PHP 多程式與訊號中斷實現多工常駐記憶體管理【Master/Worker 模型】

本文章基於pcntl擴充套件做的多程式測試。
程式排程策略：
父子程式的排程由作業系統來負責，具體先排程子程式還是父程式由系統的排程演算法決定，當然可以在父程式加上延時或是呼叫程式回收函式pcntl_wait可以先讓子程式先執行，程式回收的目的是釋放程式建立時佔用的記憶體空間，防止變成殭屍程式。
訊號：
訊號稱為軟中斷系統或是叫軟中斷，功能是向程式傳送非同步事件通知。
訊號編號： 【原始碼基於SIGINT,SIGTERM,SIGUSR1訊號，含義請自行檢視kill命令手冊，不在描述】
linux支援64個，有一半為實時訊號，一半為非時實訊號，這些訊號都有自己的編號和對應的整數值。每個訊號的編號含義讀者可以參閱linux相關手冊【man手冊看看就知道了】
訊號處理函式：
訊號一般會繫結相應的功能，有的是預設動作如SIGKILL，SIGTERM,SIGINT操作預設操作就是幹掉程式，當然我們可以重寫覆蓋掉，就是通過pcntl_signal來覆蓋掉。
訊號的概念：與硬體中斷一個道理，請讀者自行參考本人前面擼過的文章或是檢視晶片硬體中斷原理。

訊號的傳送：
kill 訊號編號 程式 或是按鍵產品的中斷訊號或是在原始碼裡可以使用posix_kill等函式。

程式是相互隔離的，擁有自己的堆疊空間，除了一些公用的正文【程式碼區】，同時也有自己的可執行程式碼，程式執行時，將佔用cpu的資源，其它程式將無權執行，此時其它程式將為阻塞狀態【比如前面擼過的tcp服務】，當程式執行結束後【執行到程式碼的最後一句或是遇到return或是遇到exit退出程式函式或是遇到訊號事件時將會退出】讓出許可權並釋放掉記憶體，其它程式就有機會執行了。

程式擁有的自己程式描述符，其中比較常用的是程式號PID，程式執行時會在系統/proc/PID下生成相應的程式檔案，使用者可以自行檢視。

每個程式都擁有所屬的程式組【程式的集合】，多個程式組集合則是一個會話，建立一個會話是通過一個程式進行建立的，並且此程式不可以為組長程式，此程式將成為會話期的會話首程式，也會成為程式組的程式組長，同時將會脫離控制終端，即使之前的程式繫結了控制終端也會脫離【守護程式的建立】。

檔案描述許可權掩碼【許可權遮蔽字】：
umask() 你可以在linux執行這個命令，然後建立檔案，並檢視它的許可權【如果你跑完啥也沒有發現，說明你還是訓練不夠^_^】

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: 1655664358@qq.com
 * Date: 2018/3/26
 * Time: 14:19
 */

namespace Chen\Worker;

class Server
{
    public $workerPids = [];

    public $workerJob = [];

    public $master_pid_file = "master_pid";

    public $state_file = "state_file.txt";

    function run()
    {
        $this->daemon();
        $this->worker();
        $this->setMasterPid();
        $this->installSignal();
        $this->showState();
        $this->wait();
    }

    function wait()
    {
        while (1){

            pcntl_signal_dispatch();
            $pid = pcntl_wait($status);
            if ($pid>0){
                unset($this->workerPids[$pid]);
            }else{
                if (count($this->workerPids)==0){
                    exit();
                }
            }

            usleep(100000);
        }
    }
    function showState()
    {

        $state = "\nMaster 資訊\n";
        $state.=str_pad("master pid",25);
        $state.=str_pad("worker num",25);
        $state.=str_pad("job pid list",10)."\n";
        $state.=str_pad($this->getMasterPid(),25);
        $state.=str_pad(count($this->workerPids),25);
        $state.=str_pad(implode(",",array_keys($this->workerPids)),10);

        echo $state.PHP_EOL;
    }

    function getMasterPid()
    {
        if (file_exists($this->master_pid_file)){
            return file_get_contents($this->master_pid_file);
        }else{
            exit("服務未執行\n");
        }
    }

    function setMasterPid()
    {
        $fp = fopen($this->master_pid_file,"w");
        @fwrite($fp,posix_getpid());
        @fclose($fp);
    }

    function daemon()
    {
        $pid = pcntl_fork();
        if ($pid<0){
            exit("fork程式失敗\n");
        }else if ($pid >0){
            exit(0);
        }else{
            umask(0);
            $sid = posix_setsid();
            if ($sid<0){
                exit("建立會話失敗\n");
            }
            $pid = pcntl_fork();
            if ($pid<0){
                exit("程式建立失敗\n");
            }else if ($pid >0){
                exit(0);
            }
            //可以關閉標準輸入輸出錯誤檔案描述符【守護程式不需要】
        }
    }

    function worker()
    {
        if (count($this->workerJob)==0)exit("沒有工作任務\n");
        foreach($this->workerJob as $job){
            $pid = pcntl_fork();
            if ($pid<0){
                exit("工作程式建立失敗\n");
            }else if ($pid==0){
                /***************子程式工作範圍**********************/
                //給子程式安裝訊號處理程式
                $this->workerInstallSignal();
                $start_time = time();
                while (1){
                    pcntl_signal_dispatch();

                    if ((time()-$start_time)>=$job->job_run_time){
                        break;
                    }

                    $job->run(posix_getpid());

                }
                exit(0);//子程式執行完成後退出
                /***************子程式工作範圍**********************/
            }else{
                $this->workerPids[$pid] = $job;
            }
        }
    }

    function workerInstallSignal()
    {
        pcntl_signal(SIGUSR1,[__CLASS__,'workerHandleSignal'],false);
    }

    function workerHandleSignal($signal)
    {
        switch ($signal){
            case SIGUSR1:
                $state = "worker pid=".posix_getpid()."接受了父程式發來的自定義訊號\n";
                file_put_contents($this->state_file,$state,FILE_APPEND);
                break;
        }
    }

    function installSignal()
    {
        pcntl_signal(SIGINT,[__CLASS__,'handleMasterSignal'],false);
        pcntl_signal(SIGTERM,[__CLASS__,'handleMasterSignal'],false);
        pcntl_signal(SIGUSR1,[__CLASS__,'handleMasterSignal'],false);
    }

    function handleMasterSignal($signal)
    {
        switch ($signal){
            case SIGINT:

                //主程式接受到中斷訊號ctrl+c
                foreach ($this->workerPids as $pid=>$worker){
                    posix_kill($pid,SIGINT);//向所有的子程式發出
                }
                exit("服務平滑停止\n");
                break;
            case SIGTERM://ctrl+z
                foreach ($this->workerPids as $pid=>$worker){
                    posix_kill($pid,SIGKILL);//向所有的子程式發出
                }
                exit("服務停止\n");
                break;
            case SIGUSR1://使用者自定義訊號
                if (file_exists($this->state_file)){
                    unlink($this->state_file);
                }

                foreach ($this->workerPids as $pid=>$worker){
                    posix_kill($pid,SIGUSR1);
                }

                $state = "master pid\n".$this->getMasterPid()."\n";
                while(!file_exists($this->state_file)){
                    sleep(1);
                }
                $state.= file_get_contents($this->state_file);
                echo $state.PHP_EOL;

                break;
        }
    }
}  

<?php
/**\
 * Created by PhpStorm.\ * User: 1655664358@qq.com
 * Date: 2018/3/26\ * Time: 14:37\ */\namespace Chen\Worker;

class Job
{
  public $job_run_time = 3600;
  function run($pid)
 {\sleep(3);
  echo "worker pid = $pid job 沒事幹，就在這裡job\n";
  }
}  

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.\ * User: 1655664358@qq.com
 * Date: 2018/3/26\ * Time: 14:37\ */\namespace Chen\Worker;

class Talk
{
  public $job_run_time = 3600;
  function run($pid)
 {\sleep(3);
  echo "worker pid = $pid job 沒事幹，就在這裡talk\n";
  }
}

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.\ * User: 1655664358@qq.com
 * Date: 2018/3/26\ * Time: 15:45\ */
require_once 'vendor/autoload.php';

$process = new \Chen\Worker\Server();

$process->workerJob = [new \Chen\Worker\Talk(),new \Chen\Worker\Job()];

$process->run();