'. getmypid();
        break;
    case 'multi': //多进程处理模式
        $results = $childs = [];
        $fifo = TASK_LOGS_PATH . DIRECTORY_SEPARATOR . 'pipe.'. posix_getpid();
        if (!file_exists($fifo)) {
            if (!posix_mkfifo($fifo, 0666)) { //开启进程数据通信管道
                throw new Exception('make pipe failed!');
            }
        }
        //$shmid = shmop_open(ftok(__FILE__, 'h'), 'c', 0644, 4096); //共享内存
        //shmop_write($shmid, serialize([]), 0);
        //$data = unserialize(shmop_read($shmid, 0, 4096));
        //shmop_delete($shmid);
        //shmop_close($shmid);
        foreach($data as $_op => $_datas) {
            $_datas = (array)$_datas; //data 格式为数组表示一个 op 有多个执行数据
            foreach($_datas as $_data) {
                $pid = pcntl_fork();
                if ($pid == 0) { //子进程中执行任务
                    $_ret = execute_task($_op, $_data);
                    $_pid = getmypid();
                    $pipe = fopen($fifo, 'w'); //写
                    //stream_set_blocking($pipe, false);
                    $_ret = serialize(['pid' => $_pid, 'op' => $_op, 'args' => $_data, 'result' => $_ret]);
                    if (strlen($_ret) > 4096) //写入管道的数据最大4K
                        $_ret = serialize(['pid' => $_pid, 'op' => $_op, 'args' => $_data, 'result' => '[RESPONSE_TOO_LONG]']);
                    //debug_log('write pipe: '.$_ret);
                    fwrite($pipe, $_ret.PHP_EOL);
                    fflush($pipe);
                    fclose($pipe);
                    exit(0); //退出子进程
                } elseif ($pid > 0) { //主进程中记录任务
                    $childs[] = $pid;
                    $results[$pid] = 0;
                    debug_log('fork by child: '.$pid);
                    //pcntl_wait($status, WNOHANG);
                } elseif ($pid == -1) {
                    throw new Exception('could not fork at '. getmygid());
                }
            }
        }
        $pipe = fopen($fifo, 'r+'); //读
        stream_set_blocking($pipe, true); //阻塞模式，PID与读取的管道数据可能会不一致。
        $n = 0;
        while(count($childs) > 0) {
            foreach($childs as $i => $pid) {
                $res = pcntl_waitpid($pid, $status, WNOHANG);
                if (-1 == $res || $res > 0) {
                    $_ret = @unserialize(fgets($pipe)); //读取管道数据
                    $results[$pid] = $_ret;
                    unset($childs[$i]);
                    debug_log('read child: '.$pid . ' - ' . json_encode($_ret, 64|256));
                }
                if ($n > 1000) posix_kill($pid, SIGTERM); //超时（10分钟）结束子进程
            }
            usleep(200000); $n++;
        }
        debug_log('child process completed.');
        @fclose($pipe);
        @unlink($fifo);
        $ret = json_encode($results, 64|256);
        break;
    default:
        throw new \Exception('没有可执行的任务！');
        break;
    }
    $t2 = microtime(true);
    $times = round(($t2 - $t1) * 1000, 2);
    $log = sprintf('[%s] %s --> (%s) %sms', strtoupper($op), 
        @json_encode($data, 64|256), @strlen($ret)<65?$ret:@strlen($ret), $times);
    debug_log($log);
    return $ret;
}


// 读取 CLI 命令行参数
$params = getopt('', array('op:', 'data:'));
$op = $params['op'];
$data = unserialize(base64_decode($params['data']));
// 开始执行任务
execute_task($op, $data);



function __autoload($classname) {
    $parts = explode('\\', ltrim($classname, '\\'));
    if (false !== strpos(end($parts), '_')) {
        array_splice($parts, -1, 1, explode('_', current($parts)));
    }
    $filename = implode(DIRECTORY_SEPARATOR, $parts) . '.php';
    if ($filename = stream_resolve_include_path($filename)) {
        include $filename;
    } else if (preg_match('/.*Task$/', $classname)) { //查找以Task结尾的任务脚本类
        include TASK_PATH . DIRECTORY_SEPARATOR . $classname . '.php';
    } else {
        return false;
    }
}

以上是php如何使用命令列實現非同步多進程模式的任務處理（程式碼）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！