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PHP进程与进程间的通讯
一、引言
进程是具有独立功能的程序与关于某个数据集合的一次运行活动。换句话讲：在系统调度多个CPU时，一个程序的基本单元。进程对于大多数的语言都不是一个陌生的概念，作为”世界上最好的语言PHP”当然也例外
二、环境
php中的进程是以扩展的形式来完成。通过这些扩展，我们能够很轻松的完成进程的一系列动作。
pcntl扩展：主要的进程扩展，完成进程创建于等待操作。
posix扩展：完成posix兼容机通用api,如获取进程id,杀死进程等。
sysvmsg扩展：实现system v方式的进程间通信之消息队列。
sysvsem扩展：实现system v方式的信号量。
sysvshm扩展：实现system v方式的共享内存。
这些扩展只能在linux/mac中使用，window下是不支持。最后建议php版本为5.5+。
三、简单的例子
一个简单的PHP多进程例子，该例子中，一个子进程，一个父进程。子进程输出5次，退出程序。
<?php
//获取当前的pid
$parent_id = posix_getpid();
echo "parent procress pid :{$parent_id}\n";
$childrenList = [];
//生成子进程
$pid = pcntl_fork();
if ($pid == -1) {
exit('子进程创建失败');
} elseif ($pid == 0) {
//创建成功子进程
$repnum = 5;
for ($i = 0;$i <= $repnum;++$i) {
echo "({$pid}): child procress is running {$i}\n";
sleep(rand(1, 3));
}
exit('child procress id end!');
} else {
//父进程执行
$childrenList[$pid] = 1;
}
//等待子进程结束
pcntl_wait($status);
echo "({$parent_id})main progress is end !";完美，终于创建了一个子进程，一个父进程。完了么？没有，各个进程之间相互独立的，没有任何交集，使用范围严重受到现在。怎么办，哪就进程间通信(interprogress communication)呗。
四、进程间的通信
通常linux中的进程通信方式有：消息队列、信号量、共享内存、信号、管道、socket。
1、消息队列
消息队列是存放在内存中的一个队列。如下代码将创建3个生产者子进程，2个消费者子进程。这5个进程将通过消息队列通信。
<?php
//posix_getpid() 获取当前进程pid
$parent_id = posix_getpid();
echo "parent progress pid :({$parent_id})\n";
$childList=array();
//ftok返回一个以文件标识为id的队列通道，‘m’ 文件打开方式 return （int）
$id = ftok(__FILE__,'m');
//msg_get_queue 创建 一个队列
$msgQueue =msg_get_queue($id);
const MSG_TYPE =1;
//生产者
function producer(){
$pid = posix_getpid();
$repeatNum =5;
for($i=0;$i<$repeatNum;$i++){
$str = "({$pid}) child progress is create! ({$i})\n";
//发送数据
msg_send($msgQueue,MSG_TYPE,$str);
sleep(rand(1,3));
}
}
//消费者
function consumer(){
$pid=posix_getpid();
$repeatNum=6;
for($i=0;$i<$repeatNum;$i++){
//读取数据 $message 为获取到的数据
msg_receive($msgQueue,MSG_TYPE,$msgType,1024,$message);
echo "{$message} -- receive data : consumer ({$pid) is destory\n";
sleep(rand(1,3));
}
}
//创建进程
function createProgress($callback){
//创建进程
$pid=pcntl_fork();
if($pid == -1){
exit("progress is create error \n");
}else if($pid ==0){
$pid =posix_getpid();
$callback();
exit("({$pid})" child progress is end!\n);
}else{
return $pid;
}
}
for($i=0;$i<3;$i++){
$pid=createProgress('producer');
$childList[$pid]=1;
echo "producer child progress ({$pid}) is create!\n";
}
for($i=0;$i<2;$i++){
$pid=createProgress('consumer');
$childList[$pid]=1;
echo "consumer child progress is create!\n";
}
while(!empty($childList)){
//等待子进程执行结束
$childPid= pcntl_wait($status);
if($childPid > 0){
unset($childList[$childPid]);
}
}
echo "({$parent_id}) main progress is end!\n";由于消息队列取数据是，只有一个进程能取到，所以不需要额外的锁或信号量。
2、信号量与共享内存
信号量：是系统提供的一种原子操作，一个信号量，同时只有你个进程能操作。一个进程获得了某个信号量，就必须被该进程释放掉。
共享内存：是系统在内存中开辟的一块公共的内存区域，任何一个进程都可以访问，在同一时刻，可以有多个进程访问该区域，为了保证数据的一致性，需要对该内存区域加锁或信号量。
以下，创建多个进程修改内存中的同一个值。
<?php
$parent_id =posix_getpid();
echo "parent progress {$parent_id} is start\n";
$childList=[];
$shm_id = ftok(__FILE__,'m');
$sem_id = ftok(__FILE__,'s');
//创建一块公共内存.
$shareMemray = shm_attach($shm_id);
//获取信号量
$sign=sem_get($sem_id);
//定义共享内存key （int）
const SHARE_KEY = 1;
function producer(){
global $shareMemray;
global $sign;
$pid=posix_getpid();
$repeatNum=5;
for($i=0;$i<$repeatNum;$i++){
//捕获信号
sem_acquire($sign);
if(!shm_has_var($shareMemray,SHARE_KEY)){
shm_put_var($shareMemray,SHARE_KEY,0);
echo "({$pid}) count 0 \n";
}else{
$count=shm_get_var($shareMemray,SHARE_KEY);
++$count;
shm_put_var($shareMemray,SHARE_KEY,$count);
echo "({$pid}) count {$count} \n"
}
//释放信号量
sem_release($sign);
sleep(rand(1,3));
}
}
function createProgress($callback){
$pid = pcntl_fork();
if($pid == -1){
exit("child progress is error \n");
}else if($pid == 0){
$pid = posix_getpid();
$callback();
exit("({$pid}) child progress is end!\n");
}else{
return $pid;
}
}
for($i=0;$i<3;$i++){
$pid = createProgress('producer');
$childList[$pid]=1;
}
while(!empty($childList)){
$childPid=pcntl_wait();
if($childPid > 0){
unset($childList[$childPid]);
}
}
shm_remove($shareMemray);
sem_remove($sign);
echo "{$parent_id} main progress is end!\n";3、信号
信号是一种系统调用。通常我们用的kill命令就是发送某个信号给某个进程的。具体有哪些信号可以在liunx/mac中运行kill -l查看。下面这个例子中，父进程等待5秒钟，向子进程发送sigint信号。子进程捕获信号，掉信号处理函数处理。
<?php
$parent_id =posix_getpid();
echo "{$parent_id} main progress is start\n";
function signHandle($sign){
$pid=posix_getpid();
echo "({$pid}) child progress is killed.no,my gold";
exit(1);
}
$pid=pcntl_fork();
if($pid ==-1){
exit("create progress is error \n");
}else if($pid ==0){
declare(ticks = 10 );
pcntl_signal(SIGINT,'signHandle');
$pid=posix_getpid();
while(true){
echo "{$pid} progress is running\n";
sleep(1);
}
exit("({$pid}) child progress is end \n");
}else{
sleep(5);
posix_kill($pid, SIGINT);
sleep(5);
}
echo "({$parent_id}) main progress is end\n";4、管道（有名管道）
管道是比较常用的多进程通信手段，管道分为无名管道与有名管道，无名管道只能用于具有亲缘关系的进程间通信，而有名管道可以用于同一主机上任意进程。这里只介绍有名管道。下面的例子，子进程写入数据，父进程读取数据。
<?php
$parent_id = posix_getpid();
echo "({$parent_id}) main progress is start \n";
$file = '/data/test.pipe';
if (!file_exists($file)) {
//创建管道
if (!posix_mkfifo($file, 0664)) {
exit("create pipe error \n");
}
}
$pid = pcntl_fork();
if ($pid == -1) {
exit("Create child progress is error\n");
} elseif ($pid == 0) {
$file_r = fopen($file, 'w');
$a = 0;
while (true) {
++$a;
//往管道里写数据
fwrite($file_r, "hello ({$a}) world\n");
sleep(1);
}
exit("child end \n");
} else {
$file_r = fopen($file, 'r');
while (true) {
//读取管道里的数据
$data = fread($file_r, 100);
echo "{$data}\n";
sleep(rand(1, 2));
}
}