钛节点

PHP多进程初探 --- 开篇

发表@2018-09-13 09:15:21

更新@2023-01-21 22:47:40

实际上PHP是有多线程的，只是很多人不常用。使用PHP的多线程首先需要下载安装一个线程安全版本（ZTS版本）的PHP，然后再安装pecl的[pthread扩展](http://pecl.php.net/package/pthreads "pthread扩展")。

实际上PHP是有多进程的，有一些人再用，总体来说php的多进程还算凑合，只需要在安装PHP的时候开启pcntl模块（是不是跟UNIX中的fcntl有点儿.... ....）即可。在*NIX下，在终端命令行下使用php -m就可以看到是否开启了pcntl模块。

所以我们只说php的多进程，至于php多线程就暂时放到一边儿。

**注意：不要在apache或者fpm环境下使用php多进程，这将会产生不可预估的后果。**

**进程是程序执行的实例**，举个例子有个程序叫做 “ 病毒.exe ”，这个程序平时是以文件形式存储在硬盘上，当你双击运行后，就会形成一个该程序的进程。系统会给每一个进程分配一个唯一的非负整数用来标记进程，这个数字称作进程ID。当该进程被杀死或终止后，其进程ID就会被系统回收，然后分配给新的其余的进程。

说了这么多，这鬼东西有什么用吗？我平时用CI、YII写个CURD跟这个也没啥关联啊。实际上，如果你了解APACHE PHP MOD或者FPM就知道这些东西就是多进程实现的。以FPM为例，一般都是nginx作为http服务器挡在最前面，静态文件请求则nginx自行处理，遇到php动态请求则转发给php-fpm进程来处理。如果你的php-fpm配置只开了5个进程，如果处理任意一个用户的请求都需要1秒钟，那么5个fpm进程1秒中就最多只能处5个用户的请求。所以结论就是：如果要单位时间内干活更快更多，就需要更多的进程，总之一句话就是多进程可以加快任务处理速度。

在php中我们使用pcntl_fork()来创建多进程（在*NIX系统的C语言编程中，已有进程通过调用fork函数来产生新的进程）。fork出来新进程则成为子进程，原进程则成为父进程，子进程拥有父进程的副本。这里要注意：
- 子进程与父进程共享程序正文段
- 子进程拥有父进程的数据空间和堆、栈的副本，注意是副本，不是共享
- 父进程和子进程将继续执行fork之后的程序代码
- fork之后，是父进程先执行还是子进程先执行无法确认，取决于系统调度（取决于信仰）

这里说子进程拥有父进程数据空间以及堆、栈的副本，实际上，在大多数的实现中也并不是真正的完全副本。更多是采用了COW（Copy On Write）即写时复制的技术来节约存储空间。简单来说，如果父进程和子进程都不修改这些 数据、堆、栈 的话，那么父进程和子进程则是暂时共享同一份 数据、堆、栈。只有当父进程或者子进程试图对 数据、堆、栈 进行修改的时候，才会产生复制操作，这就叫做写时复制。

在调用完pcntl_fork()后，该函数会返回两个值。在父进程中返回子进程的进程ID，在子进程内部本身返回数字0。由于多进程在apache或者fpm环境下无法正常运行，所以大家一定要在php cli环境下执行下面php代码。

第一段代码，我们来说明在程序从pcntl_fork()后父进程和子进程将各自继续往下执行代码：
```php
<?php
        $pid = pcntl_fork();
		if( $pid > 0 ){
		  echo "我是父亲".PHP_EOL;
		} else if( 0 == $pid ) {
		  echo "我是儿子".PHP_EOL;
		} else {
		  echo "fork失败".PHP_EOL;
        }
```
将文件保存为test.php，然后在使用cli执行，结果如下图所示：
![](https://ti-node.com/static/upload/6374508376738496512)

第二段代码，用来说明子进程拥有父进程的数据副本，而并不是共享：
```php
<?php
        // 初始化一个 number变量 数值为1
        $number = 1;
		$pid = pcntl_fork();
		if( $pid > 0 ){
          $number += 1;
		  echo "我是父亲，number+1 : { $number }".PHP_EOL;
		} else if( 0 == $pid ) {
          $number += 2;
		  echo "我是父亲，number+2 : { $number }".PHP_EOL;
		} else {
		  echo "fork失败".PHP_EOL;
        }
```
![](https://ti-node.com/static/upload/6374520918680535040)

第三段代码，比较容易让人思维混乱，pcntl_fork()配合for循环来做些东西，问题来了：会显示几次 “ 儿子 ”？
```php
<?php
        for( $i = 1; $i <= 3 ; $i++ ){
		    $pid = pcntl_fork();
			if( $pid > 0 ){
			   // do nothing ...
			} else if( 0 == $pid ){
			    echo "儿子".PHP_EOL;
			}
		}
```
上面代码执行结果如下：
![](https://ti-node.com/static/upload/6374530342694420480)

仔细数数，竟然是显示了7次 “ 儿子 ”。好奇怪，难道不是3次吗？... ...
下面我修改一下代码，结合下面的代码，再思考一下为什么会产生7次而不是3次。
```php
<?php
        for( $i = 1; $i <= 3 ; $i++ ){
		    $pid = pcntl_fork();
			if( $pid > 0 ){
			   // do nothing ...
			} else if( 0 == $pid ){
			    echo "儿子".PHP_EOL;
				exit;
			}
		}
```
执行结果如下图所示：
![](https://ti-node.com/static/upload/6374530960842555392)

前面强调过：**父进程和子进程将继续执行fork之后的程序代码**。这里就不解释，实在想不明白的，可以动手自己画画思考一下。

为了避免写成臭尾理论文儿，这里强行断篇分割一下，下一章说僵尸进程和孤儿进程的一些恩怨情仇。