探祕基於PHP-FPM進程池
PHP 支援多進程而不支援多執行緒；PHP-FPM 在進程池中執行多個子進程併發處理所有連線請求。通過 ps 檢視PHP-FPM進程池(pm.start_servers = 2)狀態如下：
root@d856fd02d2fe:~# ps aux -L USER PID LWP %CPU NLWP %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 1 0.0 1 0.0 4504 692 ? Ss 13:10 0:00 /bin/sh /usr/local/php/bin/php-fpm start root 7 7 0.0 1 0.4 176076 19304 ? Ss 13:10 0:00 php-fpm: master process (/usr/local/php/etc/php-fpm.conf) www-data 8 8 0.0 1 0.2 176076 8132 ? S 13:10 0:00 php-fpm: pool www www-data 9 9 0.0 1 0.2 176076 8132 ? S 13:10 0:00 php-fpm: pool www root 10 10 0.0 1 0.0 18376 3476 ? Ss 14:11 0:00 bash root 66 66 0.0 1 0.0 34420 2920 ? R+ 15:13 0:00 ps aux -L
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從列表中可以看出，進程池www中有兩個尚處於空閒狀態的子進程PID 8和 PID 9。注：NLWP指輕量級進程數量，即執行緒數量。
PHP-FPM(FastCGI Process Manager)是什麼？PHP-FPM爲PHP-CGI提供進程管理方式，可以有效控制記憶體和進程，可以平滑過載PHP設定，其master process是常駐記憶體的。FastCGI是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴充套件，其主要行爲是將CGI直譯器進程保持在記憶體中更長時間，不是fork-and-execute，並因此獲得較高的效能。FastCGI支援分佈式部署，可以部署在WEB伺服器以外的多個主機上。
探祕手段：模擬多執行緒併發執行
1. 什麼是執行緒：執行緒有時又稱輕量級進程(Lightweight Process，LWP)，通常由執行緒ID、當前指令指針(PC）、暫存器集合和堆疊組成，是進程中的一個實體，是被系統獨立排程的基本單位；執行緒自己不擁有系統資源，只擁有一點兒在執行中必不可少的資源，與同屬一個進程的其它執行緒共用進程所擁有的全部資源。 由於執行緒之間的相互制約，致使執行緒在執行中呈現出間斷性。執行緒也有就緒、阻塞和執行三種基本狀態。由於進程是資源擁有者，建立、撤消與切換開銷過大，在對稱多處理機（SMP）上同時執行多個執行緒（Threads）纔是更合適的選擇。執行緒的實體包括程式、數據和執行緒控制塊（Thread Control Block，TCB），TCB包括以下資訊：
（1）執行緒狀態；
（2）當執行緒不執行時，被儲存的現場資源；
（3）一組執行堆疊；
（4）存放每個執行緒的區域性變數主記憶體；
（5）存取同一個進程中的主記憶體和其它資源。
但使用多個進程會使得應用程式在出現進程池內的進程崩潰或被攻擊的情況下變得更加健壯。
2. 模擬多執行緒：
<?php
/**
* PHP 只支援多進程不支援多執行緒。
*
* PHP-FPM 在進程池中執行多個子進程併發處理所有連線，
* 同一個子進程可先後 先後處理多個連線請求，但同一時間
* 只能處理一個連線請求，未處理連線請求將進入佇列等待處理
*
*/
class SimulatedThread
{
//模擬執行緒
private $thread;
//主機名
private $host = 'tcp://172.17.0.5';
//埠號
private $port = 80;
public function __construct()
{
//採用當前時間給執行緒編號
$this->thread = microtime(true);
}
/**
* 通過socket發送一個新的HTTP連線請求到本機，
* 此時當前模擬執行緒既是伺服器端又是模擬用戶端
*
* 當前(程式)子進程sleep(1)後會延遲1s才繼續執行，但其持有的連線是繼續有效的，
* 不能處理新的連線請求，故這種做法會降低進程池處理併發連線請求的能力，
* 類似延遲處理還有time_nanosleep()、time_sleep_until()、usleep()。
* 而且sleep(1)這種做法並不安全，nginx依然可能出現如下錯誤：
* 「epoll_wait() reported that client prematurely closed connection,
* so upstream connection is closed too while connecting to upstream」
*
* @return void
*/
public function simulate()
{
$run = $_GET['run'] ?? 0;
if ($run++ < 9) {//最多模擬10個執行緒
$fp = fsockopen($this->host, $this->port);
fputs($fp, "GET {$_SERVER['PHP_SELF']}?run={$run}\r\n\r\n");
sleep(1);//usleep(500)
fclose($fp);
}
$this->log();
}
/**
* 日誌記錄當前模擬執行緒執行時間
*
* @return void
*/
private function log()
{
$fp = fopen('simulated.thread', 'a');
fputs($fp, "Log thread {$this->thread} at " . microtime(true) . "(s)\r\n");
fclose($fp);
}
}
$thread = new SimulatedThread();
$thread->simulate();
echo "Started to simulate threads...";探祕彙總：本人通過執行上述指令碼後，發現一些可預料但卻不是我曾想到的結果
1. PHP-FPM設定項pm.max_children = 5，simulated.thread記錄如下：
Log thread 1508054181.4236 at 1508054182.4244(s) Log thread 1508054181.4248 at 1508054182.4254(s) Log thread 1508054181.426 at 1508054182.428(s) Log thread 1508054181.6095 at 1508054182.6104(s) Log thread 1508054182.4254 at 1508054183.4262(s) Log thread 1508054183.4272 at 1508054183.4272(s) Log thread 1508054182.4269 at 1508054183.4275(s) Log thread 1508054182.4289 at 1508054183.43(s) Log thread 1508054182.6085 at 1508054183.6091(s) Log thread 1508054182.611 at 1508054183.6118(s)
最新生成的(模擬)執行緒登記出現在紅色標示條目位置是因爲進程池的併發連線處理能力上限爲5，因此它只可能出現在第六條以後的位置。
Log thread 1508058075.042 at 1508058076.0428(s) Log thread 1508058075.0432 at 1508058076.0439(s) Log thread 1508058075.0443 at 1508058076.045(s) Log thread 1508058075.6623 at 1508058076.6634(s) Log thread 1508058076.0447 at 1508058077.0455(s) Log thread 1508058076.046 at 1508058077.0466(s) Log thread 1508058077.0465 at 1508058077.0466(s) Log thread 1508058076.0469 at 1508058077.0474(s) Log thread 1508058076.6647 at 1508058077.6659(s) Log thread 1508058076.6664 at 1508058077.6671(s)
有意思的是綠色條目代表的(模擬)執行緒和紅色條目代表的(模擬)執行緒的登記時間是一樣的，說明兩個(模擬)執行緒是併發執行的。
2. PHP-FPM設定項pm.max_children = 10，simulated.thread記錄如下：
Log thread 1508061169.7956 at 1508061170.7963(s) Log thread 1508061169.7966 at 1508061170.7976(s) Log thread 1508061169.7978 at 1508061170.7988(s) Log thread 1508061170.2896 at 1508061171.2901(s) Log thread 1508061170.7972 at 1508061171.7978(s) Log thread 1508061171.7984 at 1508061171.7985(s) Log thread 1508061170.7982 at 1508061171.7986(s) Log thread 1508061170.7994 at 1508061171.8(s) Log thread 1508061171.2907 at 1508061172.2912(s) Log thread 1508061171.2912 at 1508061172.2915(s)
由於伺服器端併發連線處理能力上限達到10，因此最新生成的(模擬)執行緒登記可出現在任何位置。
3. 執行usleep(500)延遲，simulated.thread記錄如下：
Log thread 1508059270.3195 at 1508059270.3206(s) Log thread 1508059270.3208 at 1508059270.3219(s) Log thread 1508059270.322 at 1508059270.323(s) Log thread 1508059270.323 at 1508059270.324(s) Log thread 1508059270.3244 at 1508059270.3261(s) Log thread 1508059270.3256 at 1508059270.3271(s) Log thread 1508059270.3275 at 1508059270.3286(s) Log thread 1508059270.3288 at 1508059270.3299(s) Log thread 1508059270.3299 at 1508059270.331(s) Log thread 1508059270.3313 at 1508059270.3314(s)
可見日誌記錄順序與(模擬)執行緒生成的順序一致。usleep延遲的基本單位是微妙(us， 1 s = 1000000 us)。
從以上的記錄可以看出：
1）這些(模擬)執行緒是第一次請求執行指令碼後就自動生成的，一個(模擬)執行緒緊接着建立了另一個(模擬)執行緒；
2）這些(模擬)執行緒中有的是在同一個子進程空間中產生並執行的；
3）前後相鄰(模擬)執行緒生成時間間隔很小，幾乎是同時產生，或後一個(模擬)執行緒在前一個(模擬)執行緒尚未執行結束並退出之前產生；
4）多個(模擬)執行緒之間可以併發執行。
所以，上述模擬多執行緒併發的實現是成功的。PHP-FPM進程池中同一個子進程可先後 先後處理多個連線請求，但同一時間只能處理一個連線請求，未處理連線請求將進入佇列等待處理。換句話，同一個子進程不具有併發處理連線請求的能力。
PHP-FPM Pool設定：它允許定義多個池，每個池可定義不同的設定項。以下只是列舉了我在探祕過程中還關注過的其他部分設定項
1、 listen：The address on which to accept FastCGI requests.它支援TCP Socket和unix socket兩種通訊協定。可設定listen = [::]:9000。
2、listen.allowed_clients：List of addresses (IPv4/IPv6) of FastCGI clients which are allowed to connect. 該設定項爲逗號分隔的列表，如listen.allowed_clients = 127.0.0.1,172.17.0.5。
3、pm：Choose how the process manager will control the number of child processes. 該設定項設定FPM管理進程池的方式，包括static、dynamic、ondemand三種。
4、pm.max_requests：The number of requests each child process should execute before respawning. This can be useful to work around memory leaks in 3rd party libraries.設定每個子進程處理請求數的上限，對於處理第三方庫中的記憶體漏失很有用。
5、pm.status_path：The URI to view the FPM status page.
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