PHP多进程系列笔记（二）

上一篇文章讲解了pcntl_fork和pcntl_wait两个函数的使用，本篇继续讲解PHP多进程相关新知识。

僵尸(zombie)进程

这里说下僵尸进程：

僵尸进程是指的父进程已经退出，而该进程dead之后没有进程接受，就成为僵尸进程(zombie)进程。任何进程在退出前(使用exit退出) 都会变成僵尸进程(用于保存进程的状态等信息)，然后由init进程接管。如果不及时回收僵尸进程，那么它在系统中就会占用一个进程表项，如果这种僵尸进程过多，最后系统就没有可以用的进程表项，于是也无法再运行其它的程序。

通过如下命令查看是否有僵尸进程，如果有，类似下面这样：

$ ps -A -o stat,ppid,pid,cmd | grep -e '^[Zz]'
Z+     282   283 [php] <defunct>

或者使用top命令查看：

$ top

top - 08:26:38 up 57 min,  1 user,  load average: 0.29, 0.37, 0.41
Tasks: 274 total,   1 running, 218 sleeping,   0 stopped,   1 zombie

也会显示 1 zombie 。

什么情况下会出现僵尸进程呢？

如果子进程还没有结束时，父进程就结束了，那么init进程会自动接手这个子进程，进行回收。
如果父进程是循环，又没有安装SIGCHLD信号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束。那么子进程结束后，没有回收，就产生僵尸进程了。

示例：
fork_zombie.php

<?php 

$pid = pcntl_fork();
if($pid == -1){
    exit("fork fail");
}elseif($pid){
    $id = getmypid();   
    echo "Parent process,pid {$id}, child pid {$pid}\n";   

    while(1){sleep(3);} //#1
}else{
    $id = getmypid();   
    echo "Child process,pid {$id}\n";   
    sleep(2); 
    exit();
}

命令行里运行程序，然后新终端查看：

$ ps -A -o stat,ppid,pid,cmd | grep -e '^[Zz]'
Z+    7252  7253 [php] <defunct>

出现了一个僵尸进程。这时候就算手动结束脚本程序也无法关闭这个僵尸子进程了。需要使用kill -9关闭。

pcntl_signal

bool pcntl_signal ( int $signo , callback $handler [, bool $restart_syscalls = true ] )

该函数为signo指定的信号安装一个新的信号处理器。

安装SIGCHLD信号

上一节里，我们讲到僵尸进程产生的原因：

如果父进程是循环，又没有安装SIGCHLD信号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束。那么子进程结束后，没有回收，就产生僵尸进程了。

本小节我们通过安装SIGCHLD信号处理函数来解决僵尸进程问题。示例：


<?php 

//表示每执行一条低级指令，就检查一次信号，如果检测到注册的信号，就调用其信号处理器
declare(ticks = 1);

//安装SIGCHLD信号
pcntl_signal(SIGCHLD, function(){
    echo "SIGCHLD \r\n";
    pcntl_wait($status);
}); //#2

$pid = pcntl_fork();
if($pid == -1){
    exit("fork fail");
}elseif($pid){
    $id = getmypid();   
    echo "Parent process,pid {$id}, child pid {$pid}\n";   

    //先sleep一下，否则代码一直循环，无法处理信号接收
    while(1){sleep(3);} //#1
}else{
    $id = getmypid();   
    echo "Child process,pid {$id}\n";   
    sleep(2); 
    exit();
}

第一次注释掉#1和#2处的代码，父进程提前结束，子进程被init进程接手，所以没有产生僵尸进程。
第二次我们注释掉#2处的代码，开启#1处的代码，即父进程是个死循环，又没有回收子进程，就产生僵尸进程了。
第三次我们开启#1处和#2处的代码，父进程由于安装了信号处理，并调用wait函数等待子进程结束，所以也没有产生僵尸进程。

对子进程的结束不感兴趣
如果父进程不关心子进程什么时候结束，那么可以用pcntl_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。这样我们就不写子进程退出的处理函数了。

说明：

如果去掉declare( ticks = 1 );无法响应信号。因php的信号处理函数是基于ticks来实现的，而不是注册到真正系统底层的信号处理函数中。

安装其他信号

我们可以在主进程安装更多信号，例如：

<?php
declare( ticks  =  1 );

//信号处理函数
function  sig_handler ( $signo )
{

     switch ( $signo ) {
         case  SIGTERM :
              // 处理SIGTERM信号
              exit;
             break;
         case  SIGHUP :
              //处理SIGHUP信号
              break;
         case  SIGUSR1 :
             echo  "Caught SIGUSR1...\n" ;
             break;
         default:
              // 处理所有其他信号
      }

}

echo  "Installing signal handler...\n" ;

//安装信号处理器
pcntl_signal ( SIGTERM ,  "sig_handler" );
pcntl_signal ( SIGHUP ,   "sig_handler" );
pcntl_signal ( SIGUSR1 ,  "sig_handler" );

echo  "Generating signal SIGTERM to self...\n" ;

//向当前进程发送SIGUSR1信号
posix_kill ( posix_getpid (),  SIGUSR1 );

echo  "Done\n"

注：通过 kill -l 可以看到Linux下所有的信号常量。

$ kill -l
 1) SIGHUP	 2) SIGINT	 3) SIGQUIT	 4) SIGILL	 5) SIGTRAP
 6) SIGABRT	 7) SIGBUS	 8) SIGFPE	 9) SIGKILL	10) SIGUSR1
11) SIGSEGV	12) SIGUSR2	13) SIGPIPE	14) SIGALRM	15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT	17) SIGCHLD	18) SIGCONT	19) SIGSTOP	20) SIGTSTP
21) SIGTTIN	22) SIGTTOU	23) SIGURG	24) SIGXCPU	25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM	27) SIGPROF	28) SIGWINCH	29) SIGIO	30) SIGPWR
31) SIGSYS	34) SIGRTMIN	35) SIGRTMIN+1	36) SIGRTMIN+2	37) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+4	39) SIGRTMIN+5	40) SIGRTMIN+6	41) SIGRTMIN+7	42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9	44) SIGRTMIN+10	45) SIGRTMIN+11	46) SIGRTMIN+12	47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14	49) SIGRTMIN+15	50) SIGRTMAX-14	51) SIGRTMAX-13	52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11	54) SIGRTMAX-10	55) SIGRTMAX-9	56) SIGRTMAX-8	57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6	59) SIGRTMAX-5	60) SIGRTMAX-4	61) SIGRTMAX-3	62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1	64) SIGRTMAX

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ticks相关

PHP的 ticks=1 表示每执行1行PHP代码就回调此函数（指的pcntl_signal_dispatch）。实际上大部分时间都没有信号产生，但ticks的函数一直会执行。如果一个服务器程序1秒中接收1000次请求，平均每个请求要执行1000行PHP代码。那么PHP的pcntl_signal，就带来了额外的 1000 * 1000，也就是100万次空的函数调用。这样会浪费大量的CPU资源。
(摘自：韩天峰(Rango)的博客 » PHP官方的pcntl_signal性能极差
http://rango.swoole.com/archives/364)

pcntl_signal_dispatch的作用就是查看是否收到了信号需要处理，如果有信号的话，就调用相应的信号处理函数。

所以上述问题比较好的做法是去掉ticks，转而手动调用pcntl_signal_dispatch，在代码循环中自行处理信号。

我们把上一小节的例子改改，不使用ticks：

<?php 

//declare( ticks  =  1 );

//信号处理函数
function  sig_handler ( $signo )
{

     switch ( $signo ) {
         case  SIGUSR1 :
             echo  "Caught SIGUSR1...\n" ;
             break;
         default:
              // 处理所有其他信号
      }

}

echo  "Installing signal handler...\n" ;

//安装信号处理器
pcntl_signal ( SIGUSR1 ,  "sig_handler" );

echo  "Generating signal SIGTERM to self...\n" ;

//向当前进程发送SIGUSR1信号
posix_kill ( posix_getpid (),  SIGUSR1 );
pcntl_signal_dispatch();

echo  "Done\n";

运行结果：

Installing signal handler...
Generating signal SIGTERM to self...
Caught SIGUSR1...
Done

相比每执行一条php语句都会调用 pcntl_signal_dispatch 一次，效率好多了。

pcntl_alarm

int pcntl_alarm ( int $seconds )

该函数创建一个计时器，在指定的秒数后向进程发送一个 SIGALRM 信号。每次对 pcntl_alarm() 的调用都会取消之前设置的alarm信号。注意不是定时器，只会运行一次。

下面是一个隔5秒发送一个SIGALRM信号，并由signal_handler函数获取，然后打印一个 SIGALRM 的例子：

<?php 
declare(ticks = 1);

//安装SIGALRM信号
pcntl_signal(SIGALRM, function(){
    echo "SIGALRM\n";
    pcntl_alarm(5);  //再次调用，会重新发送一个SIGALRM信号
});
pcntl_alarm(5);//发送一个SIGALRM信号

echo "run...\n";

//死循环，否则进程会退出
while(1){sleep(1);}