深化了解 PHP 高性能结构 Workerman 看护进程原理

我们好，我是码农先森。

看护进程望文生义便是能够在后台一向运转的进程，不会强占用户的会话终端，脱离了终端的操控。信任朋友们对这东西都不生疏了吧？假如连这个概念都还不能了解的话，主张回炉重造多看看 Linux 进程办理相关的基础常识。在咱们日常的编程中常见有相似 php think ...、php artisan ...、php yii ... 等指令发动需求一向履行的使命，都会经过 nohup 挂载到后台坚持长时间运转的状况。同样在 Workerman 中也是运用相似 php index.php start 的指令来发动进程，但不同的是它不需求运用 nohup 便能够挂载到后台运转。那有些朋友就会猎奇它是怎样完成的呢？为了处理朋友们的疑问，咱们今日就要点深入剖析一下 Workerman 看护进程的完成原理。

咱们先了解一些进程相关的常识：

• 父进程：父进程是生成其他进程的进程。当一个进程创立了另一个进程时，创立者被称为父进程，而被创立的进程则成为子进程。父进程能够经过进程标识符（PID）来辨认它所创立的子进程。
• 子进程：子进程是由父进程创立的新进程。子进程承继了父进程的一些特点，例如环境变量、文件描述符等。子进程独立于父进程运转，它能够履行自己的代码，而且具有自己的资源和内存空间。
• 进程组：进程组是一组相相关的进程的调集。每个进程组都有一个仅有的进程组ID（PGID），用于标识该进程组。进程组一般由一个父进程创立，而且包括了与父进程具有相同会话ID（SID）的一切子进程。
• 会话：会话是一组相关进程的调集，一般由用户登录到体系开端，直至用户刊出或封闭终端会话完毕，一个会话中的进程同享相同的操控终端。每个会话都有一个仅有的会话ID（SID），用于标识该会话。会话一般包括一个或多个进程组，其间第一个进程组成为会话的主进程组。

这些概念俗称八股文，历来都不怎样好了解，那咱们来看个比方。履行了指令 php index.php 便发生了进程 61052「该进程的父进程是 Bash 进程 8243，这儿不必管它」，然后经过 Fork 创立了子进程 61053 且其父进程便是 61052，这两个进程具有一起的进程组 61052 和会话 8243。调用 posix_setsid 函数，将会为子进程 61053 敞开新的进程组 61053 和新的会话 61053，这儿的会话能够了解为一个新的指令窗口终端。最终子进程 61053 经过 Fork 创立了子进程 61054，进程 61053 晋级成了父进程，这儿再次 Fork 的原因是要防止被终端操控进程所相关，这个进程 61052 是在终端的形式下创立的，自此进程 61054 就构成了看护进程。

[manongsen@root phpwork]$ php index.php
[parent] 进程ID: 61052, 父进程ID: 8243, 进程组ID: 61052, 会话ID: 8243 
[parent1] 进程ID: 61052, 父进程ID: 8243, 进程组ID: 61052, 会话ID: 8243 退出了该进程
[child1] 进程ID: 61053, 父进程ID: 61052, 进程组ID: 61052, 会话ID: 8243 
[child1] 进程ID: 61053, 父进程ID: 61052, 进程组ID: 61053, 会话ID: 61053 
[parent2] 进程ID: 61053, 父进程ID: 61052, 进程组ID: 61053, 会话ID: 61053 退出了该进程
[child2] 进程ID: 61054, 父进程ID: 61053, 进程组ID: 61053, 会话ID: 61053 保留了该进程

[manongsen@root phpwork]$ ps aux | grep index.php
root             66064   0.0  0.0 408105040   1472 s080  S+   10:00下午   0:00.00 grep index.php
root             61054   0.0  0.0 438073488    280   ??  S    10:00下午   0:00.00 php index.php

上面举例的进程信息，正是这段代码运转所发生的。假如看了这段代码且仔细的朋友，会发现为什么 posix_setsid 这个函数不放在第一次 Fork 前调用，而在第2次 Fork 前调用呢，这样的话就不必 Fork 两次了？原因是组长进程是不能创立会话的，进程组ID 61052 和进程ID 61052 相同「即当时进程则为组长进程」，所以需求子进程来创立新的会话，这一点需求特别注意一下。

<?php

function echoMsg($prefix, $suffix="") {
    // 进程ID
    $pid = getmypid(); 
    // 进程组ID
    $pgid = posix_getpgid($pid);
    // 会话ID
    $sid = posix_getsid($pid); 
    // 父进程ID
    $ppid = posix_getppid();

    echo "[{$prefix}] 进程ID: {$pid}, 父进程ID: {$ppid}, 进程组ID: {$pgid}, 会话ID: {$sid} {$suffix}" . PHP_EOL;
}

// [parent] 进程ID: 61052, 父进程ID: 8243, 进程组ID: 61052, 会话ID: 8243
echoMsg("parent");

// 第一次 Fork 进程  
$pid = pcntl_fork();
if ( $pid < 0 ) {
    exit('fork error');
} else if( $pid > 0 ) {
    // [parent1] 进程ID: 61052, 父进程ID: 8243, 进程组ID: 61052, 会话ID: 8243 退出了该进程
    echoMsg("parent1", "退出了该进程");
    exit;
}

// 创立的 子进程ID 为 61053 但 进程组、会话 仍是和父进程是同一个
// [child1] 进程ID: 61053, 父进程ID: 61052, 进程组ID: 61052, 会话ID: 8243 
echoMsg("child1");

// 调用 posix_setsid 函数，会创立一个新的会话和进程组，并设置 进程组ID 和 会话ID 为该 进程ID
if (-1 === \posix_setsid()) {
    throw new Exception("Setsid fail");
}

// 现在会发现 进程组ID 和 会话ID 都变成了 61053 在这儿相当于发动了一个相似 Linux 终端下的会话窗口
// [child1] 进程ID: 61053, 父进程ID: 61052, 进程组ID: 61053, 会话ID: 61053 
echoMsg("child1");

// 第2次 Fork 进程
// 这儿需求二次 Fork 进程的原因是防止被终端操控进程所相关，这个进程 61052 是在终端的形式下创立的
// 需求脱离这个进程 61052 以确保看护进程的安稳
$pid = pcntl_fork();
if ( $pid  < 0 ){
    exit('fork error');
} else if( $pid > 0 ) {
    // [parent2] 进程ID: 61053, 父进程ID: 61052, 进程组ID: 61053, 会话ID: 61053 退出了该进程
    echoMsg("parent2", "退出了该进程");
    exit;
}

// 到这儿该进程现已脱离了终端进程的操控，构成了看护进程
// [child2] 进程ID: 61054, 父进程ID: 61053, 进程组ID: 61053, 会话ID: 61053 保留了该进程
echoMsg("child2", "保留了该进程");

sleep(100);

有时间的朋友最好自行履行代码并剖析一遍，会有不相同的收成。这儿伪装你现已实践过了，这下咱们来看 Workerman 的 Worker.php 文件中 554 行的 runAll 办法中的 static::daemonize() 这个函数，完成的流程逻辑和上面的比方简直相同。不过这儿还运用了 umask 这个函数，其主要的作用是为该进程所创立的文件或目录赋予相应的权限，确保有权限操作文件或目录。

// workerman/Worker.php:554
/**
 * Run all worker instances.
 * 运转进程
 * @return void
 */
public static function runAll()
{
    static::checkSapiEnv();
    static::init();
    static::parseCommand();
    static::lock();
    // 创立进程并构成看护进程
    static::daemonize();
    static::initWorkers();
    static::installSignal();
    static::saveMasterPid();
    static::lock(\LOCK_UN);
    static::displayUI();
    static::forkWorkers();
    static::resetStd();
    static::monitorWorkers();
}

// workerman/Worker.php:1262
/**
 * Run as daemon mode.
 * 运用看护进程形式运转
 * @throws Exception
 */
protected static function daemonize()
{
	// 判别是否现已是看护状况、以及当时体系是否是 Linux 环境
    if (!static::$daemonize || static::$_OS !== \OS_TYPE_LINUX) {
        return;
    }
    
    // 设置 umask 为 0 则当时进程创立的文件权限都为 777 具有最高权限
    \umask(0);
    
    // 第一次创立进程
    $pid = \pcntl_fork();
    if (-1 === $pid) {
    	// 创立进程失利
        throw new Exception('Fork fail');
    } elseif ($pid > 0) {
    	// 主进程退出
        exit(0);
    }

	// 子进程持续履行...
    // 调用 posix_setsid 函数，能够让进程脱离父进程，转变为看护进程
    if (-1 === \posix_setsid()) {
        throw new Exception("Setsid fail");
    }

	// 第2次创立进程，在根据 System V 的体系中，经过再次 Fork 父进程退出
	// 确保构成的看护进程，不会成为会话首进程，不会具有操控终端
    $pid = \pcntl_fork();
    if (-1 === $pid) {
    	// 创立进程失利
        throw new Exception("Fork fail");
    } elseif (0 !== $pid) {
    	// 主进程退出
        exit(0);
    }

    // 子进程持续履行...
}

看护进程也是 Workerman 中重要的一部分，它保证了 Workerman 进程的安稳性。不像咱们经过 nohup 发动的指令，挂起到后台之后，有时还神不知鬼不觉的就挂了，朋友们或许都有这样的阅历吧。当然在市面上也有一些开源的看护进程办理软件，比方 supervisor 等，其次还有人运用会话终端 screen、tmux 等东西来完成。其实看护进程的完成方法有多种多样，咱们这儿仅仅为了剖析 Workerman 中看护进程的完成原理，而引出了在 PHP 中完成看护进程形式的比方，期望本次的内容能对你有所协助。

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