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行任務(wù)，但通常通過交錯執(zhí)行來給人一種這樣做的錯覺。
• 并行 是指同時運行多個任務(wù)，實際上是并行，利用多個 CPU 核心。

在 PHP 中，由于它主要是一種單線程語言，因此實現(xiàn)并行性通常需要額外的庫或工具。然而，可以通過正確的方法在 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)可以通過多種方式實現(xiàn)：

a.通過 pcntl_fork() 使用多進程（分叉）

PHP 提供了 pcntl（進程控制）擴展來管理進程。此擴展允許您分叉新進程，每個進程都可以同時處理單獨的任務(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
}
?>

這種方法允許通過分叉子進程來并行處理任務(wù)來實現(xiàn)并發(fā)，但這并不是真正的并行，因為每個進程都是獨立運行的。

限制：

• pcntl 擴展不適用于所有 PHP 設(shè)置（例如共享托管環(huán)境）。
• 對于由于進程開銷而需要大量計算的任務(wù)來說，它并不理想。

b.使用 pthreads 進行多線程（已棄用）

pthreads 擴展允許 PHP 實現(xiàn)多線程。這提供了真正的并行性，PHP 可以在同一進程中創(chuàng)建線程。但是，從 PHP 7.4 開始，此擴展已被棄用，不再推薦。

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

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3.在 PHP 中處理并行

要在 PHP 中實現(xiàn)并行性（真正的任務(wù)同時執(zhí)行），您需要多處理或多線程功能。 PHP 在語言級別上沒有對此的內(nèi)置支持，但是有外部庫和工具可以讓您實現(xiàn)并行性。

a.使用并行擴展（推薦 PHP 7.2）

并行擴展是 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行任務(wù)。并行擴展比 pthread 更高效、更易于使用。

優(yōu)點：

• 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單 API。

限制：

• 并行擴展并非在所有 PHP 環(huán)境中都可用。
• 它主要是為命令行 PHP 設(shè)計的，可能無法很好地處理 Web 請求。

b.使用外部工具實現(xiàn)并行

• Gearman：Gearman 是一個作業(yè)服務(wù)器，可以將任務(wù)分配給多個工作人員。這允許 PHP 應(yīng)用程序?qū)⑷蝿?wù)卸載到多臺機器或進程，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工作人員之間分配任務(wù)。通過將任務(wù)發(fā)送到隊列，不同的worker可以同時處理任務(wù)。當(dāng)任務(wù)可以彼此獨立執(zhí)行時，這是一個很好的解決方案。

• ReactPHP 和 Swoole：對于事件驅(qū)動的并發(fā)，可以使用 ReactPHP 和 Swoole 等庫來處理異步任務(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)請求更加高效。 Swoole 提供基于協(xié)程的并行性，允許 PHP 管理多個執(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)庫查詢、API 調(diào)用或讀/寫文件。對于非阻塞 I/O，我們可以使用：

a. ReactPHP

ReactPHP 是一個低級庫，允許您無阻塞地處理異步 I/O 操作。它使用事件循環(huán)來同時處理多個任務(wù)，而不需要額外的線程或進程。

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 請求，而不會阻塞主執(zhí)行。

b.斯沃爾

Swoole 是一個基于協(xié)程的高性能 PHP 擴展，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)，使其成為需要同時處理大量請求的 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

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)和庫可以幫助您同時或并行管理多個任務(wù)。以下是在 PHP 中處理并發(fā)和并行性時的一些注意事項：

• 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。
• 錯誤處理：管理并發(fā)或并行進程中的錯誤可能很棘手。確保在每個進程或線程中正確處理異常和錯誤。
• 數(shù)據(jù)庫連接：如果您的并行任務(wù)涉及數(shù)據(jù)庫查詢，請確保每個進程/線程都有自己的數(shù)據(jù)庫連接或使用連接池來避免爭用。
• 環(huán)境：某些并發(fā)和并行技術(shù)（例如并行擴展、pcntl 等）可能無法在執(zhí)行時間或內(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 如何處理多個進程和線程。通過使用 pcntl、parallel 等擴展或 ReactPHP 和 Swoole 等庫，開發(fā)人員可以并發(fā)或并行處理多個任務(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 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。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！