Linux下PHP多进程实现(1)

什么是一个进程？

进程这个概念是针对系统而不是针对用户的，对用户来说，他面对的概念是程序。当用户敲入命令执行一个程序的时候，对系统而言，它将启动一个进程。但和程序不同的是，在这个进程中，系统可能需要再启动一个或多个进程来完成独立的多个任务。多进程编程的主要内容包括进程控制和进程间通信，在了解这些之前，我们先要简单知道进程的结构。

 

Linux下进程的结构

Linux下一个进程在内存里有三部分的数据："代码段"、"堆栈段"和"数据段"。"代码段"，顾名思义，就是存放了程序代码的数据，假如机器中有数个进程运行相同的一个程序，那么它们就可以使用相同的代码段。"堆栈段"存放的就是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量。而数据段则存放程序的全局变量，常数以及动态数据分配的数据空间。

 

Linux下进程控制

在传统的Unix环境下，有两个基本的操作用于创建和修改进程：函数fork( )用来创建一个新的进程，该进程几乎是当前进程的一个完全拷贝；函数族exec( )用来启动另外的进程以取代当前运行的进程。

fork()之后exec()之前两个进程用的是相同的物理空间（内存区），子进程的代码段、数据段、堆栈都是指向父进程的物理空间，也就是说，两者的虚拟空间不同，但其对应的物理空间是同一个。当父子进程中有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应的段分配物理空间，如果不是因为exec，内核会给子进程的数据段、堆栈段分配相应的物理空间（至此两者有各自的进程空间，互不影响），而代码段继续共享父进程的物理空间（两者的代码完全相同）。而如果是因为exec，由于两者执行的代码不同，子进程的代码段也会分配单独的物理空间。

 

fork()函数一次调用却有两个返回值。对于父进程，fork()函数返回了子程序的进程号，而对于子程序，fork()函数则返回零。如果函数调用不成功，则返回-1。

 

在进程运行时，如果子进程先退出，它不会从进程列表里清除。而要发一个SIGCHLD(或SIGCLD)信号给父进程，父进程确认后子进程才会退出。在等待父进程确认期间，子进程处于“zombie”状态。所以我们就需要使用wait()函数。如果调用wait()函数时已经有一个处于“zombie”状态的子进程，那么函数立即返回的同时该子进程从内存中清除出去；否则，主进程会处于阻塞状态，直到子进程退出后才继续执行，而无法进行其他任务。还有一个办法可以解决办法就是拦截处理信号SIGCHLD(或SIGCLD)。子进程在终止时会给父进程发SIGCHLD信号，该信号的默认处理动作是忽略，父进程可以自定义SIGCHLD信号的处理函数，这样父进程只需专心处理自己的工作，不必关心子进程了，子进程终止时会通知父进程，父进程在信号处理函数中调用wait清理子进程即可。

如果父进程不关心子进程什么时候结束，那么可以用signal（SIGCHLD, SIG_IGN） 通知内核，自己对子进程的结束不感兴趣，那么子进程结束后，内核会回收， 并不再给父进程发送信号。

 

在Linux系统中，子进程的正常/异常终止都会给父进程发送SIGCHLD的信号，当父进程接收到子进程（第一个）信号进行wait()或waitpid()时，会屏蔽掉下一个的SIGCHLD信号，实际的效果就是在信号处理函数返回前不会重入。

那么当父进程在执行信号处理函数时，又有子进程（第二个）退出，那么信号会被阻塞并等待处理，假如（第三个）又来了，那么它是被抛弃的，后续的都会抛弃。。。

所以说信号是阻塞但不排队的。

如果子进程可能会同时退出，那么父进程需要这样来处理以防止僵尸进程的出现：

while( (childpid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG)) > 0)

{

 ...

}

这样，即使出现子进程同时退出的情况，SIGCHLD的信号被抛弃也没有关系。waitpid会收集所有当前已终止（实际就是处于僵尸状态）的子进程，直到没有这样的进程状态需要收集（返回0）。

 

一个简单的例子如下：

<?php
/**
 * 多进程实现
 * User: Eleanor
 * Date: 2014/12/23
 * Time: 18:49
 */
declare(ticks = 1);
define('ProcessNum',5);
function signalHandler($signal){
    if($signal==SIGCHLD){
        echo 'SIGCHLD received.'."\n";
    }
    //$pid = pcntl_wait($status, WNOHANG);
    $pid = pcntl_waitpid(-1, $status, WNOHANG);
    echo "{$pid} exit; \n";
}
pcntl_signal(SIGCHLD,"signalHandler",true);
//pcntl_signal_dispatch();
for($i=0;$i<ProcessNum;$i++){
    $pid=pcntl_fork();
    if($pid==-1){
        exit("create child process failed \n");
    }elseif($pid==0){
        echo "I am the child process. my pid is:".posix_getpid().'and my parent pid is:'.posix_getppid()."\n";
        exit ;
    }
}
while(1){
    echo "Waiting for child process to finish... \n";
    sleep(1);
}

 

 

<?php
/**
 * 多进程实现
 * User: Eleanor
 * Date: 2014/12/23
 * Time: 18:49
 */
declare(ticks = 1);
define('ProcessNum',10);
function signalHandler($signal){
    if($signal==SIGCHLD){
        echo 'SIGCHLD received.'."\n";
    }
}
pcntl_signal(SIGCHLD,"signalHandler");
//pcntl_signal_dispatch();

for($i=0;$i<ProcessNum;$i++){
    $pid=pcntl_fork();
    if($pid==-1){
        exit("create child process failed \n");
    }elseif($pid==0){
        echo "I am the child process. my pid is:".posix_getpid().'and my parent pid is:'.posix_getppid()."\n";
        exit ;
    }
}

while(($pid = pcntl_wait($status)) > 0)
{
    echo "{$pid} exit; \n";
}

 

 执行结果如下：