PHP多进程、信号量及孤儿进程和僵尸进程
PHP多进程、信号量及孤儿进程和僵尸进程
实际上PHP是有多线程的，只是许多人不常用。使用PHP的多线程第一需要下载安置一个线程平安版本（ZTS版本）的PHP，然后再安置pecl的 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，只需要在安置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就可以看到可否开启了pcntl模块。
所以我们只说php的多进程，至于php多线程就临时放到一边儿。
留意：不要在apache或者fpm环境下使用php多进程，这将会发生不成预估的后果。
PHP多进程初探
进程是程序施行的实例，举个例子有个程序叫做 “ 病毒.exe ”，这个程序平常是以文件情势储备在硬盘上，当你双击运转后，就会构成一个该程序的进程。系统会给每一个进程分配一个独一的非负整数用来标志进程，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？我平常用CI、YII写个CURD跟这个也没啥关联啊。实际上，假如你理解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，一样都是nginx作为http效劳器挡在最前面，静态文件恳求则nginx自行处置，碰到php动态恳求则转发给php-fpm进程来处置。假如你的php-fpm配置只开了5个进程，假如处置任意一个会员的恳求都需要1秒钟，那么5个fpm进程1秒中就最多只能处5个会员的恳求。所以结论就是：假如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置速度。
在php中我们使用pcntl_fork()来创立多进程（在*NIX系统的C说话编程中，已有进程通过调取fork函数来发生新的进程）。fork出来新进程则成为子进程，原进程则成为父进程，子进程具有父进程的副本。这里要留意：
子进程与父进程同享程序正文段
子进程具有父进程的数据空间和堆、栈的副本，留意是副本，不是同享
父进程和子进程将连续施行fork之后的程序代码
fork之后，是父进程先施行还是子进程先施行没法确定，取决于系统调度（取决于崇奉）
这里说子进程具有父进程数据空间乃至堆、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。更多是采纳了COW（Copy On Write）即写时复制的技术来节省储备空间。简便来说，假如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临时同享统一份 数据、堆、栈。只要当父进程或者子进程试图对 数据、堆、栈 停止修改的时候，才会发生复制操纵，这就叫做写时复制。
在调取完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环境下没法正常运转，所以大家必然要在php cli环境下施行下面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连续往下施行代码：
$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;
}将文件留存为test.php，然后在使用cli施行，结果如下图所示：
第二段代码，用来说明子进程具有父进程的数据副本，而并不是同享：
// 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;
}第三段代码，比力容易让人思维纷乱，pcntl_fork()配合for轮回来做些东西，问题来了：会显示几次 “ 儿子 ”？
for( $i = 1; $i <= 3 ; $i++ ){
$pid = pcntl_fork(); if( $pid > 0 ){ // do nothing ...
} else if( 0 == $pid ){
echo "儿子".PHP_EOL;
}
}上面代码施行结果如下：
细心数数，居然是显示了7次 “ 儿子 ”。好惊奇，难道不是3次吗？… …
下面我修改一下代码，结合下面的代码，再思索一下为什么会发生7次而不是3次。
for( $i = 1; $i <= 3 ; $i++ ){
$pid = pcntl_fork(); if( $pid > 0 ){ // do nothing ...
} else if( 0 == $pid ){
echo "儿子".PHP_EOL;
exit;
}
}施行结果如下图所示：
前面强调过：父进程和子进程将连续施行fork之后的程序代码。这里就不说明，实在想不清楚的，可以动手本人画画思索一下。
孤儿与僵尸进程
实际上，你们必然要记住：PHP的多进程是非常值得利用于生产环境具备高价值的生产力工具。
但我认为在正式开端吹牛此前还是要说两个根本概念：孤儿进程、僵尸进程。
上文我整篇尬聊的都是pcntl_fork()，尽管fork生产，不管产后护理，实际上这样并不相符主流价值不雅，并且，操纵系统本身资源有限，这样无穷生产不顾护理，操纵系统也会吃不消的。
孤儿进程是指父进程在fork出子进程后，本人先完了。这个问题很为难，由于子进程从此变得孤苦伶仃、四海为家，变成了孤儿。用术语来表达就是，父进程在子进程完毕此前提早退出，这些子进程将由init（进程ID为1）进程收养并完成对其各种数据状态的收集。init进程是Linux系统下的惊奇进程，这个进程是以一般会员权限运转但却具备超级权限的进程，简便地说，这个进程在Linux系统启动的时候做初始化工作，比方运转getty、比方会按照/etc/inittab中设定的运转等级初始化系统等等，当然了，还有一个作用就是如上所说的：收养孤儿进程。
僵尸进程是指父进程在fork出子进程，而后子进程在完毕后，父进程并没有调取wait或者waitpid等完成对其清算善后工作，致使改子进程进程ID、文件描写符等仍然保存在系统中，极大白费了系统资源。所以，僵尸进程是对系统有危害的，而孤儿进程则相对来说没那么严峻。在Linux系统中，我们可以通过ps -aux来查看进程，假如有[Z+]标志就是僵尸进程。
在PHP中，父进程对子进程的状态收集等是通过pcntl_wait()和pcntl_waitpid()等完成的。仍然还是要通过代码还演示说明：
演示并说明孤儿进程的显现，并演示孤儿进程被init进程收养：
$id = pcntl_fork();if( $pid > 0 ){ // 显示父进程的进程ID，这个函数可以是getmypid()，也可以用posix_getpid()
echo "Father PID:".getmypid().PHP_EOL; // 让父进程休止两秒钟，在这两秒内，子进程的父进程ID还是这个父进程
sleep( 2 );
} else if( 0 == $pid ) { // 让子进程轮回10次，每次睡眠1s，然后每秒钟猎取一次子进程的父进程进程ID
for( $i = 1; $i <= 10; $i++ ){
sleep( 1 ); // posix_getppid()函数的作用就是猎取当前进程的父进程进程ID
echo posix_getppid().PHP_EOL;
}
} else { echo "fork error.".PHP_EOL;
}运转结果如下图：
可以看到，前两秒内，子进程的父进程进程ID为4129，但是从第三秒开端，由于父进程已经提早退出了，子进程变成孤儿进程，所以init进程收养了子进程，所以子进程的父进程进程ID变成了1。（php视频教程）
演示并说明僵尸进程的显现，并演示僵尸进程的危害：
$pid = pcntl_fork(); if( $pid > 0 ){ // 下面这个函数可以更换php进程的名称
cli_set_process_title('php father process'); // 让主进程歇息60秒钟
sleep(60);
} else if( 0 == $pid ) {
cli_set_process_title('php child process'); // 让子进程歇息10秒钟，但是进程完毕后，父进程不合错误子进程做任何处置工作，这样这个子进程就会变成僵尸进程
sleep(10);
} else { exit('fork error.'.PHP_EOL);
}运转结果如下图：
通过施行ps -aux命令可以看到，当程序在前十秒内运转的时候，php child process的状态列为[S+]，然而在十秒钟过后，这个状态变成了[Z+]，也就是变成了危害系统的僵尸进程。
那么，问题来了？怎样幸免僵尸进程呢？PHP通过pcntl_wait()和pcntl_waitpid()两个函数来帮我们解决这个问题。理解Linux系统编程的应当知道，看名字就知道这其实就是PHP把C说话中的wait()和waitpid()包装了一下。
通过代码演示pcntl_wait()来幸免僵尸进程，在开端此前先简便普及一下pcntl_wait()的相关内容：这个函数的作用就是 “ 等候或者返回子进程的状态 ”，当父进程施行了该函数后，就会堵塞挂起等候子进程的状态不断比及子进程已经由于某种缘由退出或者终止。换句话说就是假如子进程还没完毕，那么父进程就会不断等等等，假如子进程已经完毕，那么父进程就会立即得到子进程状态。这个函数返回退出的子进程的进程ID或者失败返回-1。
我们将第二个案例中代码修改一下：
$pid = pcntl_fork();if( $pid > 0 ){ // 下面这个函数可以更换php进程的名称
cli_set_process_title('php father process'); // 返回$wait_result，就是子进程的进程号，假如子进程已经是僵尸进程则为0
// 子进程状态则留存在了$status参数中，可以通过pcntl_wexitstatus()等一系列函数来查看$status的状态信息是啥
$wait_result = pcntl_wait( $status );
print_r( $wait_result );
print_r( $status ); // 让主进程歇息60秒钟 sleep(60);
} else if( 0 == $pid ) {
cli_set_process_title('php child process'); // 让子进程歇息10秒钟，但是进程完毕后，父进程不合错误子进程做任何处置工作，这样这个子进程就会变成僵尸进程 sleep(10);
} else { exit('fork error.'.PHP_EOL);
}将文件留存为wait.php，然后php wait.php，在别的一个终端中通过ps -aux查看，可以看到在前十秒内，php child process是[S+]状态，然后十秒钟过后进程消逝了，也就是被父进程回收了，没有变成僵尸进程。
但是，pcntl_wait()有个很大的问题，就是堵塞。父进程只能挂起等候子进程完毕或终止，在此期间父进程什么都不克不及做，这并不相符多快好省原则，所以pcntl_waitpid()闪亮登场。pcntl_waitpid( $pid, &$status, $option = 0 )的第三个参数假如设定为WNOHANG，那么父进程不会堵塞不断等候到有子进程退出或终止，不然将会和pcntl_wait()的展现相似。
修改第三个案例的代码，但是，我们并不增加WNOHANG，演示说明pcntl_waitpid()功效：
$pid = pcntl_fork(); if( $pid > 0 ){ // 下面这个函数可以更换php进程的名称
cli_set_process_title('php father process'); // 返回值留存在$wait_result中
// $pid参数表示 子进程的进程ID
// 子进程状态则留存在了参数$status中
// 将第三个option参数设定为常量WNOHANG，则可以幸免主进程堵塞挂起，此处父进程将马上返回连续往下施行剩下的代码
$wait_result = pcntl_waitpid( $pid, $status );
var_dump( $wait_result );
var_dump( $status ); // 让主进程歇息60秒钟
sleep(60);
} else if( 0 == $pid ) {
cli_set_process_title('php child process'); // 让子进程歇息10秒钟，但是进程完毕后，父进程不合错误子进程做任何处置工作，这样这个子进程就会变成僵尸进程
sleep(10);
} else { exit('fork error.'.PHP_EOL);
}下面是运转结果，一个施行php程序的终端窗口，另一个是ps -aux终端窗口。实际上可以看到主进程是被堵塞的，不断到第十秒子进程退出了，父进程不再堵塞：
那么我们修改第四段代码，增加第三个参数WNOHANG，代码如下：
$pid = pcntl_fork(); if( $pid > 0 ){ // 下面这个函数可以更换php进程的名称
cli_set_process_title('php father process'); // 返回值留存在$wait_result中
// $pid参数表示 子进程的进程ID
// 子进程状态则留存在了参数$status中
// 将第三个option参数设定为常量WNOHANG，则可以幸免主进程堵塞挂起，此处父进程将马上返回连续往下施行剩下的代码
$wait_result = pcntl_waitpid( $pid, $status, WNOHANG );
var_dump( $wait_result );
var_dump( $status ); echo "不堵塞，运转到这里".PHP_EOL; // 让主进程歇息60秒钟
sleep(60);
} else if( 0 == $pid ) {
cli_set_process_title('php child process'); // 让子进程歇息10秒钟，但是进程完毕后，父进程不合错误子进程做任何处置工作，这样这个子进程就会变成僵尸进程
sleep(10);
} else { exit('fork error.'.PHP_EOL);
}下面是运转结果，一个施行php程序的终端窗口，另一个是ps -aux终端窗口。实际上可以看到主进程是被堵塞的，不断到第十秒子进程退出了，父进程不再堵塞：
问题显现了，居然php child process进程状态居然变成了[Z+]，这是如何搞得？回过头剖析一下代码：
我们看到子进程是睡眠了十秒钟，而父进程在施行pcntl_waitpid()此前没有任何睡眠且本身不再堵塞，所以，主进程本人先施行下去了，而子进程在足足十秒钟后才完毕，进程状态天然没法得到回收。假如我们将代码修改一下，就是在主进程的pcntl_waitpid()前睡眠15秒钟，这样就可以回收子进程了。但是即使这样修改，仔细想的话还是会有个问题，那就是在子进程完毕后，在父进程施行pcntl_waitpid()回收前，有五秒钟的时间差，在这个时间差内，php child process也将会是僵尸进程。那么，pcntl_waitpid()怎样准确使用啊？这样用，看起来究竟不太科学。
那么，是时候引入信号量了！
PHP 信号量
信号是一种软件中止，也是一种非常典型的异步事件处置方式。在NIX系统产生的混沌之初，信号的定义是比力纷乱的，并且最关键是不成靠，这是一个很严峻的问题。所以在后来的POSIX标准中，对信号做了标准化同时也各个发行版的NIX也都供给大量可靠的信号。每种信号都有本人的名字，大约如SIGTERM、SIGHUP、SIGCHLD等等，在*NIX中，这些信号本质上都是整形数字（游有表情的可以参不雅一下signal.h系列头文件）。
信号的发生是有多种方式的，下面是常见的几种：
键盘上按某些组合键，比方Ctrl+C或者Ctrl+D等，会发生SIGINT信号。
使用posix kill调取，可以向某个进程发送指定的信号。
长途ssh终端状况下，假如你在效劳器上施行了一个堵塞的足本，正在堵塞历程中你关闭了终端，大概就会发生SIGHUP信号。
硬件也会发生信号，比方OOM了或者碰到除0这种状况，硬件也会向进程发送特定信号。
而进程在收到信号后，可以有如下三种响应：
直接忽略，不做任何反映。就是俗称的完全不鸟。但是有两种信号，永久不会被忽略，一个是SIGSTOP，另一个是SIGKILL，由于这两个进程供给了向内核最后的可靠的完毕进程的方法。
捕获信号并作出响应的一些反响，详细响应什么可以由会员本人通历程序自定义。
系统默许响应。大多数进程在碰到信号后，假如会员也没有自定义响应，那么就会采取系统默许响应，大多数的系统默许响应就是终止进程。
用人话来表达，就是说假设你是一个进程，你正在干活，忽然施工队的喇叭里冲你嚷了一句：“吃饭了！”，于是你就放下手里的活儿去吃饭。你正在干活，忽然施工队的喇叭里冲你嚷了一句：“发薪水了！”，于是你就放下手里的活儿去领薪水。你正在干活，忽然施工队的喇叭里冲你嚷了一句：“有人寻你！”，于是你就放下手里的活儿去看看是谁寻你什么事情。当然了，你很任性，那是完全可以不鸟喇叭里喊什么内容，也就是忽略信号。也可以更任性，当喇叭里冲你嚷“吃饭”的时候，你去就不去吃饭，你去睡觉，这些都可以由你来。而你在干活历程中，从来不会由于要等某个信号就不干活了不断等信号，而是信号随时随地都大概会来，而你只需要在这个时候作出响应的回应即可，所以说，信号是一种软件中止，也是一种异步的处置事件的方式。
回到上文所说的问题，就是子进程在完毕前，父进程就已经先调取了pcntl_waitpid()，致使子进程在完毕后仍然变成了僵尸进程。实际上在父进程不竭while轮回调取pcntl_waitpid()是个解决方法，大约代码如下：
$pid = pcntl_fork();if (0 > $pid) { exit('fork error.' . PHP_EOL);
} else { if (0 < $pid) { // 在父进程中
cli_set_process_title('php father process'); // 父进程不竭while轮回，去重复施行pcntl_waitpid()，从而试图解决已经退出的子进程
while (true) {
sleep(1);
pcntl_waitpid($pid, &$status, WNOHANG);
}
} else { if (0 == $pid) { // 在子进程中
// 子进程休眠3秒钟后直接退出
cli_set_process_title('php child process');
sleep(20); exit;
}
}
}下图是运转结果：
解析一下这个结果，我前后三次施行了ps -aux | grep php去查看这两个php进程。
第一次：子进程正在休眠中，父进程照旧在轮回中。
第二次：子进程已经退出了，父进程照旧在轮回中，但是代码还没有施行到pcntl_waitpid()，所以在子进程退出后到父进程施行回收前这段闲暇内子进程变成了僵尸进程。
第三次：此时父进程已经施行了pcntl_waitpid()，将已经退出的子进程回收，开释了pid等资源。
但是这样的代码有一个缺陷，实际上就是子进程已经退出的状况下，主进程还在不竭while pcntl_waitpid()去回收子进程，这是一件很惊奇的事情，并不相符社会主义主流价值不雅，不低碳不节能，代码也不文雅，不好看。所以，应当思考用更好的方式来实现。那么，我们篇头提了好久的信号终于概要登场了。
此刻让我们思考一下，为什么信号可以解决“不低碳不节能，代码也不文雅，不好看”的问题。子进程在退出的时候，会向父进程发送一个信号，叫做SIGCHLD，那么父进程一旦收到了这个信号，就可以作出响应的回收动作，也就是施行pcntl_waitpid()，从而解决掉僵尸进程，并且还显得我们代码文雅好看节能环保。
梳理一下贱程，子进程向父进程发送SIGCHLD信号是对人们来说是透亮的，也就是说我们不必关怀。但是，我们需要给父进程安置一个响应SIGCHLD信号的处置器，除此之外，还需要让这些信号处置器运转起来，安置上了不运转是一件为难的事情。那么，在php里给进程安置信号处置器使用的函数是pcntl_signal()，让信号处置器跑起来的函数是pcntl_signal_dispatch()。
pcntl_signal()，安置一个信号处置器，详细说明是pcntl_signal ( int $signo , callback $handler [, bool $restart_syscalls = true ] )，参数signo就是信号，callback则是响应当信号的代码段，返回bool值。
pcntl_signal_dispatch()，调取每个等候信号通过pcntl_signal() 安置的处置器，参数为void，返回bool值。
下面结合新引入的两个函数来解决一下楼上的丑陋代码：
$pid = pcntl_fork();if( 0 > $pid ){ exit('fork error.'.PHP_EOL);
} else if( 0 < $pid ) { // 在父进程中
// 给父进程安置一个SIGCHLD信号处置器
pcntl_signal( SIGCHLD, function() use( $pid ) { echo "收到子进程退出".PHP_EOL;
pcntl_waitpid( $pid, $status, WNOHANG );
} );
cli_set_process_title('php father process'); // 父进程不竭while轮回，去重复施行pcntl_waitpid()，从而试图解决已经退出的子进程
while( true ){
sleep( 1 ); // 注释掉本来老掉牙的代码，转而使用pcntl_signal_dispatch()
//pcntl_waitpid( $pid, &$status, WNOHANG );
pcntl_signal_dispatch();
}
} else if( 0 == $pid ) { // 在子进程中
// 子进程休眠3秒钟后直接退出
cli_set_process_title('php child process');
sleep( 20 ); exit;
}运转结果如下：
引荐教程：
以上就是PHP多进程、信号量及孤儿进程和僵尸进程的具体内容，更多请关注百分百源码网其它相关文章！
