标签：Reactor swoole fpm Worker Master 进程 php
php-fpm与swoole
php本身是单进程单线程的，那么它是怎么解决并发问题的呢？这就涉及到本文将要提及的php-fpm和swoole
一、php-fpm
PHP-FPM（FastCGI 进程管理器）
它的工作原理大概为:
php-fpm启动->生成n个fast-cgi协议处理进程->监听一个端口等待任务用户请求->web服务器接收请求->请求转发给php-fpm->php-fpm交给一个空闲进程处理->进程处理完成->php-fpm返回给web服务器->web服务器接收数据->返回给用户
nginx+php-fpm 就是用的以上的方法。
优点：nginx+php-fpm场景下php的单线程并不妨碍处理并发。当并发来了fpm会启动更多的worker去处理。并没有发生阻塞。
缺点：
1）这种模型严重依赖进程的数量解决并发问题，一个客户端连接就需要占用一个进程，工作进程的数量有多少，并发处理能力就有多少。操作系统可以创建的进程数量是有限的。
2）启动大量进程会带来额外的进程调度消耗。数百个进程时可能进程上下文切换调度消耗占CPU不到1%可以忽略不计，如果启动数千甚至数万个进程，消耗就会直线上升。调度消耗可能占到 CPU 的百分之几十甚至 100%。
另外有一些场景多进程模型无法解决，比如即时聊天程序（IM），一台服务器要同时维持上万甚至几十万上百万的连接（经典的C10K问题），多进程模型就力不从心了。
还有一种场景也是多进程模型的软肋。通常Web服务器启动100个进程，如果一个请求消耗100ms，100个进程可以提供1000qps，这样的处理能力还是不错的。但是如果请求内要调用外网Http接口，像QQ、微博登录，耗时会很长，一个请求需要10s。那一个进程1秒只能处理0.1个请求，100个进程只能达到10qps，这样的处理能力就太差了。
有没有一种技术可以在一个进程内处理所有并发IO呢？答案是有，这就是IO复用技术。
二、IO复用
其实IO复用的历史和多进程一样长，Linux很早就提供了 select 系统调用，可以在一个进程内维持1024个连接。后来又加入了poll系统调用，poll做了一些改进，解决了 1024 限制的问题，可以维持任意数量的连接。但select/poll还有一个问题就是，它需要循环检测连接是否有事件。这样问题就来了，如果服务器有100万个连接，在某一时间只有一个连接向服务器发送了数据，select/poll需要做循环100万次，其中只有1次是命中的，剩下的99万9999次都是无效的，白白浪费了CPU资源。
直到Linux 2.6内核提供了新的epoll系统调用，可以维持无限数量的连接，而且无需轮询，这才真正解决了 C10K 问题。现在各种高并发异步IO的服务器程序都是基于epoll实现的，比如Nginx、Node.js、Erlang、Golang。像 Node.js 这样单进程单线程的程序，都可以维持超过1百万TCP连接，全部归功于epoll技术。
IO复用异步非阻塞程序使用经典的Reactor模型，Reactor顾名思义就是反应堆的意思，它本身不处理任何数据收发。只是可以监视一个socket句柄的事件变化。
Reactor有4个核心的操作：
add添加socket监听到reactor，可以是listen socket也可以使客户端socket，也可以是管道、eventfd、信号等
set修改事件监听，可以设置监听的类型，如可读、可写。可读很好理解，对于listen socket就是有新客户端连接到来了需要accept。对于客户端连接就是收到数据，需要recv。可写事件比较难理解一些。一个SOCKET是有缓存区的，如果要向客户端连接发送2M的数据，一次性是发不出去的，操作系统默认TCP缓存区只有256K。一次性只能发256K，缓存区满了之后send就会返回EAGAIN错误。这时候就要监听可写事件，在纯异步的编程中，必须去监听可写才能保证send操作是完全非阻塞的。
del从reactor中移除，不再监听事件
callback就是事件发生后对应的处理逻辑，一般在add/set时制定。C语言用函数指针实现，JS可以用匿名函数，PHP可以用匿名函数、对象方法数组、字符串函数名。
Reactor只是一个事件发生器，实际对socket句柄的操作，如connect/accept、send/recv、close是在callback中完成的。具体编码可参考下面的伪代码：
Reactor模型还可以与多进程、多线程结合起来用，既实现异步非阻塞IO，又利用到多核。目前流行的异步服务器程序都是这样的方式：如
Nginx：多进程Reactor
Nginx+Lua：多进程Reactor+协程
Golang：单线程Reactor+多线程协程
Swoole：多线程Reactor+多进程Worker
3、知识拓展一下
1）协程是什么
协程从底层技术角度看实际上还是异步IO Reactor模型，应用层自行实现了任务调度，借助Reactor切换各个当前执行的用户态线程，但用户代码中完全感知不到Reactor的存在。
2）Redis 为什么使用单进程单线程方式也这么快
Redis 采用的是基于内存的采用的是单进程单线程模型的 KV 数据库，由 C 语言编写。官方提供的数据是可以达到100000+的 qps。这个数据不比采用单进程多线程的同样基于内存的 KV 数据库 Memcached 差。
Redis 快的主要原因有：
完全基于内存；
数据结构简单，对数据操作也简单；
使用多路 I/O 复用模型；
第一、二点不细讲，主要围绕第三点采用多路 I/O 复用技术来展开。
第二、
多路 I/O 复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力，在空闲的时候，会把当前线程阻塞掉，当有一个或多个流有 I/O 事件时，就从阻塞态中唤醒，于是程序就会轮询一遍所有的流（epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流），并且只依次顺序的处理就绪的流，这种做法就避免了大量的无用操作。这里“多路”指的是多个网络连接，“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求（尽量减少网络 IO 的时间消耗），且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快（内存内的操作不会成为这里的性能瓶颈），主要以上两点造就了 Redis 具有很高的吞吐量。
- Swoole
swoole的进程管理模式与php-fpm并没有本质上的区别。同样还是一个master多个worker进程。但是不同的是一个同步阻塞。一个异步非阻塞。
1）swoole的生命周期：
分析：
php-fpm在执行代码的时候遇到IO（数据库读写，缓存读写，文件读写）会同步阻塞。后面的任务必须等前面的任务执行完了之后才会接着执行。这种模式的性能是不如swoole的异步执行的。同时因为性能不足还引发了一个更重要的问题。当并发来的时候，进程数达到了最大限制，fpm就会进入等待。当一个进程释放之后才能继续执行代码。
而swoole因为单个进程执行速度更快，就能跟快的释放掉，也就比fpm更不容易等待进程。这样就能比fpm承载更大的QPS。
2）Swoole的进程模型
多进程的实现一般会被设计Master-Worker模式，常见的nginx默认的多进程模式也正是如此，当然swoole默认的也是多进程模型
相比Master-Worker模式，swoole的进程模型可以用Master-Manager-Worker来形容。即在Master-Worker的基础上又增加了一层Manager进程。
正所谓“存在即合理”，我们来看一下Master\Manager\Worker三种进程各自存在的原因。
Master进程是一个多线程程序。注解：按照我们之前的理解，多个线程是运行在单一进程的上下文中的，其实对于单一进程中的每一个线程，都有它自己的上下文，但是由于共同存在于同一进程，所以它们也共享这个进程，包括它的代码、数据等等。
再回来继续说Master进程，Master进程就是我们的主进程，掌管生杀大权，它挂了，那底下的都得玩完。Master进程，包括主线程，多个Reactor线程等。
每一个线程都有自己的用途，比如主线程用于Accept、信号处理等操作，而Reactor线程是处理tcp连接，处理网络IO，收发数据的线程。
说明两点：
1）主线程的Accept操作，socket服务端经常用accept阻塞
2）信号处理，信号就相当于一条消息，比如我们经常操作的Ctrl+C其实就是给Master进程的主线程发送一个SIGINT的信号，意思就是你可以终止啦，信号有很多种，后面还有介绍
通常，主线程处理完新的连接后，会将这个连接分配给固定的Reactor线程，并且这个Reactor线程会一直负责监听此socket（上文中后面对socket更新为socket即套接字，是用来与另一个进程进行跨网络通信的文件，文件可读可写），换句话就是说当此socket可读时，会读取数据，并将该请求分配给worker进程，这也就解释了我们在swoole初识讲解worker进程内的回调onReceive的第三个参数$fromId的含义；当此socket可写时，会把数据发送给tcp客户端。
用一张图清晰的梳理下
那swoole为什么不能像Nginx一样，是Master-Worker进程结构的呢？Manager进程的作用是什么呢？
我们知道，在Master-Worker模型中，Master只有一个，Worker是由父进程Master进程复制出来的，且Worker进程可以有多个。
注解：在linux中，父进程可以通过调用fork函数创建一个新的子进程，子进程是父进程的一个副本，几乎但不完全相同，二者的最大区别就是都拥有自己独立的进程ID，即PID。
对于多线程的Master进程而言，想要多Worker进程就必须fork操作，但是fork操作是不安全的，所以，在swoole中，有一个专职的Manager进程，Manager进程就专门负责worker/task进程的fork操作和管理。换句话也就是说，对于worker进程的创建、回收等操作全权有“保姆”Manager进程进行管理。
通常，worker进程被误杀或者由于程序的原因会异常退出，Manager进程为了保证服务的稳定性，会重新拉起新的worker进程，意思就是Worker进程你发生意外“死”了，没关系，我自身不“死”，就可以fork千千万万个你。
当然，Master进程和Manager进程我们是不怎么关心的，真正实现业务逻辑，是在worker/task进程内完成的。
再来一张图梳理下Manager进程和Worker/Task进程的关系。
标签：Reactor,swoole,fpm,Worker,Master,进程,php 来源： https://www.cnblogs.com/hld123/p/14970271.html
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