處理 PHP 應(yīng)用程式中的並發(fā)和並行

並行和並行通?？梢曰Q使用，但它們具有不同的含義，特別是在應(yīng)用程式效能方面。在 PHP 應(yīng)用程式中，由於 PHP 的同步執(zhí)行模型，管理這些概念可能具有挑戰(zhàn)性。但是，根據(jù)應(yīng)用程式的要求，可以利用多種技術(shù)和工具來有效地處理並發(fā)和並行性。

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1.併發(fā)與並行

• 並發(fā)是指應(yīng)用程式透過在多個任務(wù)之間切換來同時處理多個任務(wù)的能力。它不一定涉及同時運(yùn)行任務(wù)，但通常透過交錯執(zhí)行來給人一種這樣做的錯覺。
• 並行 是指同時執(zhí)行多個任務(wù)，實際上是並行，利用多個 CPU 核心。

在 PHP 中，由於它主要是一種單執(zhí)行緒語言，因此實作並行性通常需要額外的函式庫或工具。然而，可以透過正確的方法在 PHP 的同步模型中處理並發(fā)。

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2.在 PHP 中處理並發(fā)

PHP 中的並發(fā)可以透過多種方式實現(xiàn)：

a.透過 pcntl_fork() 使用多進(jìn)程（分叉）

PHP 提供了 pcntl（進(jìn)程控制）擴(kuò)充來管理進(jìn)程。此擴(kuò)充功能可讓您分叉新進(jìn)程，每個進(jìn)程都可以同時處理單獨(dú)的任務(wù)。

範(fàn)例：

<?php
if (pcntl_fork() == -1) {
    die('Could not fork');
} elseif ($pid == 0) {
    // Child process logic
    echo "Child process\n";
    exit;
} else {
    // Parent process logic
    echo "Parent process\n";
    pcntl_wait($status); // Wait for child process to finish
}
?>

這種方法允許透過分叉子進(jìn)程來並行處理任務(wù)來實現(xiàn)並發(fā)，但這並不是真正的並行，因為每個進(jìn)程都是獨(dú)立運(yùn)行的。

限制：

• pcntl 擴(kuò)充功能不適用於所有 PHP 設(shè)定（例如共用託管環(huán)境）。
• 對於由於進(jìn)程開銷而需要大量計算的任務(wù)來說，它並不理想。

b.使用 pthreads 進(jìn)行多執(zhí)行緒（已棄用）

pthreads 擴(kuò)充功能允許 PHP 實作多執(zhí)行緒。這提供了真正的並行性，PHP 可以在同一進(jìn)程中建立執(zhí)行緒。但是，從 PHP 7.4 開始，此擴(kuò)充功能已被棄用，不再推薦。

替代方案：對於較新版本的 PHP，您應(yīng)該使用更現(xiàn)代的技術(shù)，例如並行（見下文）或外部服務(wù)，例如訊息佇列。

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3.在 PHP 中處理並行

要在 PHP 中實現(xiàn)並行性（真正的任務(wù)同時執(zhí)行），您需要多處理或多執(zhí)行緒功能。 PHP 在語言層級上沒有對此的內(nèi)建支持，但是有外部程式庫和工具可以讓您實現(xiàn)並行性。

a.使用並行擴(kuò)充（建議 PHP 7.2）

並行擴(kuò)充是 PHP 中多執(zhí)行緒的現(xiàn)代解決方案。它允許 PHP 腳本創(chuàng)建並行任務(wù)並在不同的 CPU 核心上同時執(zhí)行它們。

範(fàn)例：

<?php
if (pcntl_fork() == -1) {
    die('Could not fork');
} elseif ($pid == 0) {
    // Child process logic
    echo "Child process\n";
    exit;
} else {
    // Parent process logic
    echo "Parent process\n";
    pcntl_wait($status); // Wait for child process to finish
}
?>

這允許您利用多核心處理器並行運(yùn)行任務(wù)。並行擴(kuò)充比 pthread 更有效率、更易於使用。

優(yōu)點(diǎn)：

• 它提供了與現(xiàn)代 PHP 版本真正的並行性。
• 用於平行執(zhí)行和執(zhí)行緒之間通訊的簡單 API。

限制：

• 並行擴(kuò)充並非在所有 PHP 環(huán)境中都可用。
• 它主要是為命令列 PHP 設(shè)計的，可能無法很好地處理 Web 請求。

b.使用外部工具實現(xiàn)並行

• Gearman：Gearman 是一個作業(yè)伺服器，可以將任務(wù)指派給多個工作人員。這允許 PHP 應(yīng)用程式將任務(wù)卸載到多臺機(jī)器或進(jìn)程，從而提供並發(fā)性和平行性。 Gearman 非常適合可以非同步分發(fā)和處理的作業(yè)。

• RabbitMQ：像 RabbitMQ 這樣的訊息代理人可以幫助在多個工作人員之間分配任務(wù)。透過將任務(wù)傳送到佇列，不同的worker可以同時處理任務(wù)。當(dāng)任務(wù)可以彼此獨(dú)立執(zhí)行時，這是一個很好的解決方案。

• ReactPHP 和 Swoole：對於事件驅(qū)動的並發(fā)，可以使用 ReactPHP 和 Swoole 等庫來處理非同步任務(wù)。 ReactPHP 允許非阻塞 I/O 操作，這可以使應(yīng)用程式中的並發(fā)請求更有效率。 Swoole 提供基於協(xié)程的並行性，讓 PHP 管理多個執(zhí)行緒。

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4.管理併發(fā) I/O（非阻塞）

PHP 應(yīng)用程式中經(jīng)常需要並發(fā)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一是 I/O 密集型任務(wù)，例如資料庫查詢、API 呼叫或讀取/寫入檔案。對於非阻塞 I/O，我們可以使用：

a. ReactPHP

ReactPHP 是一個低階函式庫，可讓您無阻塞地處理非同步 I/O 操作。它使用事件循環(huán)來同時處理多個任務(wù)，而不需要額外的執(zhí)行緒或進(jìn)程。

範(fàn)例：

<?php
if (pcntl_fork() == -1) {
    die('Could not fork');
} elseif ($pid == 0) {
    // Child process logic
    echo "Child process\n";
    exit;
} else {
    // Parent process logic
    echo "Parent process\n";
    pcntl_wait($status); // Wait for child process to finish
}
?>

在此範(fàn)例中，ReactPHP 允許並發(fā)處理 HTTP 請求，而不會阻塞主執(zhí)行。

b.斯沃爾

Swoole 是一個基於協(xié)程的高效能 PHP 擴(kuò)展，提供非同步、平行和協(xié)程功能。它旨在並發(fā)和並行處理任務(wù)，使其成為需要同時處理大量請求的 PHP 應(yīng)用程式的絕佳選擇。

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5. PHP 中並發(fā)性與平行性的注意事項

雖然 PHP 本身並不是為處理並發(fā)和並行而建構(gòu)的，但這些技術(shù)和函式庫可以幫助您同時或並行管理多個任務(wù)。以下是在 PHP 中處理並行和並行性時的一些注意事項：

• 資源管理：處理並發(fā)和平行通常需要更多記憶體和CPU資源，因此您應(yīng)該密切監(jiān)控應(yīng)用程式的資源使用情況。
• 錯誤處理：管理並行或並行進(jìn)程中的錯誤可能很棘手。確保在每個進(jìn)程或執(zhí)行緒中正確處理異常和錯誤。
• 資料庫連線：如果您的平行任務(wù)涉及資料庫查詢，請確保每個進(jìn)程/執(zhí)行緒都有自己的資料庫連線或使用連線池來避免爭用。
• 環(huán)境：某些並行和平行技術(shù)（例如並行擴(kuò)展、pcntl 等）可能無法在執(zhí)行時間或記憶體有限的 Web 伺服器（例如共享託管）中工作。這些工具通常更適合基於 CLI 的 PHP 應(yīng)用程式。

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結(jié)論

在 PHP 中處理

並發(fā) 和 並行 需要了解 PHP 如何處理多個進(jìn)程和執(zhí)行緒。透過使用pcntl、parallel 等擴(kuò)充或ReactPHP 和Swoole 等函式庫，開發(fā)人員可以並發(fā)或並行處理多個任務(wù)，從而提高I/O 密集型和CPU 效能綁定任務(wù)。

選擇正確的工具取決於您的應(yīng)用程式的需求，例如您是否正在處理I/O 密集型任務(wù)（ReactPHP 或Swoole），或者是否需要跨多個CPU 核心處理任務(wù)（使用並行或pcntl） .

以上是處理 PHP 應(yīng)用程式中的並發(fā)和並行：技術(shù)和工具的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！