Linux操作系统中有哪些信号?PHP中处理信号相关函数与方式

2020年9月13日20:22:08 发表评论 274 views

一、在Linux操作系统中有哪些信号

1、简单介绍信号

信号是事件发生时对进程的通知机制,有时又称为软件中断。一个进程可以向另一个进程发送信号,比如子进程结束时都会向父进程发送一个SIGCHLD(17号信号)来通知父进程,所以有时信号也被当作一种进程间通信的机制。

在linux系统下,通常我们使用 kill -9 XXPID来结束一个进程,其实这个命令的实质就是向某进程发送SIGKILL(9号信号),对于在前台进程我们通常用Ctrl+c快捷键来结束运行,该快捷键的实质是向当前进程发送SIGINT(2号信号),而进程收到该信号的默认行为是结束运行

2、常用信号

下边这些信号,可以使用kill -l命令进行查看 Linux操作系统中有哪些信号?PHP中处理信号相关函数与方式 下边介绍几个比较重要且常用的信号:

信号名信号值信号类型信号描述
SIGHUP1终止进程(终端线路挂断)本信号在用户终端连接(正常或非正常、结束时发出, 通常是在终端的控制进程结束时, 通知同一session内的各个作业, 这时它们与控制终端不再关联
SIGQUIT2终止进程(中断进程)程序终止(interrupt、信号, 在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C、时发出
SIGQUIT3建立CORE文件终止进程,并且生成CORE文件进程,并且生成CORE文件 SIGQUIT 和SIGINT类似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-、来控制. 进程在因收到SIGQUIT退出时会产生core文件, 在这个意义上类似于一个程序错误信 号
SIGFPE8建立CORE文件(浮点异常)SIGFPE 在发生致命的算术运算错误时发出. 不仅包括浮点运算错误, 还包括溢 出及除数为0等其它所有的算术的错误
SIGKILL9终止进程(杀死进程)SIGKILL 用来立即结束程序的运行. 本信号不能被阻塞, 处理和忽略
SIGSEGV11SIGSEGV 试图访问未分配给自己的内存, 或试图往没有写权限的内存地址写数据
SIGALRM14终止进程(计时器到时)SIGALRM 时钟定时信号, 计算的是实际的时间或时钟时间. alarm函数使用该信号
SIGTERM15终止进程(软件终止信号)SIGTERM 程序结束(terminate、信号, 与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理. 通常用来要求程序自己正常退出. shell命令kill缺省产生这个信号
SIGCHLD17忽略信号(当子进程停止或退出时通知父进程)SIGCHLD 子进程结束时, 父进程会收到这个信号
SIGVTALRM26终止进程(虚拟计时器到时)SIGVTALRM 虚拟时钟信号. 类似于SIGALRM, 但是计算的是该进程占用的CPU时间
SIGIO29忽略信号(描述符上可以进行I/O)SIGIO 文件描述符准备就绪, 可以开始进行输入/输出操作

二、PHP中处理信号相关函数

PHP的pcntl扩展以及posix扩展为我们提供了若干操作信号的方法(若想使用这些函数,需要先安装这几个扩展)

下边具体介绍几个我在本次任务中用到的方法:

declare

declare结构用来设定一段代码的执行指令。declare的语法和其它流程控制结构相似

declare (directive)
    statement
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directive部分允许设定declare代码段的行为。目前只认识两个指令:ticks和encoding。declare代码段中的 statement部分将被执行——怎样执行以及执行中有什么副作用出现取决于directive中设定的指令

Ticks

Tick(时钟周期)是一个在declare代码段中解释器每执行N条可计时的低级语句就会发生的事件N的值是在declare 中的directive部分用ticks=N来指定的。不是所有语句都可计时。通常条件表达式参数表达式都不可计时。在每个tick中出现的事件是由register_tick_function()来指定的,注意每个 tick 中可以出现多个事件 更详细的内容,可查看官方文档:https://www.php.net/manual/zh/control-structures.declare.php

<?php
declare(ticks=1);//每执行一条时,触发register_tick_function()注册的函数
$a=1;//在注册之前,不算
function test(){//定义一个函数
    echo "执行\n";
}
register_tick_function('test');//该条注册函数会被当成低级语句被执行
for($i=0;$i<=2;$i++){//for算一条低级语句
    $i=$i;//赋值算一条
}
输出:六个“执行”
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pcntl_signal

pcntl_signal,安装一个信号处理器

pcntl_signal ( int $signo , callback $handler [, bool $restart_syscalls = true ] ) : bool
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函数pcntl_signal()为signo指定的信号安装一个新的信号处理器

declare(ticks = 1);
pcntl_signal(SIGINT,function(){
    echo "你按了Ctrl+C".PHP_EOL;
});
while(1){
    sleep(1);//死循环运行低级语句
}
输出:当按Ctrl+C之后,会输出“你按了Ctrl+C”
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posix_kill

posix_kill,向进程发送一个信号

posix_kill ( int $pid , int $sig ) : bool
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第一个参数为进程ID,第二个参数为你要发送的信号

a.php
<?php
declare(ticks = 1);
echo getmypid();//获取当前进程id
pcntl_signal(SIGINT,function(){
    echo "你给我发了SIGINT信号";
});
while(1){
    sleep(1);
}

b.php
<?php
posix_kill(执行1.php时输出的进程id, SIGINT);
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pcntl_signal_dispatch

pcntl_signal_dispatch,调用等待信号的处理器

pcntl_signal_dispatch ( void ) : bool
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函数pcntl_signal_dispatch()调用每个等待信号通过pcntl_signal()安装的处理器

<?php
echo "安装信号处理器...\n";
pcntl_signal(SIGHUP,  function($signo) {
     echo "信号处理器被调用\n";
});
echo "为自己生成SIGHUP信号...\n";
posix_kill(posix_getpid(), SIGHUP);
echo "分发...\n";
pcntl_signal_dispatch();
echo "完成\n";
?>

输出:
安装信号处理器...
为自己生成SIGHUP信号...
分发...
信号处理器被调用
完成
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pcntl_async_signals()

异步信号处理,用于启用无需 ticks (这会带来很多额外的开销)的异步信号处理。(PHP>=7.1)

<?php
pcntl_async_signals(true); // turn on async signals

pcntl_signal(SIGHUP,  function($sig) {
    echo "SIGHUP\n";
});

posix_kill(posix_getpid(), SIGHUP);

输出:
SIGHUP
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三、PHP中处理信号量的方式

前边我们知道我们可以通过declare(ticks=1)和pcntl_signal组合的方式监听信号,即每一条PHP低级语句,就会检查一次当前进程是否有未处理的信号,这其实是十分耗性能的。

pcntl_signal的实现原理是,触发信号后先将信号加入一个队列中。然后在PHP的ticks回调函数中不断检查是否有信号,如果有信号就执行PHP中指定的回调函数,如果没有则跳出函数。

PHP_MINIT_FUNCTION(pcntl)
{
 php_register_signal_constants(INIT_FUNC_ARGS_PASSTHRU);
 php_pcntl_register_errno_constants(INIT_FUNC_ARGS_PASSTHRU);
 php_add_tick_function(pcntl_signal_dispatch TSRMLS_CC);

 return SUCCESS;
}
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在PHP5.3之后,有了pcntl_signal_dispatch函数。这个时候将不在需要declare,只需要在循环中增加该函数,就可以调用信号通过了:

<?php
echo getmypid();//获取当前进程id
pcntl_signal(SIGUSR1,function(){
    echo "触发信号用户自定义信号1";
});
while(1){
    pcntl_signal_dispatch();
    sleep(1);//死循环运行低级语句
}
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大家都知道PHP的ticks=1表示每执行1行PHP代码就回调此函数。实际上大部分时间都没有信号产生,但ticks的函数一直会执行。如果一个服务器程序1秒中接收1000次请求,平均每个请求要执行1000行PHP代码。那么PHP的pcntl_signal,就带来了额外的 1000 * 1000,也就是100万次空的函数调用。这样会浪费大量的CPU资源。比较好的做法是去掉ticks,转而使用pcntl_signal_dispatch,在代码循环中自行处理信号。 pcntl_signal_dispatch 函数的实现:

void pcntl_signal_dispatch()
{
 //.... 这里略去一部分代码,queue即是信号队列
 while (queue) {
  if ((handle = zend_hash_index_find(&PCNTL_G(php_signal_table), queue->signo)) != NULL) {
   ZVAL_NULL(&retval);
   ZVAL_LONG(&param, queue->signo);

   /* Call php signal handler - Note that we do not report errors, and we ignore the return value */
   /* FIXME: this is probably broken when multiple signals are handled in this while loop (retval) */
   call_user_function(EG(function_table), NULL, handle, &retval, 1, &param TSRMLS_CC);
   zval_ptr_dtor(&param);
   zval_ptr_dtor(&retval);
  }
  next = queue->next;
  queue->next = PCNTL_G(spares);
  PCNTL_G(spares) = queue;
  queue = next;
 }
}
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但是上边这种,也有个恶心的地方就是,它得放在死循环中。PHP7.1之后出来了一个完成异步的信号接收并处理的函数: pcntl_async_signals

<?php
//a.php
echo getmypid();
pcntl_async_signals(true);//开启异步监听信号
pcntl_signal(SIGUSR1,function(){
    echo "触发信号";
    posix_kill(getmypid(),SIGSTOP);
});
posix_kill(getmypid(),SIGSTOP);//给进程发送暂停信号

//b.php
posix_kill(文件1进程, SIGCONT);//给进程发送继续信号
posix_kill(文件1进程, SIGUSR1);//给进程发送user1信号
复制代码

通过pcntl_async_signals方法,就不用再写死循环了。

监听信号的包:

https://github.com/Rain-Life/monitorSignal

作者:书旅

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