PHP多进程系列笔记（一）

本系列文章将向大家讲解pcntl_*系列函数，从而更深入的理解进程相关知识。

PCNTL在PHP中进程控制支持默认是关闭的。您需要使用 --enable-pcntl 配置选项重新编译PHP的 CGI或CLI版本以打开进程控制支持。

如果自带的PHP没有安装pcntl扩展，可以下载相同版本的源码，进入ext/pcntl使用phpize编译安装。

Note: 此扩展在 Windows 平台上不可用。

pcntl_fork

int pcntl_fork ( void )

用于创建子进程。成功时，在父进程执行线程内返回产生的子进程的PID，在子进程执行线程内返回0。失败时，在父进程上下文返回-1，不会创建子进程，并且会引发一个PHP错误。

fork.php

<?php 

$pid = pcntl_fork();

if($pid == -1){
    //错误处理：创建子进程失败时返回-1.
    die( 'could not fork' );
}elseif($pid){
    //父进程会得到子进程号，所以这里是父进程执行的逻辑
    $id = getmypid();   
    echo "Parent process,pid {$id}, child pid {$pid}\n";   
}else{
    //子进程得到的$pid为0, 所以这里是子进程执行的逻辑
    $id = getmypid();   
    echo "Child process,pid {$id}\n";   
    sleep(10); 
}

命令行运行：

$ php fork.php
Parent process,pid 98, child pid 99
Child process,pid 99

该例里父进程还没有来得及等子进程运行完毕就自动退出了，子进程由 init进程接管。通过 ps -ef | grep php 看到子进程还在运行：

[root@9355490fe5da /]# ps -ef | grep php
root       105     1  0 16:46 pts/0    00:00:00 php fork.php
root       107    27  0 16:46 pts/1    00:00:00 grep php

子进程成为孤立进程，ppid(父进程id)变成1了。如果在父进程里也加个sleep(5)，你会看到子进程ppid本来是大于1的，后来就变成1了。

注：如果是docker环境，孤立进程的ppid可能是0。

pcntl_wait

pcntl_wait()函数用来让父进程等待子进程退出，默认情况下会阻塞主进程。

阻塞模式

紧接着上面的例子，如果想等子进程运行结束后父进程再退出，该怎么办？那就用到pcntl_wait了。

int pcntl_wait ( int &$status [, int $options = 0 ] )

该函数阻塞当前进程，只到当前进程的一个子进程退出或者收到一个结束当前进程的信号。

我们修改代码：

<?php 

$pid = pcntl_fork();
if($pid == -1){
    exit("fork fail");
}elseif($pid){
    $id = getmypid();   
    echo "Parent process,pid {$id}, child pid {$pid}\n";   
    pcntl_wait($status);
    //pcntl_waitpid($pid, $status);
}else{
    $id = getmypid();   
    echo "Child process,pid {$id}\n";   
    sleep(10); 
}

此时再次运行程序，父进程就会一直等待子进程运行结束然后退出。

pcntl_waitpid()和pcntl_wait()功能相同。前者第一个参数支持指定pid参数，当指定-1作为pid的值等同于后者。

int pcntl_waitpid ( int $pid , int &$status [, int $options = 0 ] )

当已知子进程pid的时候，可以使用pcntl_waitpid()。

这两个函数返回退出的子进程进程号(>1)，发生错误时返回-1,如果提供了 WNOHANG 作为option（wait3可用的系统）并且没有可用子进程时返回0。

返回值为退出的子进程进程号时，想了解如何退出，可以通过 $status状态码反应。

非阻塞模式

pcntl_wait()默认情况下会阻塞主进程，直到子进程执行完毕才继续往下运行。如果设置最后一个参数为常量WNOHANG，那么就不会阻塞主进程，而是继续执行后续代码，此时 pcntl_waitpid 就会返回0。

示例：

<?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){
        $res = pcntl_wait($status, WNOHANG);
        //$res = pcntl_waitpid($pid, $status, WNOHANG);
        if ($res == -1 || $res > 0){
            sleep(10);//此处为了方便看效果，实际不需要
            break;
        }
    } 
}else{
    $id = getmypid();   
    echo "Child process,pid {$id}\n";   
    sleep(2); 
}

该示例里只有一个子进程，看不出来非阻塞的好处，我们修改一下：

<?php 

$child_pids = [];

for($i=0;$i<3; $i++){
    $pid = pcntl_fork();
    if($pid == -1){
        exit("fork fail");
    }elseif($pid){
        $child_pids[] = $pid;

        $id = getmypid();   
        echo time()." Parent process,pid {$id}, child pid {$pid}\n";   
    }else{
        $id = getmypid(); 
        $rand =   rand(1,3);
        echo time()." Child process,pid {$id},sleep $rand\n";   
        sleep($rand); //#1 故意设置时间不一样
        exit();//#2 子进程需要exit,防止子进程也进入for循环
    }
}

while(count($child_pids)){
    foreach ($child_pids as $key => $pid) {
        // $res = pcntl_wait($status, WNOHANG);
        $res = pcntl_waitpid($pid, $status, WNOHANG);//#3
        if ($res == -1 || $res > 0){
            echo time()." Child process exit,pid {$pid}\n";   
            unset($child_pids[$key]);
        }else{
            // echo time()." Wait End,pid {$pid}\n"; //#4
        }
    }
    
}

#3处首先先去掉WNOHANG参数，运行：

$ php fork.1.php 
1528637334 Parent process,pid 6600, child pid 6601
1528637334 Child process,pid 6601,sleep 2
1528637334 Parent process,pid 6600, child pid 6602
1528637334 Child process,pid 6602,sleep 2
1528637334 Parent process,pid 6600, child pid 6603
1528637334 Child process,pid 6603,sleep 1
1528637336 Child process exit,pid 6601
1528637336 Child process exit,pid 6602
1528637336 Child process exit,pid 6603

我们看到，6603号进程运行时间最短，但是是最后回收。我们再加上WNOHANG参数，运行：

$ php fork.1.php 
1528637511 Parent process,pid 6695, child pid 6696
1528637511 Child process,pid 6696,sleep 2
1528637511 Parent process,pid 6695, child pid 6697
1528637511 Child process,pid 6697,sleep 1
1528637511 Parent process,pid 6695, child pid 6698
1528637511 Child process,pid 6698,sleep 3
1528637512 Child process exit,pid 6697
1528637513 Child process exit,pid 6696
1528637514 Child process exit,pid 6698

6697进程最先回收！说明确实是异步非阻塞的。感兴趣的朋友还可以开启#4处代码，未使用WNOHANG参数的时候，里面的代码是不会运行的。

注意：#2处需要注意子进程需要exit,防止子进程也进入for循环。如果没有exit()，最终创建的子进程不只3个。

检测status函数

在 pcntl_wait和pcntl_waitpid两个函数中的$status中存了子进程的状态信息，这个参数可以用于 pcntl_wifexited、pcntl_wifstopped、pcntl_wifsignaled、pcntl_wexitstatus、 pcntl_wtermsig、pcntl_wstopsig、pcntl_waitpid这些函数。

代码片段：

while(1){
$res = pcntl_wait($status);
if ($res == -1 || $res > 0){

    if(!pcntl_wifexited($status)){
        //进程非正常退出
        echo "service exit unusally; pid is $pid\n";
    }else{
        //获取进程终端的退出状态码;
        $code = pcntl_wexitstatus($status);
        echo "service exit code: $code;pid is $pid \n";
    }

    if(pcntl_wifsignaled($status)){
        //不是通过接受信号中断
        echo "service term not by signal;pid is $pid \n";
    }else{
        $signal = pcntl_wtermsig($status);
        echo "service term by signal $signal;pid is $pid\n";
    }

    if(pcntl_wifstopped($status)){
        echo "service stop not unusally;pid is $pid \n";
    }else{
        $signal = pcntl_wstopsig($status);
        echo "service stop by signal $signal;pid is $pid\n";
    }

    break;
}