處理 PHP 應(yīng)用程序中的并發(fā)和并行

并發(fā)和并行通?？梢曰Q使用，但它們具有不同的含義，特別是在應(yīng)用程序性能方面。在 PHP 應(yīng)用程序中，由于 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)用程序的要求，可以利用多種技術(shù)和工具來(lái)有效地處理并發(fā)和并行性。

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1.并發(fā)與并行

• 并發(fā)是指應(yīng)用程序通過(guò)在多個(gè)任務(wù)之間切換來(lái)同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)的能力。它不一定涉及同時(shí)運(yùn)行任務(wù)，但通常通過(guò)交錯(cuò)執(zhí)行來(lái)給人一種這樣做的錯(cuò)覺(jué)。
• 并行 是指同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，實(shí)際上是并行，利用多個(gè) CPU 核心。

在 PHP 中，由于它主要是一種單線程語(yǔ)言，因此實(shí)現(xiàn)并行性通常需要額外的庫(kù)或工具。然而，可以通過(guò)正確的方法在 PHP 的同步模型中處理并發(fā)。

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2.在 PHP 中處理并發(fā)

PHP 中的并發(fā)可以通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)：

a.通過(guò) pcntl_fork() 使用多進(jìn)程（分叉）

PHP 提供了 pcntl（進(jìn)程控制）擴(kuò)展來(lái)管理進(jìn)程。此擴(kuò)展允許您分叉新進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程都可以同時(shí)處理單獨(dú)的任務(wù)。

示例：

<?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
}
?>

這種方法允許通過(guò)分叉子進(jìn)程來(lái)并行處理任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)并發(fā)，但這并不是真正的并行，因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程都是獨(dú)立運(yùn)行的。

限制：

• pcntl 擴(kuò)展不適用于所有 PHP 設(shè)置（例如共享托管環(huán)境）。
• 對(duì)于由于進(jìn)程開(kāi)銷而需要大量計(jì)算的任務(wù)來(lái)說(shuō)，它并不理想。

b.使用 pthreads 進(jìn)行多線程（已棄用）

pthreads 擴(kuò)展允許 PHP 實(shí)現(xiàn)多線程。這提供了真正的并行性，PHP 可以在同一進(jìn)程中創(chuàng)建線程。但是，從 PHP 7.4 開(kāi)始，此擴(kuò)展已被棄用，不再推薦。

替代方案：對(duì)于較新版本的 PHP，您應(yīng)該使用更現(xiàn)代的技術(shù)，例如并行（見(jiàn)下文）或外部服務(wù)，例如消息隊(duì)列。

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3.在 PHP 中處理并行

要在 PHP 中實(shí)現(xiàn)并行性（真正的任務(wù)同時(shí)執(zhí)行），您需要多處理或多線程功能。 PHP 在語(yǔ)言級(jí)別上沒(méi)有對(duì)此的內(nèi)置支持，但是有外部庫(kù)和工具可以讓您實(shí)現(xiàn)并行性。

a.使用并行擴(kuò)展（推薦 PHP 7.2）

并行擴(kuò)展是 PHP 中多線程的現(xiàn)代解決方案。它允許 PHP 腳本創(chuàng)建并行任務(wù)并在不同的 CPU 核心上同時(shí)執(zhí)行它們。

示例：

<?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
}
?>

這允許您利用多核處理器并行運(yùn)行任務(wù)。并行擴(kuò)展比 pthread 更高效、更易于使用。

優(yōu)點(diǎn)：

• 它提供了與現(xiàn)代 PHP 版本真正的并行性。
• 用于并行執(zhí)行和線程之間通信的簡(jiǎn)單 API。

限制：

• 并行擴(kuò)展并非在所有 PHP 環(huán)境中都可用。
• 它主要是為命令行 PHP 設(shè)計(jì)的，可能無(wú)法很好地處理 Web 請(qǐng)求。

b.使用外部工具實(shí)現(xiàn)并行

• Gearman：Gearman 是一個(gè)作業(yè)服務(wù)器，可以將任務(wù)分配給多個(gè)工作人員。這允許 PHP 應(yīng)用程序?qū)⑷蝿?wù)卸載到多臺(tái)機(jī)器或進(jìn)程，從而提供并發(fā)性和并行性。 Gearman 非常適合可以異步分發(fā)和處理的作業(yè)。

• RabbitMQ：像 RabbitMQ 這樣的消息代理可以幫助在多個(gè)工作人員之間分配任務(wù)。通過(guò)將任務(wù)發(fā)送到隊(duì)列，不同的worker可以同時(shí)處理任務(wù)。當(dāng)任務(wù)可以彼此獨(dú)立執(zhí)行時(shí)，這是一個(gè)很好的解決方案。

• ReactPHP 和 Swoole：對(duì)于事件驅(qū)動(dòng)的并發(fā)，可以使用 ReactPHP 和 Swoole 等庫(kù)來(lái)處理異步任務(wù)。 ReactPHP 允許非阻塞 I/O 操作，這可以使應(yīng)用程序中的并發(fā)請(qǐng)求更加高效。 Swoole 提供基于協(xié)程的并行性，允許 PHP 管理多個(gè)執(zhí)行線程。

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4.管理并發(fā) I/O（非阻塞）

PHP 應(yīng)用程序中經(jīng)常需要并發(fā)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一是 I/O 密集型任務(wù)，例如數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、API 調(diào)用或讀/寫文件。對(duì)于非阻塞 I/O，我們可以使用：

a. ReactPHP

ReactPHP 是一個(gè)低級(jí)庫(kù)，允許您無(wú)阻塞地處理異步 I/O 操作。它使用事件循環(huán)來(lái)同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，而不需要額外的線程或進(jìn)程。

示例：

<?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
}
?>

在此示例中，ReactPHP 允許并發(fā)處理 HTTP 請(qǐng)求，而不會(huì)阻塞主執(zhí)行。

b.斯沃爾

Swoole 是一個(gè)基于協(xié)程的高性能 PHP 擴(kuò)展，提供異步、并行和協(xié)程功能。它旨在并發(fā)和并行處理任務(wù)，使其成為需要同時(shí)處理大量請(qǐng)求的 PHP 應(yīng)用程序的絕佳選擇。

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5. PHP 中并發(fā)性和并行性的注意事項(xiàng)

雖然 PHP 本身并不是為處理并發(fā)和并行而構(gòu)建的，但這些技術(shù)和庫(kù)可以幫助您同時(shí)或并行管理多個(gè)任務(wù)。以下是在 PHP 中處理并發(fā)和并行性時(shí)的一些注意事項(xiàng)：

• 資源管理：處理并發(fā)和并行通常需要更多內(nèi)存和CPU資源，因此您應(yīng)該密切監(jiān)控應(yīng)用程序的資源使用情況。
• 錯(cuò)誤處理：管理并發(fā)或并行進(jìn)程中的錯(cuò)誤可能很棘手。確保在每個(gè)進(jìn)程或線程中正確處理異常和錯(cuò)誤。
• 數(shù)據(jù)庫(kù)連接：如果您的并行任務(wù)涉及數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，請(qǐng)確保每個(gè)進(jìn)程/線程都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)連接或使用連接池來(lái)避免爭(zhēng)用。
• 環(huán)境：某些并發(fā)和并行技術(shù)（例如并行擴(kuò)展、pcntl 等）可能無(wú)法在執(zhí)行時(shí)間或內(nèi)存有限的 Web 服務(wù)器（例如共享托管）中工作。這些工具通常更適合基于 CLI 的 PHP 應(yīng)用程序。

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結(jié)論

在 PHP 中處理

并發(fā) 和 并行 需要了解 PHP 如何處理多個(gè)進(jìn)程和線程。通過(guò)使用 pcntl、parallel 等擴(kuò)展或 ReactPHP 和 Swoole 等庫(kù)，開(kāi)發(fā)人員可以并發(fā)或并行處理多個(gè)任務(wù)，從而提高 I/O 密集型和 CPU 性能綁定任務(wù)。

選擇正確的工具取決于您的應(yīng)用程序的需求，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(gè) CPU 核心處理任務(wù)（使用并行或 pcntl） .

以上是處理 PHP 應(yīng)用程序中的并發(fā)和并行：技術(shù)和工具的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！