swoole进程结构

一、进程的基本知识

什么是进程,所谓进程其实就是操作系统中一个正在运行的程序,我们在一个终端当中,通过php,运行一个php文件,这个时候就相当于我们创建了一个进程,这个进程会在系统中驻存,申请属于它自己的内存空间系统资源并且运行相应的程序

对于一个进程来说,它的核心内容分为两个部分,一个是它的内存,这个内存是这进程创建之初从系统分配的,它所有创建的变量都会存储在这一片内存环境当中

一个是它的上下文环境我们知道进程是运行在操作系统的,那么对于程序来说,它的运行依赖操作系统分配给它的资源,操作系统的一些状态。

在操作系统中可以运行多个进程的,对于一个进程来说,它可以创建自己的子进程,那么当我们在一个进程中创建出若干个子进程的时候那么可以看到如图,子进程和父进程一样,拥有自己的内存空间和上下文环境

二、Swoole进程结构

Swoole的高效不仅仅于底层使用c编写,他的进程结构模型也使其可以高效的处理业务,我们想要深入学习,并且在实际的场景当中使用必须了解,下面我们先看一下结构图:

首先先介绍下swoole的这几种进程分别是干什么的:

从这些层级的名字,我们先大概说一下,下面这些层级分别是干什么的,做一个详细的说明。

  1. Master进程:主进程
  2. Manger进程:管理进程
  3. Worker进程:工作进程
  4. Task进程:异步任务工作进程

1、Master进程

第一层,Master进程,这个是swoole的主进程,这个进程是用于处理swoole的核心事件驱动的,那么在这个进程当中可以看到它拥有一个MainReactor[线程]以及若干个Reactor[线程],swoole所有对于事件的监听都会在这些线程中实现,比如来自客户端的连接,信号处理等。

每一个线程都有自己的用途,下面多每个线程有一个了解

MainReactor(主线程)

主线程会负责监听server socket,如果有新的连接accept,主线程会评估每个Reactor线程的连接数量。将此连接分配给连接数最少的reactor线程,做一个负载均衡。

Reactor线程组

Reactor线程负责维护客户端机器的TCP连接、处理网络IO、收发数据完全是异步非阻塞的模式。
swoole的主线程在Accept新的连接后,会将这个连接分配给一个固定的Reactor线程,在socket可读时读取数据,并进行协议解析,将请求投递到Worker进程。在socket可写时将数据发送给TCP客户端。

心跳包检测线程(HeartbeatCheck)

Swoole配置了心跳检测之后,心跳包线程会在固定时间内对所有之前在线的连接
发送检测数据包

UDP收包线程(UdpRecv)

接收并且处理客户端udp数据包

2、管理进程Manager

Swoole想要实现最好的性能必须创建出多个工作进程帮助处理任务,但Worker进程就必须fork操作,但是fork操作是不安全的,如果没有管理会出现很多的僵尸进程,进而影响服务器性能,同时worker进程被误杀或者由于程序的原因会异常退出,为了保证服务的稳定性,需要重新创建worker进程。

Swoole在运行中会创建一个单独的管理进程,所有的worker进程和task进程都是从管理进程Fork出来的。管理进程会监视所有子进程的退出事件,当worker进程发生致命错误或者运行生命周期结束时,管理进程会回收此进程,并创建新的进程。换句话也就是说,对于worker、task进程的创建、回收等操作全权有“保姆”Manager进程进行管理。

再来一张图梳理下Manager进程和Worker/Task进程的关系。

3、Worker进程

worker 进程属于swoole的主逻辑进程,用户处理客户端的一系列请求,接受由Reactor线程投递的请求数据包,并执行PHP回调函数处理数据生成响应数据并发给Reactor线程,由Reactor线程发送给TCP客户端可以是异步非阻塞模式,也可以是同步阻塞模式

4、Task进程

taskWorker进程这一进城是swoole提供的异步工作进程,这些进程主要用于处理一些耗时较长的同步任务,在worker进程当中投递过来。

三、进程查看及流程梳理

当启动一个Swoole应用时,一共会创建2 + n + m个进程,2为一个Master进程和一个Manager进程,其中n为Worker进程数。m为TaskWorker进程数。

默认如果不设置,swoole底层会根据当前机器有多少CPU核数,启动对应数量的Reactor线程和Worker进程。我机器为1核的。Worker为1。

所以现在默认我启动了1个Master进程,1个Manager进程,和1个worker进程,TaskWorker没有设置也就是为0,当前server会产生3个进程。

在启动了server之后,在命令行查看当前产生的进程

这三个进程中,所有进程的根进程,也就是例子中的2123进程,就是所谓的Master进程;而2212进程,则是Manager进程;最后的2321进程,是Worker进程。

client跟server的交互

1、client请求到达 Main Reactor,Client实际上是与Master进程中的某个Reactor线程发生了连接。

2、Main Reactor根据Reactor的情况,将请求注册给对应的Reactor (每个Reactor都有epoll。用来监听客户端的变化)

3、客户端有变化时Reactor将数据交给worker来处理

4、worker处理完毕,通过进程间通信(比如管道、共享内存、消息队列)发给对应的reactor。

5、reactor将响应结果发给相应的连接请求处理完成

示意图:

后续准备

本文是在自己学习Swoole接触到的一些知识,在初步整理后发送出来,希望能与大家一起学习,文章不足等问题大家可以一起讨论学习,欢迎骚扰~~。
后面准备从网络模型入手更好的理解swoole的实现原理,比较与传统PHP-FPM工作模式的问题,之前出过一篇关于(一)如何实现一个单进程阻塞的网络服务器大家可以先了解下,如何一步步演变为多进程master-worker模型。

来自 https://segmentfault.com/a/1190000018855202

swoole进程结构
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