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

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 ^_^】

<?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] = $job;
            }
        }
    }
    function workerInstallSignal()
    {
        pcntl_signal(SIGUSR1,[__CLASS__,&#39;workerHandleSignal&#39;],false);
    }
    function workerHandleSignal($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,$state,FILE_APPEND);
                break;
        }
    }
    function installSignal()
    {
        pcntl_signal(SIGINT,[__CLASS__,&#39;handleMasterSignal&#39;],false);
        pcntl_signal(SIGTERM,[__CLASS__,&#39;handleMasterSignal&#39;],false);
        pcntl_signal(SIGUSR1,[__CLASS__,&#39;handleMasterSignal&#39;],false);
    }
    function handleMasterSignal($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 &#39;vendor/autoload.php&#39;;
$process = new \Chen\Worker\Server();
$process->workerJob = [new \Chen\Worker\Talk(),new \Chen\Worker\Job()];
$process->run();

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