pcntl介紹

擴充套件介紹

Note:
1. 此擴充套件在 Windows 平臺上不可用。
2. 程序控制不能被應用在Web伺服器環境，當其被用於Web服務環境時可能會帶來意外的結果。因此，不能再PHP Web開發中使用多程序。

安裝擴充套件

# 通過pecl安裝pcntl擴充套件
sudo pecl install pcntl
# 增加 extension=pcntl.so
sodo vim /etc/php.ini
# 檢查擴充套件是否安裝成功
php -m | grep pcntl

處理檔案

當一個檔案包含許多工（每個任務一行），並且各任務之間不存在執行的先後順序關係，可以將檔案進行分割（分割後的檔案數量與程序數一致），然後使用多程序進行處理。

例如，現在有10個郵箱賬號儲存在檔案mailist.txt中，每次傳送郵件需要耗時2s，則採用單程序依次傳送完這些郵件需要耗時20。
如果採用多程序，例如3個程序進行處理，首先需要將檔案按行數拆分成3個小檔案，其中兩個檔案是4條記錄，一個檔案是2條記錄。每個程序處理一個小檔案，則不同程序傳送完郵件的耗時為8、8、6，總耗時取最大值為8s。

拆分檔案

原始檔案 maillist.txt

000000@163.com
111111@163.com
222222@163.com
333333@163.com
444444@163.com
555555@163.com
666666@163.com
 

777777@163.com
888888@163.com
999999@163.com

拆分操作

split -a 1 -l 4 maillist.txt task

拆分後的檔案

taska

000000@163.com
111111@163.com
222222@163.com
333333@163.com

taskb

444444@163.com
555555@163.com
666666@163.com
777777@163.com

taskc

888888@163.com
999999@163.com

相關指令碼

多程序呼叫指令碼 text_task.php

$cmds = [
    ['/Users/zhezhao/www/work/text_mail.php','a'],
    ['/Users/zhezhao/www/work/text_mail.php','b'],
    ['/Users/zhezhao/www/work/text_mail.php','c']
];

foreach ($cmds as $cmd){
    $pid = pcntl_fork();
    if($pid == -1){
        exit('create process failed');
    }
    if($pid > 0){
        pcntl_wait($status,WNOHANG);
    }else{
        pcntl_exec('/usr/bin/php',$cmd);
    }
}

多程序執行指令碼 text_mail.php

require 'MailWork.php';
$name = $argv[1];
echo $name." start #".time().PHP_EOL;
$worker = new MailWork($name);
$res = $worker->text_mail($argc,$argv);
if($res === false){
    echo $worker->getLastError();
}else{
    echo $name." ".$res." works done # ".time().PHP_EOL;
}

輸出結果

c start #1504499765
b start #1504499765
a start #1504499765
b#mailto:[email protected]
c#mailto:[email protected]
a#mailto:[email protected]
b#mailto:[email protected]
a#mailto:[email protected]
c#mailto:[email protected]
c 2 works done # 1504499769
a#mailto:[email protected]
b#mailto:[email protected]
b#mailto:[email protected]
a#mailto:[email protected]
b 4 works done # 1504499773
a 4 works done # 1504499773

在text_task.php中建立了3個程序（a、b、c），其中a和b處理的檔案中有4條記錄，c處理的檔案中有2條記錄。

通過輸出結果可以得到：
1. a、b、c 三個程序同時開始執行，開始時間戳1504499765
2. c最先完成，完成時間戳1504499769，耗時4s
3. a和c同時完成，完成時間戳1504499773，耗時8s

處理訊息佇列

這是另外一種常見的常見，我們將耗時操作放入訊息佇列，通過指令碼從訊息佇列中取出並執行記錄。如果通過單個程序依次讀取並處理訊息，容易使佇列中積累大量資料，導致操作的延遲時間較長，這種場景可以通過多個程序來讀取並處理訊息。redis中的pop操作具有原子性，不會存在多個讀取到相同的佇列訊息的情況。

多程序呼叫指令碼 redis_task.php

$redis = new Redis();
$redis->connect('192.168.1.10');
$task_key = 'task_list';
$task_list = [
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
    '[email protected]',
];
foreach ($task_list as $task){
    $redis->lPush($task_key,$task);
}

$cmds = [
    ['/Users/zhezhao/www/work/redis_mail.php','a'],
    ['/Users/zhezhao/www/work/redis_mail.php','b'],
    ['/Users/zhezhao/www/work/redis_mail.php','c']
];

foreach ($cmds as $cmd){
    $pid = pcntl_fork();
    if($pid == -1){
        exit('create process failed');
    }
    if($pid > 0){
        pcntl_wait($status,WNOHANG);
    }else{
        pcntl_exec('/usr/bin/php',$cmd);
    }
}

多程序執行指令碼 redis_mail.php

require 'MailWork.php';
$name = $argv[1];
echo $name." start #".time().PHP_EOL;
$worker = new MailWork($name);
$redis = new Redis();
$redis->connect('192.168.1.10');
$task_key = 'task_list';
while($redis->lLen($task_key)>0){
    $mailto = $redis->rPop($task_key);
    $worker->redis_mail($mailto);
}
echo $name." work done # ".time().PHP_EOL;

輸出結果

b start #1504499844
c start #1504499844
a start #1504499844
b#mailto:[email protected]
a#mailto:[email protected]
c#mailto:[email protected]
b#mailto:[email protected]
a#mailto:[email protected]
c#mailto:[email protected]
b#mailto:[email protected]
a#mailto:[email protected]
c#mailto:[email protected]
c work done # 1504499850
a work done # 1504499850
b#mailto:[email protected]
b work done # 1504499852

通過輸出結果可以得到
1. a、b、c三個程序同時開始執行，時間戳為1504499844
2. a和c同時結束執行，分別處理了3條記錄，時間戳為1504499850，耗時6s
3. b最後結束執行，處理了4條記錄，時間戳為1504499852，耗時8s

master-worker模式

我們模擬Web伺服器處理http請求的操作，對於每個請求建立一個程序，用於處理請求內容。

class WebServer
{
    private $list;
    public function __construct()
    {
        $this->list = [];
    }
    public function worker($request){
        $pid = pcntl_fork();
        if($pid == -1){
            return false;
        }
        if($pid > 0){
            return $pid;
        }
        if($pid == 0){
            $time = $request[0];
            $method = $request[1];
            $start = time();
            echo getmypid()."\t start ".$method."\tat".$start.PHP_EOL;
            sleep($time);
            $end = time();
            $cost = $end-$start;
            echo getmypid()."\t stop \t".$method."\tat:".$end."\tcost:".$cost.PHP_EOL;
            exit(0);
        }
    }
    public function master($requests){
        $start = time();
        echo "All request handle stop at ".$start.PHP_EOL;
        foreach ($requests as $request){
            $pid = $this->worker($request);
            if(!$pid){
                echo 'handle fail!'.PHP_EOL;
                return;
            }
            array_push($this->list,$pid);
        }
        while(count($this->list)>0){
            foreach ($this->list as $k=>$pid){
                $res = pcntl_waitpid($pid,$status,WNOHANG);
                if($res == -1 || $res > 0){
                    unset($this->list[$k]);
                }
            }
            usleep(100);
        }
        $end = time();
        $cost = $end - $start;
        echo "All request handle stop at ".$end."\t cost:".$cost.PHP_EOL;
    }
}

$requests = [
  [1,'GET index.php'],
  [2,'GET index.php'],
  [3,'GET index.php'],
  [4,'GET index.php'],
  [5,'GET index.php'],
  [6,'GET index.php']
];

$server = new WebServer();
$server->master($requests);

輸出結果：

All request handle stop at 1504513048
18945    start GET index.php    at1504513048
18944    start GET index.php    at1504513048
18946    start GET index.php    at1504513048
18947    start GET index.php    at1504513048
18948    start GET index.php    at1504513048
18949    start GET index.php    at1504513048
18944    stop   GET index.php   at:1504513049   cost:1
18945    stop   GET index.php   at:1504513050   cost:2
18946    stop   GET index.php   at:1504513051   cost:3
18947    stop   GET index.php   at:1504513052   cost:4
18948    stop   GET index.php   at:1504513053   cost:5
18949    stop   GET index.php   at:1504513054   cost:6
All request handle stop at 1504513054    cost:6

如果依次處理請求，總耗時為1+2+3+4+5+6=21s。每個請求建立一個程序的處理方式，總耗時是最耗時的請求操作6s。

多程序最好在方法、函式或者檔案中單獨使用，這樣邏輯更加清晰，也便於分析和維護。

附錄

郵件操作類：
MailWork.php

<?php

/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: zhezhao
 * Date: 2017/9/4
 * Time: 上午10:05
 */
class MailWork
{
    private $error;
    private $name;
    public function __construct($name)
    {
        $this->name = $name;
    }

    public function getLastError(){
        return $this->error;
    }

    public function checkEnv($argc)
    {
        if (substr(php_sapi_name(), 0, 3) !== 'cli') {
            $this->error ="This Programe can only be run in CLI mode";
            return false;
        }
        if($argc!=2){
            $this->error = 'wrong params';
            return false;
        }
        return true;
    }
    public function getFileName($argv){
        $filename = "task".$argv[1];
        if(!file_exists($filename)){
            $this->error = 'file does not exits';
            return false;
        }else{
            return $filename;
        }
    }
    public function sendMail($mailto)
    {
        sleep(2);
        echo $this->name."#mailto:".$mailto.PHP_EOL;
    }
    public function text_mail($argc,$argv){
        if(!$this->checkEnv($argc)){
            return false;
        }
        $filename = $this->getFileName($argv);
        if(!$filename){
            return false;
        }
        $fp = fopen($filename,'r');
        $counter = 0;
        while(!feof($fp)){
            $line = fgets($fp);
            $mailto = substr($line,0,strlen($line)-1);
            if(preg_match('/^\[email protected]\w+\.\w+$/',$mailto)){
                $this->sendMail($mailto);
                $counter++;
            }
        }
        return $counter;
    }
    public function redis_mail($mailto){
        if(preg_match('/^\[email protected]\w+\.\w+$/',$mailto)){
            $this->sendMail($mailto);
        }
    }
}