PHP 的多进程并发

介绍

php工程师在开发过程中，往往以只需要串行编写业务逻辑即可，完全不用考虑并发。通常部署时配置好nginx, fpm就行。就这样接口便并发的提供web服务了。那到底是怎么实现的呢？一个来自客户端的请求，首先会到达nginx这样的web服务器，然后通过fastcgi协议将请求传递到php这样的处理程序，php执行后返回结果给nginx,nginx最终返回客户端。nginx是高并发服务器，这里我们不细说。主要看看php是怎么实现并发的。

fpm(Fastcgi Process Manager)，支持fastcgi外，主要功能是进程管理。以多进程方式工作，由一个master进程与多个worker进程组成，master进程主要功能是管理worker进程，例如维持worker数量在一定范围内。而worker进程则是真正处理请求的，对于单个worker进程，是串行执行接收到的每个请求。这种简单的实现就导致有多少个worker最多同时处理的请求数量就有多少。这也是不能高并发的主要原因。

实现

多进程实现是靠fork这个系统调用完成。

1. master初始化后，按配置要求fork出worker进程，自身进入事件循环处理中。 worker退出执行请求处理逻辑

2. worker正常执行max_requests个请求正常退出

细节

1. master如何获取worker的运行信息?

这里是通过共享内存来通信的。在master初始化过中，会进行scoreboard结构的分配(每个worker pool分配一个)。每个worker在处理请求的过程中，会先后将

fpm_request_accepting,

fpm_request_reading_headers,

fpm_request_info,

fpm_request_executing,

fpm_request_end,

fpm_request_finished置位到request_stage, master就可以直接在获取worker状态，例如在多个worker都在等待请求时，减少worker数到最小空闲数。

2. master进入事件循环有哪些处理?

信号处理 : master对接收到的信息进行处理，比如收到关闭信息，则发送信号给worker进程(master与worker进程通信的主要方式是信号)

进程检查定时器 : 每隔一段时间，根据不同策略将worker数量维持在要求的范围内。

超时检查定时器 : 若一个请求处理时长超过request_terminate_timeout, 那master便会发送term信号杀掉worker.

3. 若多个worker同时获取一个请求?

若多个worker都阻塞在fcgi_accept_request, 突然有一个请求到达，为了防止多个进程对accept进行抢占，php在这里加入了锁机制。FCGI_LOCK, FCGI_UNLOCK, 在linux中没实现。因为在linux2.6内核中， accept系统调用已不存在惊群了。

存在的问题

1. fpm是通过多进程实现并发的。并发主要受限于进程的数量，进程的数量又受限于系统的内存，cpu。一般服务器开500+ worker就可以了。但是这些worker又不能充分利用系统资源，主要是大多处理要集中在操作mysql, redis这样的远程资源上了，发起请求后，worker本身就阻塞等待中。真是受限于资源，不能太多进程，而在手的进程又不能完全发送作用。

2. worker串行化处理max_requests个请求，不能高并发。fastcgi_finish_request这些也只是优先返回客户端响应，还是阻塞处理后续逻辑。

3. 基于上面1,2两点，我们知道了php处理能力有限。在特殊情况下，会导致后果呢？ 1. 依赖的redis,mysql被慢查询拖住时，多个worker会同时请求超时，到时后续请求得不到处理，直接导致一段时间内请求雪崩。这时应该重启fpm还是解决后端数据资源？  2. 若你的php接口中还代理了其他服务，请合理设置超时，原因同上。

4. max_requests的初衷是为了避免第三方扩展引起的内存泄漏问题。但是，在请求均匀的情况下，多个 worker同时结束，master为了维持worker平衡，会瞬间大量fork，从监控来看会发生锯齿状。百度技术人员通过对max_requests进行随机，优化了这种情况，可以参考: 

http://www.sohu.com/a/163046759_487482

总结

通过fpm这个进程管理器，php实现了让开发者不考虑并发，专注于业务开发，保证了较快的开发效率，但是又是这种简单的多进程实现的并发，不能承载高并发的业务。在技术选型上，开发者要牢记这一点！