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PHP-FPM プロセスプールの探索

一个新手

リリース： 2023-03-16 16:48:01

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PHP はマルチプロセスをサポートしますが、マルチスレッドはサポートしません。PHP-FPM はプロセスプール内で複数のサブプロセスを実行して、すべての接続リクエストを同時に処理します。次のように ps を通じて PHP-FPM プロセスプール (pm.start_servers = 2) のステータスを表示します:

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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リストからわかるように、プロセスプール www にはアイドル状態の子プロセスが 2 つあります。 PID 8 と PID 9。注: NLWP は、軽量プロセスの数、つまりスレッドの数を指します。

PHP-FPM (FastCGI プロセスマネージャー) とは何ですか? PHP-FPM は、PHP-CGI のプロセス管理方法を提供します。これにより、メモリとプロセスを効果的に制御でき、そのマスタープロセスはメモリ内に常駐します。 FastCGI は、言語に依存しないスケーラブルなアーキテクチャの CGI オープン拡張機能であり、その主な動作は、フォークして実行するのではなく、CGI インタープリタプロセスをメモリ内に長時間保持することで、より高いパフォーマンスを実現します。 FastCGI は分散展開をサポートしており、WEB サーバー以外の複数のホストに展開できます。

探索方法: マルチスレッドの同時実行をシミュレートします

1. スレッドとは: スレッドは、通常、スレッド ID、現在の命令で構成される軽量プロセス (Lightweight Process、LWP) とも呼ばれます。ポインタ (PC)、レジスタセット、およびスタックは、プロセス内のエンティティであり、システムによって独立してスケジュールされる基本単位です。スレッド自体はシステムリソースを所有せず、動作に必要な一部のリソースのみを所有します。同じプロセスに属する他のリソーススレッドは、プロセスが所有するすべてのリソースを共有します。スレッド間の相互制約により、スレッドの動作に不連続性が見られます。スレッドには、準備完了、ブロック済み、実行中の 3 つの基本状態もあります。プロセスがリソース所有者であるため、作成、キャンセル、切り替えのオーバーヘッドが高すぎるため、対称型マルチプロセッサ (SMP) 上で複数のスレッド (スレッド) を同時に実行する方が適切な選択です。スレッドエンティティには、プログラム、データ、およびスレッド制御ブロック (TCB) が含まれます。 TCB には、次の情報が含まれます。

(1) スレッドのステータス。 3) 実行スタックのセット

(4) 各スレッドのローカル変数メインメモリを格納します。

(5) 同じプロセス内のメインメモリと他のリソースにアクセスします。

ただし、複数のプロセスを使用すると、プロセスプール内のプロセスがクラッシュしたり攻撃された場合にアプリケーションがより堅牢になります。

マルチスレッドのシミュレーション

<?php
/**
 * PHP 只支持多进程不支持多线程。
 *
 * PHP-FPM 在进程池中运行多个子进程并发处理所有连接，
 * 同一个子进程可先后处理多个连接请求，但同一时间
 * 只能处理一个连接请求，未处理连接请求将进入队列等待处理
 *
 */

class SimulatedThread
{
    //模拟线程
    private $thread;

    //主机名
    private $host = &#39;tcp://172.17.0.5&#39;;

    //端口号
    private $port = 80;

    public function __construct()
    {
        //采用当前时间给线程编号
        $this->thread = microtime(true);
    }

    /**
     * 通过socket发送一个新的HTTP连接请求到本机，
     * 此时当前模拟线程既是服务端又是模拟客户端
     *
     * 当前(程序)子进程sleep(1)后会延迟1s才继续执行，但其持有的连接是继续有效的，
     * 不能处理新的连接请求，故这种做法会降低进程池处理并发连接请求的能力，
     * 类似延迟处理还有time_nanosleep()、time_sleep_until()、usleep()。
     * 而且sleep(1)这种做法并不安全，nginx依然可能出现如下错误：
     * “epoll_wait() reported that client prematurely closed connection,
     * so upstream connection is closed too while connecting to upstream”
     *
     * @return void
     */
    public function simulate()
    {
        $run = $_GET[&#39;run&#39;] ?? 0;
        if ($run++ < 9) {//最多模拟10个线程
            $fp = fsockopen($this->host, $this->port);
            fputs($fp, "GET {$_SERVER[&#39;PHP_SELF&#39;]}?run={$run}\r\n\r\n");
            sleep(1);//usleep(500)
            fclose($fp);
        }

        $this->log();
    }

    /**
     * 日志记录当前模拟线程运行时间
     *
     * @return void
     */
    private function log()
    {
        $fp = fopen(&#39;simulated.thread&#39;, &#39;a&#39;);
        fputs($fp, "Log thread {$this->thread} at " . microtime(true) . "(s)\r\n");

        fclose($fp);
    }
}

$thread = new SimulatedThread();
$thread->simulate();
echo "Started to simulate threads...";

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調査の概要

: 上記のスクリプトを実行した後、予想通りの結果がいくつか見つかりました 1. PHP-FPM 設定項目 pm.max_children = 5、simulated.thread レコードは次のとおりです。

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)

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同時接続処理能力が最大であるため、最後に生成された (シミュレートされた) スレッドの登録が赤マークのエントリの位置に表示されます。プロセスプールのは 5 なので、第 6 条の後にのみ表示できます。

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)

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興味深いのは、緑色のエントリで表される (シミュレートされた) スレッドと赤色のエントリで表される (シミュレートされた) スレッドの登録時間が同じであり、2 つの (シミュレートされた) スレッドが同時に実行されていることを示しています。。

2. PHP-FPM設定項目pm.max_children = 10、simulated.threadレコードは以下の通りです。

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)

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サーバーの同時接続処理能力の上限が10に達したため、最新生成(シミュレート)スレッド登録は任意の位置に表示できます。

3. usleep(500) 遅延を実行すると、simulated.thread レコードは次のようになります:

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)

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ログ記録の順序は、(シミュレートされた) スレッドの生成順序と一致していることがわかります。 usleep 遅延の基本単位はマイクロ秒 (us、1 s = 1000000 us) です。

上記のレコードからわかります:

1) これらの (シミュレーション) スレッドは、スクリプトを実行するための最初のリクエストの後に自動的に生成され、1 つの

(シミュレーション)

スレッドがすぐに別の

(シミュレーション) スレッドを作成します。 2) これらの (シミュレーション) スレッドの一部は同じサブプロセス空間で生成され実行されます

3) 隣接する (シミュレーション) スレッド間の生成時間間隔は非常に小さく、ほぼ 1 秒間に生成されます。同時に、または 前の (シミュレートされた) スレッドが実行を終了して終了する前に、後の (シミュレートされた) スレッドが生成されます

4) 複数の (シミュレートされた) スレッドを同時に実行できます。

ということで、マルチスレッド同時実行をシミュレートする上記の実装は成功しました。 PHP-FPM プロセスプール内の同じサブプロセスは複数の接続リクエストを連続して処理できますが、同時に処理できる接続リクエストは 1 つだけです。未処理の接続リクエストはキューに入って処理を待機します。言い換えれば、同じ子プロセスは接続リクエストを同時に処理する能力を持っていません。

PHP-FPM プール構成

: 複数のプールを定義でき、各プールは異なる構成項目を定義できます。以下は、探索中に私が注意を払ったその他の構成項目のリストです

listen: FastCGI リクエストを受け入れるアドレス。TCP ソケットと unix ソケットの 2 つの通信プロトコルをサポートします。 listen = [::]:9000 と設定できます。
listen.allowed_clients: 接続を許可される FastCGI クライアントのアドレス (IPv4/IPv6) のリスト。この構成項目は、listen.allowed_clients = 127.0.0.1,172.17.0.5 などのカンマ区切りのリストです。。
pm: プロセスマネージャーが子プロセスの数を制御する方法を選択します。この構成項目は、静的、動的、オンデマンドなど、FPM がプロセスプールを管理する方法を設定します。
pm.max_requests: 再生成する前に各子プロセスが実行する必要があるリクエストの数。これは、サードパーティのライブラリでのメモリリークを回避するのに役立ちます。
pm.status_path: FPM ステータスページを表示するための URI。

以上がPHP-FPM プロセスプールの探索の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。