PHP 高级编程实例：编写守护进程

1、守护进程简介

守护进程（Daemons）是在系统后台运行的一种进程，其生命周期通常和操作系统保持一致，常用于长时间运行的进程服务。PHP 也可以使用守护进程模式实现一些需要后台执行的任务。当启动一个守护进程时，需要进行如下几个步骤：

把当前进程脱离控制台，即将父进程退出，子进程独立运行。
改变进程的工作目录，防止进程所在的文件系统报错被卸载。
修改文件掩码，防止其所创建的文件被其他人乱改。
调用 umask 函数重设文件权限。
关闭所有已经打开的文件描述符，包括标准输入、标准输出和标准错误，保证守护进程不会因为这些文件描述符的影响而被运行终止。
用 setsid 函数创建一个新会话，让这个会话成为进程组的组长，这样守护进程就不会收到终端的中断信号。
进程成为守护进程后，还需要不断地监测一些事件，因此需要在主循环中阻塞等待事件。例如，以定时任务为例，可以使用 sleep 函数在每次事件循环之间休眠一段时间，如 5 秒钟。

2、守护进程实现代码示例

下面是一个使用 PHP 实现守护进程的例子，主要通过预备流程介绍守护进程的编写步骤：

// 1. 把当前进程脱离控制台，即将父进程退出，子进程独立运行
$pid = pcntl_fork();
if ($pid < 0) {
    exit("Fork Failed!");
} elseif ($pid > 0) {
    exit(0);
}
// 2. 改变进程的工作目录，防止进程所在的文件系统报错被卸载
chdir('/');
// 3. 修改文件掩码，防止其所创建的文件被其他人乱改
umask(0);
// 4. 关闭所有已经打开的文件描述符，包括标准输入、标准输出和标准错误，保证守护进程不会因为这些文件描述符的影响而被运行终止
fclose(STDIN);
fclose(STDOUT);
fclose(STDERR);
// 5. 重定向标准输入、输出和错误输出到 /dev/null
$STDIN = fopen('/dev/null', 'r');
$STDOUT = fopen('/dev/null', 'wb');
$STDERR = fopen('/usr/tmp/php.log', 'ab');
// 6. 创建新的会话，并让这个会话成为进程组的组长
posix_setsid();
// 7. 在主循环中阻塞等待事件，如每 5 秒执行一次任务
while (true) {
    sleep(5);
    // 任务具体实现代码
}

3、实际应用案例

除了定时任务，我们还可以通过守护进程实现其他一些后台任务。

示例一：监听端口实现 Socket 服务器

可以使用 socket 模块生成一个 Socket 服务器，用来监听客户端的请求。下面是一个通过守护进程实现 Socket 服务器的示例代码：

$address = '127.0.0.1';
$port    = 12345;
// 创建 Socket
$socket  = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
// 绑定 Socket
socket_bind($socket, $address, $port);
// 监听 Socket
socket_listen($socket);
// 定义客户端处理函数
function handleClient($socket)
{
    // 接受客户端的请求
    $client = socket_accept($socket);
    // 向客户端发送消息
    socket_write($client, "Hello World!\n");
    // 关闭客户端连接
    socket_close($client);
}
// 进入死循环
while (true) {
    sleep(1);
    // 检测客户端连接
    $read   = array($socket);
    $write  = NULL;
    $except = NULL;
    $result = socket_select($read, $write, $except, 0);
    // 如果有新的客户端连接，则处理之
    if ($result > 0) {
        handleClient($socket);
    }
}
// 关闭 Socket
socket_close($socket);

示例二：实现后台队列任务

可以使用 Gearman 模块实现一个消息队列服务，用来把处理过程与应用程序所在的进程分离开来，从而提高应用程序的发送消息的速度。下面是一个通过守护进程实现后台队列任务的示例代码：

// 创建 gearman 工作服务器
$gearmanWorker = new GearmanWorker();
// 添加工作服务器地址
$gearmanWorker->addServer("127.0.0.1", 4730);
// 注册后台任务函数
$gearmanWorker->addFunction("background_job", function (GearmanJob $job) {
    // 任务具体实现代码
    return "Background Job Completed";
});
// 进入死循环
while ($gearmanWorker->work()) {
    if ($gearmanWorker->returnCode() != GEARMAN_SUCCESS) {
        echo "Error: " . $gearmanWorker->error() . "\n";
        break;
    }
}