Swoole(九)同步/异步进程

2018-02-19

php项目, swoole

Swoole具备进程管理模块，用来代替PHP的pcntl拓展。

Process进程是系统中十分昂贵的资源，创建进程消耗很大，可以使用vmstat指令查看系统每秒进程切换次数

1.PHP自带pcntl拓展存在很多不足

pcntl没有提供进程间通信的功能
pcntl不支持重定向标准输入和输出
pcntl只提供了fork这样原始的接口，容易使用错误
swoole_process提供了比pcntl更强大的功能，更易用的API，使PHP在多进程编程方面更加轻松。

2.swoole_process提供了如下特性

swoole_process提供了基于unixsock的进程间通信，使用很简单只需调用write/read或者push/pop即可
swoole_process支持重定向标准输入和输出，在子进程内echo不会打印屏幕，而是写入管道，读键盘 输入可以重定向为*管道读取数据
配合swoole_event模块，创建的PHP子进程可以异步的事件驱动模式
swoole_process提供了exec接口，创建的进程可以执行其他程序，与原PHP父进程之间可以方便的通信

3.创建进程：new swoole_process()

函数原型：swoole_process::__construct(callable $function, $redirect_stdin_stdout = false, $create_pipe = true);
参数：

callable $function：子进程创建成功后要执行的函数，底层会自动将函数保存在对象的callback属性上，若要更改执行函数则可赋值新的函数在对象的callback属性。
$redirect_stdin_stdout：重定向子进程的标准输入输出，启动此选项后，子进程输出内容不是打印到屏幕而是写入主进程管道，读取键盘输入变成从管道中读取数据，默认为阻塞读取。
$create_pipe：是否创建管道，启动重定向后此项强制为1/true，如果子进程内没有进程间通信科设置为false。
管道类型：0/false => 不创建管道，1/true => 管道类型将设置为SOCK_STREAM(流式)，2 => 管道类型将设置为SOCK_DGRAM(数据包)

4.启动进程：swoole_process->start

执行fork系统调用，启动进程
函数原型：int swoole_process->start();
返回参数：创建成功返回子进程的PID，创建失败返回false
启动后可用属性：

$process->pid属性为子进程的PID
$process->pipe属性为管道的文件描述符

5.向管道写入数据：swoole_process->write

函数原型：int swoole_process->write(string $data);
参数：$data的长度在Linux系统下最大不超过8K，MacOS/FreeBSD下最大不超过2K
父/子进程调用write，子/父进程可调用read接收数据
同步模式：进程内未使用任何异步IO，则管道为同步阻塞模式，如果缓冲区满了，将阻塞直到write操作完成。如Task进程就是同步阻塞模式。
异步模式：进程内使用了异步IO，如swoole_event_add(进程事件),进程内wirte操作变成异步模式，swoole底层会监听可写事件，自动完成管道写入。

6.从管道中读取数据：swoole_process->read

函数原型：function swoole_process->read(int $buffer_size=8192) : string | bool;

$buffer_size是缓冲区的大小，默认为8192，最大不超过64K
管道类型为DGRAM数据报(2)时，read可以读取完整的一个数据包
管道类型为STREAM(1/true)时，read是流式的，需要自行处理包完整性问题
读取成功返回二进制数据字符串，读取失败返回false

7.添加进程事件：异步IO，swoole_event_add

swoole_event_add函数用于将一个socket加入到底层的reactor事件监听中。此函数可以用在Server或Client模式下。
函数原型：bool swoole_event_add(int $sock, mixed $read_callback, mixed $write_callback = null, int $flags = null);

int $sock：可以为一下三种类型
1.int，就是文件描述符,包括swoole_client的socket,以及第三方扩展的socket（比如mysql）
2.stream资源，就是stream_socket_client/fsockopen创建的资源
3.sockets资源，就是sockets扩展中socket_create创建的资源，需要在编译时加入 ./configure –enable-sockets
mixed $read_callback：可读回调函数
mixed $write_callback:可写事件回调，可以是字符串函数名、对象+方法、类静态方法或匿名函数，当此socket可读时回调指定的函数。
int $flags：事件类型的掩码，可选择关闭/开启可读可写事件，如SWOOLE_EVENT_READ，SWOOLE_EVENT_WRITE，或者SWOOLE_EVENT_READ | SWOOLE_EVENT_WRITE

8.创建同步进程

<?php

//创建进程对应的执行函数
function doProcess(swoole_process $worker){
	var_dump($worker);
	echo "\n";
	echo "PID : ".$worker->pid."\n";
	sleep(5);
}

//创建进程 没有启动重定向
$process = new swoole_process("doProcess");
$pid = $process->start();

//匿名函数创建进程(启动重定向)
$process = new swoole_process(function (swoole_process $process) {
    $process->write('Hello');
}, true);
$process->start();
sleep(10);
echo $process->read();  //从管道输出

//等待结束，关闭子进程(若不等待结束，容易出现僵尸进程)
swoole_process::wait();

将脚本上传至服务器并启动，可以看到，无重定向打印了$worker的内容和PID，重定向输出了Hello

9.创建异步进程

因为子进程会继承父进程的内存和IO句柄，所以如果父进程要创建多个子进程，务必要等待创建完毕后再使用swoole_event_add/异步swoole_client/定时器/信号等异步IO函数。

<?php

//进程池 存储进程
$workers = [];  
//进程数量
$worker_num = 3;

//创建并启动进程
for($i=0;$i<$worker_num;$i++){
	$process = new swoole_process('doProcess');  //创建单独新进程
	$pid = $process->start();  //启动进程并获取进程ID
	$workers[$pid] = $process;  //将进程存入进程池
}

//编写进程执行函数
function doProcess(swoole_process $process){
	$process->write("PID : (".$process->pid.")\t CallbackFunction(".$process->callback .")".PHP_EOL);
    echo "Write Msg : PID(".$process->pid.")\t CallbackFunction(".$process->callback .")".PHP_EOL;
}

//添加进程事件 向每个子进程添加需要执行的事件
foreach ($workers as $process) {
	//子进程也会包含此事件
	swoole_event_add($process->pipe,function($pipe) use($process){
		$data = $process->read();
		echo "Receive Msg : ".$data.PHP_EOL;
	});
}

将脚本上传至服务器并启动，可以看到成功将PID和Callback函数写入管道并且读出来了

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