PHP의 멀티스레드 프로그래밍 지원 및 사용

PHP 분야에서는 멀티스레딩 개념이 다른 언어만큼 잘 알려져 있지 않습니다. PHP는 일반적으로 단일 스레드 모델이므로 다중 스레드 필드에는 적합하지 않다고 생각했습니다. 일부 멀티스레딩 프로젝트의 소스 코드를 살펴본 후 PHP의 멀티스레딩도 유용하게 사용할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 유연하게 사용하면 특정 문제를 해결하는 데 매우 적합한 것으로 나타났습니다.

Multi-threading

Threads

먼저 스레드에 대해 이야기해 보겠습니다.

스레드는 운영 체제에서 계산 일정을 수행할 수 있는 가장 작은 단위입니다. 프로세스에 포함되며 프로세스에서 실제 작동하는 단위입니다. 스레드는 프로세스에서 단일 순차적 제어 흐름을 의미합니다. 여러 스레드가 프로세스에서 동시에 실행될 수 있으며 각 스레드는 서로 다른 작업을 병렬로 수행합니다.

멀티 스레딩을 사용하는 것은 주로 실행 효율성에 큰 이점이 있기 때문입니다. 스레드는 운영 체제가 예약할 수 있는 가장 작은 단위이므로:

멀티 스레드 프로그램은 단일 스레드 프로그램보다 운영 체제에 의해 예약될 확률이 더 높으므로 일반적으로 멀티 스레드 프로그램이 단일 스레드 프로그램보다 더 효율적입니다. -스레드 프로그램;

멀티 스레드 프로그램 다중 스레드는 멀티 코어 CPU의 여러 코어에서 동시에 실행될 수 있어 멀티 코어 시스템을 최대한 활용할 수 있습니다. -스레딩에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

스레드를 생성하고 전환하는 데 드는 시스템 오버헤드가 프로세스보다 더 작아야 하므로 어느 정도 다중 프로세스보다 효율적입니다.

스레드는 본질적으로 메모리 공간을 공유합니다. , 프로세스 IPC로 인해 새로운 복잡성이 발생하는 것을 방지하여 스레드 간의 통신이 더 간단해졌습니다.

적용 가능한 시나리오

멀티스레딩에는 많은 최적화가 있지만 생각 없이 멀티스레딩을 사용하면 프로그램의 실행 효율성을 향상시킬 수 없습니다. 성능 저하가 발생하며, 순차적으로 실행해야 할 코드가 많아져 시간 소모가 길어질 수 있습니다. 예:

sumSmall은 1에서 50000까지 누적되는 함수입니다.

위 그림은 메인 스레드에서 sumSmall을 3번 실행하고, sumSmall을 각각 3개의 스레드에서 실행한 후 결과가 하나의 스레드로 동기화되는 시간을 비교한 것입니다. 3 스레드를 생성, 전환 및 동기화하는 데 필요한 시간은 스레드의 비동기 실행으로 절약되는 시간보다 훨씬 깁니다.

sumLarge 함수는 1에서 5000000까지 누적됩니다. 다음 그림은 동일한 스레드를 3번 실행하고 스레드를 3번 실행하는 데 걸리는 시간을 보여줍니다.

이번에는 멀티스레딩이 마침내 효율성 이점을 갖게 되었습니다.

멀티스레딩 사용 여부는 특정 필요에 따라 결정해야 합니다. 일반적으로 다음 두 가지 상황을 고려해야 합니다.

I/O 차단은 운영 체제에서 작업 예약을 유발하고 현재 작업을 차단하므로 코드에 I/O가 많기 때문에 멀티스레딩을 사용하면 코드가 병렬화될 수 있습니다. 예를 들어 전체 파일을 여러 번 읽거나 여러 네트워크 리소스를 요청하는 경우입니다.

멀티스레딩은 CPU를 최대한 활용할 수 있으므로 계산 집약적인 코드가 여러 개인 경우 위의 후자 예와 같이 멀티스레딩을 사용하여 병렬로 실행할 수도 있습니다.

PHP의 멀티스레딩

PHP는 기본적으로 멀티스레딩을 지원하지 않습니다. 멀티스레딩을 사용하려면 pthread 확장을 설치하려면 --enable-maintainer-zts를 사용해야 합니다. PHP를 다시 컴파일하기 위한 매개변수입니다. 이 매개변수는 PHP를 컴파일할 때 스레드 안전성을 사용하도록 지정됩니다.

스레드 안전성

멀티스레딩은 프로그램을 불안하게 만드는 요소입니다. 멀티스레딩을 사용하기 전에 먼저 스레드 안전성 문제를 고려해야 합니다.

스레드 안전성: 스레드 안전성은 프로그래밍에서 특정 기능을 가리키는 용어입니다. , 함수 라이브러리가 다중 스레드 환경에서 호출되면 다중 스레드 간의 공유 변수를 올바르게 처리할 수 있으므로 프로그램 함수가 올바르게 완료될 수 있습니다.

기존 멀티스레딩에서는 여러 스레드가 변수를 공유하므로 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

전역 배열이 있습니다. $arr = array('a');;

스레드는 길이가 1인 배열을 얻습니다. ;

B 스레드는 배열 길이를 1로 얻습니다.

A 스레드는 배열 요소 $a = array_pop($arr); $a = 'a';;

B 스레드도 배열 요소 $를 팝합니다. b = array_pop($arr ); $a = null;;

이때 B 스레드에서 초자연적인 이벤트가 발생했습니다. 배열 길이가 분명히 0보다 크거나 무언가가 팝되지 않았습니다.

PHP 구현

PHP에서 구현하는 스레드 안전성은 주로 TSRM 메커니즘을 사용하여 전역 변수와 정적 변수를 격리합니다. 각 스레드는 기본 스레드의 백업을 사용하므로 변수 충돌을 방지하고 스레드 안전을 방지합니다. 질문.

PHP의 멀티스레딩 캡슐화는 스레드 안전성을 보장합니다. 프로그래머는 더 이상 읽기 및 쓰기 충돌을 피하기 위해 전역 변수에 다양한 잠금을 추가하는 것을 고려할 필요가 없습니다. 또한 오류 가능성을 줄이고 작성된 코드를 더욱 안전하게 만듭니다.

그러나 결과적으로 하위 스레드가 실행되기 시작하면 메인 스레드는 더 이상 하위 스레드의 실행 세부 정보를 조정할 수 없으며 스레드는 전역 변수를 통해 스레드 간에 메시지를 전송하는 기능을 어느 정도 상실하게 됩니다.

동시에 PHP가 스레드 안전 옵션을 켠 후 TSRM 메커니즘을 사용하여 변수를 할당하고 사용할 때 추가 손실이 발생하므로 멀티 스레딩이 필요하지 않은 PHP 환경에서는 ZTS( 스레드가 아닌 안전성) 버전의 PHP입니다.

클래스 및 메서드

PHP는 스레드를 Thread 클래스로 캡슐화합니다. 클래스의 캡슐화로 인해 변수 사용은 생성자를 통해서만 전달될 수 있으며 스레드 작업 결과도 필요합니다. 클래스 변수를 통해 전달됩니다.

다음은 일반적으로 사용되는 몇 가지 Thread 클래스 메서드입니다.

run()：此方法是一个抽象方法，每个线程都要实现此方法，线程开始运行后，此方法中的代码会自动执行；
start()：在主线程内调用此方法以开始运行一个线程；
join()：各个线程相对于主线程都是异步执行，调用此方法会等待线程执行结束；
kill()：强制线程结束；
isRunning()：返回线程的运行状态，线程正在执行run()方法的代码时会返回 true；

스레드 안전 구현으로 인해 PHP 멀티 스레드가 실행을 시작한 후에는 더 이상 공유 메모리 공간을 통해 통신할 수 없으며 스레드는 스레드 간을 통해 재사용할 수 없습니다. 따라서 PHP의 "스레드 풀"은 실제로 의미가 없다고 생각합니다. 확장에 포함된 Pool 클래스는 멀티스레드 할당을 관리하는 클래스이므로 여기서는 소개하지 않겠습니다.

예제 코드

다음은 특정 인터페이스를 요청하는 데 사용되는 스레드 클래스입니다. 다음으로 이를 기반으로 두 개의 다중 스레드 애플리케이션 예제를 작성합니다.

class Request extends Thread {
    public $url;
    public $response;
    public function __construct($url) {
        $this->url = $url;
    }
    public function run() {
        $this->response = file_get_contents($this->url);
    }
}

Asynchronous request

동기 요청을 비동기 호출을 위해 여러 스레드로 분할하여 프로그램 실행 효율성을 향상시킵니다.

$chG = new Request("www.google.com");
$chB = new Request("www.baidu.com");
$chG ->start();
$chB ->start();
$chG->join();
$chB->join();
$gl = $chG->response;
$bd = $chB->response;

타임아웃 제어

회사 웹사이트의 특정 웹페이지에 있는 콘텐츠가 간헐적으로 작동하는 것을 우연히 발견했습니다. 구체적인 구현 방식은 모르지만 이것이 멀티스레딩을 사용하는 영감을 주었습니다. 스레드 비동기를 사용하는 것입니다. 빠른 실패 및 시간 초과 제어를 달성합니다.

curl을 사용하여 주소를 요청할 때 CURLOPT_CONNECTTIMEOUT / CURLOPT_TIMEOUT 매개변수를 통해 컬의 연결 시간 초과와 읽기 데이터 시간 초과를 각각 설정할 수 있지만 전체 시간 초과는 제어하기 어렵습니다. 또한 데이터베이스 쿼리를 수행할 때는 시간 초과 기간을 설정할 수 없습니다(Niao Ge의 블로그: MySQL에 대한 쿼리 시간 초과 설정).

이때 멀티스레딩을 사용하여 이 기능을 구현할 수 있습니다. 스레드 클래스의 start() 메서드를 실행한 후 Join() 메서드를 호출하지 마십시오. 메인 스레드의 실행을 차단합니다.

이때 메인 스레드는 기함에 해당하고, 각 하위 스레드는 순양함에 해당합니다. 기함이 특정 장소에 도착한 후에는 순양함이 돌아올 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 일정 시간 동안 기다렸다가 떠나십시오. 따라서 순양함이 예상치 못한 경우 빈 기함을 피하십시오.

코드:

$chG = new Request("www.google.com");
$chB = new Request("www.baidu.com");
$chG->start();
$chB->start();
$chB->join();
// 此处不对chG执行join方法
sleep(1); // sleep一个能接受的超时时间
$gl = $chG->response;
$bd = $chB->response;
$bd->kill();
if (!$gl) {
    $gl = ""; // 处理异常，或在线程类内给$gl一个默认值
}

요약

PHP의 멀티스레딩 실링(yan) 설치(ge)는 스레드를 사용할 때 사람들을 매우 불쾌하게 만듭니다. 안전하고 단순하고 사용하기 쉬운 PHP 스타일을 유지하지만 멀티스레딩 기능을 완전히 활용할 수는 없습니다. 하지만 각 언어에는 고유한 특성과 강조점이 있으므로 그것을 강요할 필요는 없습니다 =_=.

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