3、PHP Socket 网络编程 - 挺进 PHP 多进程

hi，我是温新，一名 PHPer

上篇文章学习了如何使用 pcntl_fork 来创建子进程，本篇文章承接上文，来看看多进程是怎么创建的及有什么“问题”出现？

多进程是你想象中的结果吗

下面的代码，是一个创建多进程的代码。

<?php
// 3-1-pcntl.php

for ($i = 1; $i <= 3; $i++) {
    $pid = pcntl_fork();
    if ($pid == 0) {
        echo '我是儿子' . PHP_EOL;
    }
}

先来分析一下这段代码，乍一看，这还用分析吗？循环了 3 次，那肯定是输出 3 次 我是儿子！，你斩钉截铁地的说，心里也是这样想的，小样，就样？

如果你真的是这样想的，那么，小伙子，还是太年轻了。应当静下心来，重新自我思索一下，它究竟输出了几次 我是儿子？

...

此处是用于思考的时间

...

如果，左思右想都是 3 次，那么，不妨执行下程序来看看结果吧

$ php 3-1-pcntl.php 
我是儿子
我是儿子
我是儿子
我是儿子
我是儿子
我是儿子
我是儿子

看着输出的结果明显大于 3 次，此刻，我的大脑已经处于蒙圈状态了。天呐，数一数，7 次，TA 竟然欺骗了我的感情，7 为何来？又当如何才能输出预期中的 3 次？

预期中的多进程结果

左思右想都想不明白为什么会输出 7 次，原因为何？先不着急，从简单处着手，先让它输出预期中的 3 次，之后我们再来分析为什么会输出 7 次。

<?php
// 3-2-pcntl.php

for ($i = 1; $i <= 3; $i++) {
    $pid = pcntl_fork();
    if ($pid == 0) {
        echo '我是儿子' . PHP_EOL;
        exit;
    }
}

看看代码，不同之处在于，我们多加了一个 exit；来看看输出结果

$ php 3-2-pcntl.php 
我是儿子
我是儿子
我是儿子

加了一个 exit，竟然变成了预期中的结果，此刻，疯狂的抓了一下脑袋，这是为毛，我的脑袋要炸裂了。

此时，一定要冷静呀，千万不能前功尽弃，还没有开始就已经结束了。

下面我们就来分析一下原因。

多进程结果不符合预期的原因

何为 7 次

出现不符合预期的结果的原因，终究还是得回到 pcntl_fork 身来，它会为子进程创建一个副本，并在调用的时候，父进程和子进程都会继续执行后面的代码。

有了这个理解，我们再来分析原因：

• 第一次循环
  • 执行 pcntl_fork 函数时，主进程（A）会创建一个子进程 （B）
  • 在父进程（A）中，pcntl_fork 返回子进程 B 的进程 ID，此时，主进程不会输出 "我是儿子"
  • 在子进程（B）中，pcntl_fork 返回 0，因此，输出 "我是儿子"
• 第二次循环（注意，此时已经有 A和B 两个进程了）
  • 进程 A 再执行 pcntl_fork 函数，创建一个子进程 C
  • 由于进程 B 是独立的，因此它会创建一个子进程 D，且 B 和 D 都会输出 "我是儿子"
• 第三次循环（此时有 4 个进程了）
  • 同理，进程 A 和 C 分别创建自己的子进程 E 和 F，B 和 D 分别创建自己的子进程 G 和 H
  • 因此，进程 E、F、G、H 都会输出 “我是儿子”

此时输出结果为 1 + 2 + 4 = 7，也就输出了 7 次我是儿子。

题外话，对于 N 次循环，创建的子进程数为 1+2+4...，为 2 的 N 次方 - 1

何为预期中的 3 次

有了上面的基础，再来理解为什么使用了 exit 就能输出预期中的 3 次了。

使用 exit 中断了父进程的子进程继续生成子进程。如此，也就输出了预期中的 3 次。

为了便于理解，我们再次改造代码，输出循环此处与主进程 ID 和子进程 ID。

<?php
// 3-3-pcntl.php

for ($i = 1; $i <= 3; $i++) {
    $pid = pcntl_fork();
    if ($pid == 0) {
        echo '第 ' . $i . ' 次循环 - 主进程 ID：' . posix_getppid() . ' fork 子进程：' . posix_getpid() . PHP_EOL;
    }
}

输出结果

$ php 3-3-pcntl.php 
第 1 次循环 - 主进程 ID：67095 fork 子进程：67096
第 2 次循环 - 主进程 ID：67095 fork 子进程：67097
第 3 次循环 - 主进程 ID：67095 fork 子进程：67098
第 2 次循环 - 主进程 ID：67096 fork 子进程：67099
第 3 次循环 - 主进程 ID：67097 fork 子进程：67100
第 3 次循环 - 主进程 ID：67096 fork 子进程：67101
第 3 次循环 - 主进程 ID：67099 fork 子进程：67102

大家可以结合这个循环输出的进程号与 何为 7 次 一起理解。

多进程数据处理

多进程向同一个文件中写入数据可能存在数据被覆盖的情况，我们针对这个情况来做一个测试。

开 1000 个进程向同一个文件中写入数据。（PS：1000 个进程不是开玩笑的，搞不好电脑就得的重启~~）

<?php
// 3-4-pcntl.php

for ($i = 1; $i <= 1000; $i++) {
    $pid = pcntl_fork();
    if ($pid == 0) {
        file_put_contents('./3-4-pcntl.log', posix_getpid() . '--'.  $i . PHP_EOL, FILE_APPEND);
        exit;
    }
}

不管你信不信，反正我是信了，若不信你可以把 exit 注释掉，看看你的电脑会发生啥。下面我们看看执行结果

$ php 3-4-pcntl.php

$ tail -n 2 3-4-pcntl.log 
15271--999
15272--1000

结果是 1000 行稳当的躺在文件中，并没有发生覆盖的情况，这是为啥？

当使用 file_put_content 时并启用 FILE_APPEND 标记，那么，无论多少进程向同一个文件中写入数据，都不会出现内容覆盖的情况。

至此，本篇文章也就结束了。

结束之前，大家一起来乐一下，下图就是我没有加 exit 导致电脑卡死，不得不重启的血泪截图！

我创建了一个 1000 的 N 次方 - 1 个进程，从截图结果来看，出现了 N 多 NULL，这是为何？你知道原因吗。欢迎评论留言。