PHP FPM源代码反刍品味之四:事件处理

FPM master 进程启动后,会进入函数fpm_event_loop,无限循环.
处理事件.

事件概要

master 进程所做的的事,总的来说就是两类:

一 定时器事件

简称timer事件,需按时运行,主要有3个:

  1. fpm_pctl_heartbeat, 任务:检查超时进程
  2. fpm_pctl_perform_idle_server_maintenance_heartbeat ,
    任务:worker进程动态管理,更新记分板的统计数据
  3. fpm_systemd_heartbeat,任务: 发送fpm状态信息给systemd
    (这一项需FPM编译时,启用 systemd 集成 --with-fpm-systemd 默认为 no)

二 文件可读事件

简称fd事件,需从文件句柄(file descriptor)读取到指令后,依指令运行.
重复一下,unix 下一切IO, 皆文件,socket ,socketpair,pipe 都返回文件句柄(fd) 用于通信.
主要的fd有:

  1. 信号fd, master 进程中,操作系统信号,SIGTERM,SIGINT等会被自定义函数写到一个socketpair管道里.监听这个信号fd,处理操作系统信号.关于信号处理,另文详述.
  2. 网络监听socket fd(listening_socket)
    有请求时,创建worker进程,处理连接.(需配置为按需模式ondemand)
    事件添加代码:
//fpm_children.c
int fpm_children_create_initial(struct fpm_worker_pool_s *wp) 
{
        ...
        memset(wp->ondemand_event, 0, sizeof(struct fpm_event_s));
        fpm_event_set(wp->ondemand_event, wp->listening_socket, FPM_EV_READ | FPM_EV_EDGE, fpm_pctl_on_socket_accept, wp);
        wp->socket_event_set = 1;
        fpm_event_add(wp->ondemand_event, 0);
        ...
}
  1. worker进程标准输出stdout. (需配置catch_workers_output = yes)
  2. worker进程标准错误输出stderr (需配置catch_workers_output = yes)
    默认情况下worker进程标准输出stdout和标准错误输出stderr,为/dev/null,不记录.
    开启catch_workers_output,会通过pipe管道导到master 进程,写到日志里.
    开启catch_workers_output,有助于排查错误
    事件添加代码:
//fpm_stdio.c
int fpm_stdio_parent_use_pipes(struct fpm_child_s *child) 
{
  ...
  child->fd_stdout = fd_stdout[0];
  child->fd_stderr = fd_stderr[0];

  fpm_event_set(&child->ev_stdout, child->fd_stdout, FPM_EV_READ, fpm_stdio_child_said, child);
  fpm_event_add(&child->ev_stdout, 0);

  fpm_event_set(&child->ev_stderr, child->fd_stderr, FPM_EV_READ, fpm_stdio_child_said, child);
  fpm_event_add(&child->ev_stderr, 0);
  return 0;
}

两类事件的不同点是:

对于timer事件,多个事件在事件轴上是依次排列的,只需反复检查,到时运行.
对于fd事件,需监听多个fd,需用到我们第二篇讲的IO多路复用技术.

两类事件的共同点是:

如果满足事件条件,则处理事件内容.

FPM设计上,两类事件使用同一个结构,并且事件触发条件和事件处理逻辑放到同一个事件对象里(C语言对象就是结构体).
举个例子,打铃下课,打铃是触发条件,下课是事件内容,两个同时放到一个事件对象,这是一个很好的设计.

事件对象结构

//fpm_event.h
struct fpm_event_s {
    int fd;                   /* 没设置,表示定时事件*/
    struct timeval timeout;   /* timer事件触发时间点*/
    struct timeval frequency; /* timer事件触发事件间隔*/
    void (*callback)(struct fpm_event_s *, short, void *); /* 回调函数 */
    void *arg; /* 回调函数的参数 */
    int flags;
    int index;                
    short which;             /* 事件类型 */
};

timer事件

fd值: -1
flags值: FPM_EV_PERSIST
which值: FPM_EV_TIMEOUT

fd事件.

fd值: 获取触发指令的文件fd
flags值: FPM_EV_EDGE(fd事件底层的边缘触发标志,需系统支持)
which值: FPM_EV_READ

两类事件分别放在两个事件队列
static struct fpm_event_queue_s *fpm_event_queue_timer = NULL; 
static struct fpm_event_queue_s *fpm_event_queue_fd = NULL;

事件队列的结构很常见,双向队列:
typedef struct fpm_event_queue_s {
struct fpm_event_queue_s *prev;
struct fpm_event_queue_s *next;
struct fpm_event_s *ev;
} fpm_event_queue;

事件相关的重要函数:

  1. 创建fd事件对象函数fpm_event_set:
    第一个参数会获得新建对象的指针,后续参数为事件对象参数
//fpm_events.c
int fpm_event_set(struct fpm_event_s *ev, int fd, int flags, void (*callback)(struct fpm_event_s *, short, void *), void *arg) 
{
    if (!ev || !callback || fd < -1) {
        return -1;
    }
    memset(ev, 0, sizeof(struct fpm_event_s));
    ev->fd = fd;
    ev->callback = callback;
    ev->arg = arg;
    ev->flags = flags;
    return 0;
}
  1. 创建timer事件对象函数fpm_event_set_timer,
    fd 值为-1,其他和fpm_event_set一致.
#define fpm_event_set_timer(ev, flags, cb, arg) fpm_event_set((ev), -1, (flags), (cb), (arg))
  1. 添加事件.(fpm_event_add -> fpm_event_queue_add)
    static int fpm_event_queue_add(struct fpm_event_queue_s **queue, struct fpm_event_s *ev)
    简单的入列操作:
    对于fd事件,需加到底层事件轮询机制里(如:epoll).
    if (*queue == fpm_event_queue_fd && module->add) {
        module->add(ev);
    }

4移除事件 (fpm_event_del -> fpm_event_queue_del)
简单的出列操作:
static int fpm_event_queue_del(struct fpm_event_queue_s **queue, struct fpm_event_s *ev)
对于fd事件,需在底层事件轮询机制里移除(如:epoll)

    if (*queue == fpm_event_queue_fd && module->remove) {
        module->remove(ev);
    }

5,运行事件回调函数:

void fpm_event_fire(struct fpm_event_s *ev) 
{
    if (!ev || !ev->callback) {
        return;
    }

    (*ev->callback)( (struct fpm_event_s *) ev, ev->which, ev->arg);    
}

6, 底层事件轮询模块结构

struct fpm_event_module_s {
    const char *name;
    int support_edge_trigger;
    int (*init)(int max_fd); /*初始外化函数*/
    int (*clean)(void);
    int (*wait)(struct fpm_event_queue_s *queue, unsigned long int timeout);
    int (*add)(struct fpm_event_s *ev);
    int (*remove)(struct fpm_event_s *ev);
};

不同的操作系统,支持不同的IO事件机制,linux 支持epoll,
windows支持select, freebsd 支持kqueue,这个结构统一操作接口
在函数fpm_event_init_main里 调用module->init初始化
fpm 里对应的配置

events.mechanism = epoll

监控事件的无限循环

master进程在fpm_event_loop函数里无限循环,处理定时任务和fd事件.
期间会在module->wait阻塞片刻,对于epoll机制,就是epoll_wait.

void fpm_event_loop(int err) /* {{{ */
{
    static struct fpm_event_s signal_fd_event;
    ...
    //添加信号处理fd事件
    fpm_event_set(&signal_fd_event, fpm_signals_get_fd(), FPM_EV_READ, &fpm_got_signal, NULL);
    fpm_event_add(&signal_fd_event, 0);

    //添加检查超时进程timer事件
    if (fpm_globals.heartbeat > 0) {
        fpm_pctl_heartbeat(NULL, 0, NULL);
    }

    if (!err) {
       //添加闲时服务维护timer事件
        fpm_pctl_perform_idle_server_maintenance_heartbeat(NULL, 0, NULL);
        ...
#ifdef HAVE_SYSTEMD
        //添加报告systemd timer事件
        fpm_systemd_heartbeat(NULL, 0, NULL);
#endif
    }

    while (1) {
        struct fpm_event_queue_s *q, *q2;
        struct timeval ms;
        struct timeval tmp;
        struct timeval now;
        unsigned long int timeout; /*这个timeout是等待事件,事件对象的timeout是标准时间点,同名不同义*/
        int ret;
        ...

        fpm_clock_get(&now);
        timerclear(&ms);

        /*timer时队列里查找应该运行的最近标准时间*/
        q = fpm_event_queue_timer;
        while (q) {
            if (!timerisset(&ms)) {
                ms = q->ev->timeout;
            } else {
                if (timercmp(&q->ev->timeout, &ms, <)) {
                    ms = q->ev->timeout;
                }
            }
            q = q->next;
        }

        /* 没设置,默认1秒*/
        if (!timerisset(&ms) || timercmp(&ms, &now, <) || timercmp(&ms, &now, ==)) {
            timeout = 1000;
        } else {
         /* 事件timeout值与当前时间相减,计算等待时间*/
            timersub(&ms, &now, &tmp);
            timeout = (tmp.tv_sec * 1000) + (tmp.tv_usec / 1000) + 1;
        }

        /* 程序阻塞在这里,设置阻塞timeout,是为了及时处理timer事件*/
        ret = module->wait(fpm_event_queue_fd, timeout);
        ...

        /* trigger timers */
        q = fpm_event_queue_timer;
        while (q) {
            fpm_clock_get(&now);
            if (q->ev) {
             /* 如果事件过期或到期,运行事件回调*/
                if (timercmp(&now, &q->ev->timeout, >) || timercmp(&now, &q->ev->timeout, ==)) {
                    fpm_event_fire(q->ev);
                    ...
                    /*如果是连续运行timer事件
                        重设事件ev->timeout= ev->frequency+now
                    */
                    if (q->ev->flags & FPM_EV_PERSIST) {
                        fpm_event_set_timeout(q->ev, now);
                    } else { 
                        /*如果是运行一次的timer事件,移除队列*/
                        q2 = q;
                        if (q->prev) {
                            q->prev->next = q->next;
                        }
                        if (q->next) {
                            q->next->prev = q->prev;
                        }
                        if (q == fpm_event_queue_timer) {
                            fpm_event_queue_timer = q->next;
                            if (fpm_event_queue_timer) {
                                fpm_event_queue_timer->prev = NULL;
                            }
                        }
                        q = q->next;
                        free(q2);
                        continue;
                    }
                }
            }
            q = q->next;
        }
    }
}

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