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workerman源码分析之启动过程

作者:nice_cp  来源:IT165收集  发布日期:2015-11-23 21:13:11

  PHP一直以来以草根示人,它简单,易学,被大量应用于web开发,非常可惜的是大部分开发都在简单的增删改查,或者加上pdo,redis等客户端甚至分布式,以及规避语言本身的缺陷。然而这实在太委屈PHP了。记得有一次问walker,PHP能做什么?他说:什么都能做啊!当时我就震惊了,这怎么可能。。。直到后来一直看workerman源码,发现PHP原来有很多不为大家所知的诸多用法,包括多进程(还有线程)、信号处理、namespace等等一大堆特点。而workerman正是这些很少被使用特性(或者说扩展)的集大成者,如果非要说它的缺点,那就是PHP的缺点了,当然PHP的优点它全占了~而且PHP7发布在即,workerman必将得到更多的优化,搭配HHVM更是叼的不行。

workerman

  版本:3.1.8(linux)

  模型:GatewayWorker(Worker模型可与之类比)

  注:只贴出讲解部分代码,出处以文件名形式给出,大家可自行查看

  workerman最初只开发了Linux版本,win是后来增加的,基于命令行模式运行(cli)。

多进程模型

  工作进程,Master、Gateway和Worker,Gateway主要用于处理IO事件,保存客户端链接状态,将数据处理请求发送给Worker等工作,Worker则是完全的业务逻辑处理,前者为IO密集型,后者为计算密集型,它们之间通过网络通信,Gateway和Worker两两间注册通信地址,所以非常方便的进行分布式部署,如果业务处理量大可以单纯的增加Worker服务。

  

  它们有一个负责监听的父进程(Master),监听子进程状态,发送 signal 给子进程,接受来自终端的命令、信号等工作。父进程可以说是整个系统启动后的入口。

启动命令解析

  既然以命令模式(cli)运行(注意与 fpm 的区别,后者处理来自网页端的请求),就必然有一个启动脚本解析命令,譬如说3.x版本(之前默认为daemon)新增一个 -d 参数,以表示守护进程运行,解析到该参数设置 self::$daemon = true, 随后fork子进程以脱离当前进程组,设置进程组组长等工作。这里有两个非常重要的参数 $argc 和 $argc,前者表示参数个数,后者为一个数组,保存有命令的所有参数,比如:sudo php start.php start -d,$argv就是 array( [0]=>start.php, [1]=>start, [2]=>-d ),而解析主要用到$argv。

  启动主要执行下面步骤:

包含自动加载器 Autoloader ,加载各 Application 下启动文件; 设置 _appInitPath 根目录; 解析,初始化参数,执行相应命令。

下面是具体实现(workerman/worker.php):

 1     public static function parseCommand()
 2     {
 3         // 检查运行命令的参数
 4         global $argv;
 5         $start_file = $argv[0]; 
 6 
 7         // 命令
 8         $command = trim($argv[1]);
 9         
10         // 子命令,目前只支持-d
11         $command2 = isset($argv[2]) ? $argv[2] : '';
12         
13         // 检查主进程是否在运行
14         $master_pid = @file_get_contents(self::$pidFile);
15         $master_is_alive = $master_pid && @posix_kill($master_pid, 0);
16         if($master_is_alive)
17         {
18             if($command === 'start')
19             {
20                 self::log('Workerman[$start_file] is running');
21             }
22         }
23         elseif($command !== 'start' && $command !== 'restart')
24         {
25             self::log('Workerman[$start_file] not run');
26         }
27         
28         // 根据命令做相应处理
29         switch($command)
30         {
31             // 启动 workerman
32             case 'start':
33                 if($command2 === '-d')
34                 {
35                     Worker::$daemonize = true;
36                 }
37                 break;
38             // 显示 workerman 运行状态
39             case 'status':
40                 exit(0);
41             // 重启 workerman
42             case 'restart':
43             // 停止 workeran
44             case 'stop':
45                 // 想主进程发送SIGINT信号,主进程会向所有子进程发送SIGINT信号
46                 $master_pid && posix_kill($master_pid, SIGINT);
47                 // 如果 $timeout 秒后主进程没有退出则展示失败界面
48                 $timeout = 5;
49                 $start_time = time();
50                 while(1)
51                 {
52                     // 检查主进程是否存活
53                     $master_is_alive = $master_pid && posix_kill($master_pid, 0);
54                     if($master_is_alive)
55                     {
56                         // 检查是否超过$timeout时间
57                         if(time() - $start_time >= $timeout)
58                         {
59                             self::log('Workerman[$start_file] stop fail');
60                             exit;
61                         }
62                         usleep(10000);
63                         continue;
64                     }
65                     self::log('Workerman[$start_file] stop success');
66                     // 是restart命令
67                     if($command === 'stop')
68                     {
69                         exit(0);
70                     }
71                     // -d 说明是以守护进程的方式启动
72                     if($command2 === '-d')
73                     {
74                         Worker::$daemonize = true;
75                     }
76                     break;
77                 }
78                 break;
79             // 平滑重启 workerman
80             case 'reload':
81                 exit;
82         }
83     }

walker代码注释已经非常详尽,下面有几点细节处:

检查主进程是否存活:17行的逻辑与操作,如果主进程PID存在情况下,向该进程发送信号0,实际上并没有发送任何信息,只是检测该进程(或进程组)是否存活,同时也检测当前用户是否有权限发送系统信号; 为什么主进程PID会保存?系统启动后脱离当前terminal运行,如果要执行关闭或者其他命令,此时是以另外的一个进程执行该命令,如果我们连进程PID都不知道,那该向谁发信号呢?!所以主进程PID必须保存起来,而且主进程负责监听其他子进程,所以它是我们继续操作的入口。

Worker::runAll()

  php的socket编程其实和C差不多,后者对socket进行了再包裹,并提供接口给php,在php下网络编程步骤大大减少。譬如:stream_socket_server 和 stream_socket_client 直接创建了server/client socke(php有两套socket操作函数)。wm则大量使用了前者,启动过程如下(注释已经非常详尽):

 1     public static function runAll()
 2     {
 3         // 初始化环境变量
 4         self::init();
 5         // 解析命令
 6         self::parseCommand();
 7         // 尝试以守护进程模式运行
 8         self::daemonize();
 9         // 初始化所有worker实例,主要是监听端口
10         self::initWorkers();
11         //  初始化所有信号处理函数
12         self::installSignal();
13         // 保存主进程pid
14         self::saveMasterPid();
15         // 创建子进程(worker进程)并运行
16         self::forkWorkers();
17         // 展示启动界面
18         self::displayUI();
19         // 尝试重定向标准输入输出
20         self::resetStd();
21         // 监控所有子进程(worker进程)
22         self::monitorWorkers();
23     }

  下面还是只说该过程的关键点:

初始化环境变量,例如设置主进程名称、日志路径,初始化定时器等等; 解析命令行参数,主要用到 $argc 和 $argc 用法同C语言; 生成守护进程,以脱离当前终端(两年前大部分认为PHP无法做daemon,其实这是个误区!其实PHP在linux的进程模型很稳定,现在wm在商业的应用已经非常成熟,国内某公司每天处理几亿的连接,用于订单、支付调用,大家可以打消顾虑了); 初始化所有worker实例(注意,这里是在主进程做的,只是生成了一堆 server 并没有设置监听,多进程模型是在子进程做的监听,即IO复用); 为主进程注册信号处理函数; 保存主进程PID,当系统运行后,我们在终端查看系统状态或者执行关闭、重启命令,是通过主进程进行通信,所以需要知道主进程PID,我们知道在终端下敲入一个可执行命令,实则是在当前终端下新建一个子进程来执行,所以我们需要得知主进程PID,以向WM主进程发送SIGNAL,这时信号处理函数捕获该信号,并通过回调方式执行。 创建子进程,设置当前进程用户(root)。在多进程模型中,两类子进程,分别监听不同的server地址,我们在主进程只是创建server并没有设置监听,也没有生成指定数目的server,原因在于,我们在一个进程多次创建同一个 socket,会报错, worker数目其实就是 socket 数量,也就是该 socket 的子进程数目,子进程继承了父进程上下文,但是只监听特定的 socket 事件; 在子进程中,将 server socket 注册监听事件,用到一个扩展Event,可以实现IO复用,并注册数据读取回调,同时也可注册socket连接事件回调; 输入输出重定向; 主进程监听子进程状态,在一个无限循环中调用 pcntl_signal_dispatch() 函数,用于捕获子进程退出状态,该函数会一直阻塞,直到有子进程退出时才触发;

  至此,一个完整的启动过程大致处理完成,然后 server 会一直运行,一直等待 socket 连接事件,等待数据可读可写事件,通过事先注册的处理函数,就能完整的处理整个网络过程。

结束语

  其实网络编程过程大致都差不多,这些都有标准答案,每个语言实现的大致过程基本相同,当然类似 golang 的 goroutine 另说。。。需要了解应用层协议(如果可能,需要手动解包和封包),网络模型,TCP/UDP,进程间通信,IO复用等等,当然最重要的是会 debug。。。自己动手尝试写一个简单的 server 就会遇到很多无法遇见的坑,所以纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。

  

Tag标签: 源码   过程  
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