深入理解PHP高性能框架中Workerman守护进程原理

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的，希望这篇《深入理解PHP高性能框架中Workerman守护进程原理》对你有很大帮助！欢迎收藏，分享给更多的需要的朋友学习~

在我们日常编程中，常见的例子比如 php think 需要不断执行的任务，比如 php arts… 和 php yii…，都会通过 nohup 挂载到后台，以保持长期运行状态。同样，在workerman中，使用类似php index.php start的命令来启动进程，但不同的是，它不需要使用nohup来挂载并在后台运行。有的朋友可能会好奇是怎么实现的呢？为了解决小伙伴们关心的问题，今天我们重点深入分析workerman守护进程的实现原理。

我们先来了解一些流程相关的知识：

父进程：父进程是生成其他进程的进程。当一个进程创建另一个进程时，创建者称为父进程，创建的进程成为子进程。父进程可以通过进程标识符（pid）来识别它创建的子进程。
子进程：子进程是父进程创建的新进程。子进程继承了父进程的一些属性，比如环境变量、文件描述符等。子进程独立于父进程运行，可以执行自己的代码，拥有自己的资源和内存空间。
进程组：进程组是关联进程的集合。每个进程组都有一个唯一的进程组 id (pgid)，用于标识该进程组。进程组通常由父进程创建，并包括与父进程具有相同会话 id (sid) 的所有子进程。
会话：会话是相关进程的集合，通常在用户登录系统时开始，在用户注销或关闭终端时结束。会话中的进程共享同一个控制终端。每个会话都有一个唯一的会话 id (sid)，用于标识该会话。一个会话通常包含一个或多个进程组，第一个进程组成为会话的主进程组。

这些概念俗称八足文，从来都不容易理解。让我们看一个例子。执行命令“php index.html”后php’，生成了进程61052。该进程的父进程是bash进程8243，所以这里无需担心。然后，通过fork创建了一个子进程61053，其父进程为61052。这两个进程有共同的进程组61052和会话8243。调用posix_setsid函数会为子进程打开一个新的进程组61053和一个新的会话61053进程61053，其中的会话可以理解为新的命令窗口终端。最后，子进程61053通过fork创建了子进程61054，进程61053升级为父进程。再次fork的原因是为了避免与终端控制的进程相关联。这个进程61052是在终端模式下创建的，从此以后，进程61054就形成了守护进程。

[ manongsen@root  phpwork]$ php index.php
[parent] process id: 61052, parent process id: 8243, process group id: 61052, session id: 8243
[parent1] process id: 61052, parent process id: 8243, process group id: 61052, session id: 8243 exited the process
[child1] process id: 61053, parent process id: 61052, process group id: 61052, session id: 8243
[child1] process id: 61053, parent process id: 61052, process group id: 61053, session id: 61053
[parent2] process id: 61053, parent process id: 61052, process group id: 61053, session id: 61053 exited the process
[child2] process id: 61054, parent process id: 61053, process group id: 61053, session id: 61053. this process is retained

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

上面提到的进程信息就是通过这段代码的执行而生成的。如果你仔细阅读这段代码，你会发现为什么 posix_setsid 函数不是在第一个 fork 之前调用，而是在第二个 fork 之前调用。这样就不用fork两次了？原因是leader进程无法创建会话，而进程组id 61052与进程id 61052相同，即当前进程是leader进程。因此需要一个子进程来创建新的session，这一点需要特别注意。

<? php

function echomsg($prefix, $suffix="") {
//process id
$pid = getmypid(); 
//process group id
$pgid = posix_getpgid($pid);
//session id
$sid = posix_getsid($pid); 
//parent process id
$ppid = posix_getppid();

echo "[{$prefix}] process id: {$pid}, parent process id: {$ppid}, process group id: {$pgid}, session id: {$sd} {$suffix}". php_eol;
}

//[parent] process id: 61052, parent process id: 8243, process group id: 61052, session id: 8243
echomsg("parent");

//the first fork process
$pid = pcntl_fork();
if ( $pid < 0 ) {
exit('fork error');
} else if( $pid > 0 ) {
//[parent1] process id: 61052, parent process id: 8243, process group id: 61052, session id: 8243 exited the process
echoes ("parent1", "exited the process");
exit;
}

//the child process id created is 61053, but the process group, session, and parent process are still the same
//[child1] process id: 61053, parent process id: 61052, process group id: 61052, session id: 8243
echomsg("child1");

//calling the posix_setsid function will create a new session and process group, and set the process group id and session id to that process id
if (-1 === \posix_setsid()) {
throw new exception("setsid fail");
}

//now you will find that both the process group id and session id have changed to 61053, which is equivalent to starting a session window similar to a linux terminal
//[child1] process id: 61053, parent process id: 61052, process group id: 61053, session id: 61053
echomsg("child1");

//second fork process
//the reason for requiring a secondary fork process here is to avoid being associated with terminal controlled processes. this process 61052 was created in terminal mode
//need to detach from process 61052 to ensure the stability of the daemon process
$pid = pcntl_fork();
if ( $pid  < 0 ){
exit('fork error');
} else if( $pid > 0 ) {
//[parent2] process id: 61053, parent process id: 61052, process group id: 61053, session id: 61053 exited the process
echoes ("parent2", "exited the process");
exit;
}

//at this point, the process has broken free from the control of the terminal process and formed a daemon process
//[child2] process id: 61054, parent process id: 61053, process group id: 61053, session id: 61053. this process is retained
echoes ("child2", "this process is reserved");

sleep(100);

最好有时间的朋友自己执行代码分析一下，会有不同的奖励。这里假装你已经实践过了，我们看一下workerman的worker.php文件第554行runall方法中的static::daemon()函数。实现的流程逻辑与上面的例子几乎相同。不过这里也用到了umask函数，它的主要作用是给进程创建的文件或目录授予相应的权限，保证有对文件或目录进行操作的权限。

// workerman/Worker.php:554
/**
* Run all worker instances.
*Run process
* @return void
*/
public static function runAll()
{
static::checkSapiEnv();
static::init();
static::parseCommand();
static::lock();
//Create a process and form a daemon process
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.
*Run in daemon mode
* @throws Exception
*/
protected static function daemonize()
{
//Determine whether it is already in a guarded state and whether the current system is in a Linux environment
if (! static::$daemonize || static::$_OS !== \OS_TYPE_LINUX) {
return;
}

//If umask is set to 0, the file permissions created by the current process will be 777, which has the highest permission
\umask(0);

//The first time creating a process
$pid = \pcntl_fork();
if (-1 === $pid) {
//Process creation failed
throw new Exception('Fork fail');
} elseif ($pid > 0) {
//Main process exits
exit(0);
}

//The child process continues to execute
//By calling the posix_setsid function, a process can detach from its parent process and transform into a daemon process
if (-1 === \posix_setsid()) {
throw new Exception("Setsid fail");
}

//The second creation process, in a System V based system, exits by forking the parent process again
//Ensure that the formed daemon process does not become the first session process and does not have control terminals
$pid = \pcntl_fork();
if (-1 === $pid) {
//Process creation failed
throw new Exception("Fork fail");
} elseif (0 !== $pid) {
//Main process exits
exit(0);
}

//The child process continues to execute
}

守护进程也是workerman的重要组成部分，保证了workerman进程的稳定性。与我们通过nohup启动的命令不同，这些命令有时会在后台挂起而没有人注意到，朋友们可能已经经历过这一点。当然，市面上也有一些开源的守护进程管理软件，比如supervisors，也有人使用screen、tmux等会话终端来实现。事实上，守护进程的实现方式有很多种。这里仅介绍一个php中实现守护进程模式的例子来分析workerman中守护进程的实现原理。希望本内容能够对您有所帮助。

如果您想体验新版本php或者切换php版本，欢迎使用servbay部署php开发环境。这是我正在开发的产品，我会长期维护这个工具。

今天关于《深入理解PHP高性能框架中Workerman守护进程原理》的内容介绍就到此结束，如果有什么疑问或者建议，可以在golang学习网公众号下多多回复交流；文中若有不正之处，也希望回复留言以告知！