PHP 实现守护进程

1.简介

守护进程是一个在后台运行并且不受任何终端控制的进程。Unix操作系统有很多典型的守护进程(其数目根据需要或20—50不等),它们在后台运行,执行不同的管理任务。
用户使守护进程独立于所有终端是因为,在守护进程从一个终端启动的情况下,这同一个终端可能被其他的用户使用。例如,用户从一个终端启动守护进程后退出,然后另外一个人也登录到这个终端。用户不希望后者在使用该终端的过程中,接收到守护进程的任何错误信息。同样,由终端键入的任何信号(例如中断信号)也不应该影响先前在该终端启动的任何守护进程的运行。虽然让服务器后台运行很容易(只要shell命令行以&结尾即可),但用户还应该做些工作,让程序本身能够自动进入后台,且不依赖于任何终端。
守护进程没有控制终端,因此当某些情况发生时,不管是一般的报告性信息,还是需由管理员处理的紧急信息,都需要以某种方式输出。

理解三个概念

1.进程组。一坨相关的进程可以组成一个进程组,每个进程组都会有一个组ID(正整数),每个进程组都会有一个组长进程,组长进程的ID等于进程组ID。组长进程可以创建新的进程组以及该进程组中的其他进程。一个进程组的是有生命周期的,即便是组长进程挂了,只有组里还有其他的活口,那就就算该进程组依然存活,只有到组里最后一个活口也挂了,那真的就是彻底没了。
2.会话。一坨相关的进程组组成了一个会话。在*NIX下,是通过setsid()创建一个新的会话。但是值得注意的是,组长进程不能创建会话,简单理解就是在组长进程中,执行setsid函数会报错,这点很重要。所以一般都是组长进程执行fork,然后主进程退出,因为子进程的进程ID是新分配的,而子进程的进程组ID是继承父进程的,所以子进程就注定不可能是组长进程,从而可以确保子进程中一定可以执行setsid函数。在执行setsid函数时候,一般会发生下面三个比较重要的事情:
该进程会创建一个新的进程组,该进程为进程组组长(或者你可以认为这是一种提升)
该进程会创建一个会话组并成为该会话的会话首进程(会话首进程就是创建该会话的进程)
该进程会失去控制终端。如果该进程本来就没有控制终端,则罢了(liao)。如果有,那么该进程也将脱离该控制终端,与之失去联系。
3.控制终端。每个会话可能会拥有一个控制终端(看着比较玄学,你可以暂时理解为就一个那种黑乎乎的命令行窗口),建立与控制终端连接的会话首进程叫做控制进程。

2.创建步骤

1.创建子进程,终止父进程

由于守护进程是脱离控制终端的,因此首先创建子进程,终止父进程,使得程序在shell终端里造成一个已经运行完毕的假象。之后所有的工作都在子进程中完成,而用户在shell终端里则可以执行其他的命令,从而使得程序以僵尸进程形式运行,在形式I上做到了与控制终端的脱离。

2.在子进程中创建新会话

这个步骤是创建守护进程中最重要的一步,在这里使用的是系统函数setsid。
setsid函数用于创建一个新的会话,并担任该会话组的组长。调用setsid仃三个作用:让进程摆脱原会话的控制、让进程摆脱原进程组的控制和让进程摆脱原控制终端的控制。
在调用fork函数时,子进程全盘拷贝父进程的会话期(session,是一个或多个进程组的集合)、进程组、控制终端等,虽然父进程退出了,但原先的会话期、进程组、控制终端等并没有改变,因此,那还不是真正意义上使两者独立开来。setsid函数能够使进程完全独立出来,从而脱离所有其他进程的控制。

3.改变工作目录

使用fork创建的子进程也继承了父进程的当前工作目录。由于在进程运行过程中,当前目录所在的文件系统不能卸载,因此,把当前工作目录换成其他的路径,如“/”或“/tmp”等。改变工作目录的常见函数是chdir。

4.重设文件创建掩码

文件创建掩码是指屏蔽掉文件创建时的对应位。由于使用fork函数新建的子进程继承了父进程的文件创建掩码,这就给该子进程使用文件带来了诸多的麻烦。因此,把文件创建掩码设置为0,可以大大增强该守护进程的灵活性。设置文件创建掩码的函数是umask,通常的使用方法为umask(0)。

5.关闭文件描述符

用fork新建的子进程会从父进程那里继承一些已经打开了的文件。这些被打开的文件可能永远不会被守护进程读或写,但它们一样消耗系统资源,可能导致所在的文件系统无法卸载。 [2]

3.代码实现

照着上面的理论理解下面的代码

<?php
$fatherFile = fopen('test.txt');
// 重设文件创建掩码
umask( 0 );
// 创建子进程,终止父进程
$pid = pcntl_fork();
if( $pid < 0 ){
    exit('fork error.');
} else if( $pid > 0 ) {
    exit();
}
// 在子进程中创建新会话
if( !posix_setsid() ){
    exit('setsid error.');
}
$pid = pcntl_fork();
if( $pid  < 0 ){
    exit('fork error');
} else if( $pid > 0 ) {
    exit;
}
// 改变工作目录
chdir( '/tmp' );

// 关闭文件描述符
fclose($fatherFile);

4.参考地址

https://baike.baidu.com/item/%E5%AE%88%E6%8A%A4%E8%BF%9B%E7%A8%8B/966835?fr=aladdin

https://github.com/elarity/advanced-php/blob/master/7.%20php%E5%A4%9A%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E5%88%9D%E6%8E%A2---%E5%86%8D%E6%AC%A1%E8%B0%88daemon%E8%BF%9B%E7%A8%8B.md

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