Umgang mit Parallelit?t und Parallelit?t in PHP-Anwendungen

Parallelit?t und Parallelit?t werden oft synonym verwendet, haben aber unterschiedliche Bedeutungen, insbesondere im Zusammenhang mit der Anwendungsleistung. In PHP-Anwendungen kann die Verwaltung dieser Konzepte aufgrund des synchronen Ausführungsmodells von PHP eine Herausforderung darstellen. Es gibt jedoch mehrere Techniken und Tools, die je nach den Anforderungen der Anwendung verwendet werden k?nnen, um Parallelit?t und Parallelit?t effektiv zu handhaben.

1. Parallelit?t vs. Parallelit?t

• Parallelit?t bezieht sich auf die F?higkeit einer Anwendung, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erledigen, indem sie zwischen ihnen wechselt. Dabei geht es nicht unbedingt darum, Aufgaben gleichzeitig auszuführen, sondern es entsteht die Illusion, dies zu tun, normalerweise durch verschachtelte Ausführung.
• Parallelit?t bezieht sich auf die gleichzeitige Ausführung mehrerer Aufgaben, buchst?blich parallel, unter Verwendung mehrerer CPU-Kerne.

Da es sich bei PHP in erster Linie um eine Single-Threaded-Sprache handelt, sind zum Erreichen von Parallelit?t in der Regel zus?tzliche Bibliotheken oder Tools erforderlich. Mit dem richtigen Ansatz kann die Parallelit?t jedoch innerhalb des synchronen Modells von PHP gehandhabt werden.

2. Umgang mit Parallelit?t in PHP

Parallelit?t in PHP kann auf verschiedene Arten erreicht werden:

a. Verwenden von Multi-Process (Forking) mit pcntl_fork()

PHP stellt die Erweiterung pcntl (Process Control) zur Verwaltung von Prozessen bereit. Mit dieser Erweiterung k?nnen Sie neue Prozesse forken, von denen jeder eine separate Aufgabe gleichzeitig bearbeiten kann.

Beispiel:

<?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
}
?>

Dieser Ansatz erm?glicht Parallelit?t, indem untergeordnete Prozesse gegabelt werden, um Aufgaben parallel zu bearbeiten. Dabei handelt es sich jedoch nicht um echte Parallelit?t, da jeder Prozess unabh?ngig ausgeführt wird.

Einschr?nkungen:

• Die pcntl-Erweiterung ist nicht auf allen PHP-Setups verfügbar (z. B. Shared-Hosting-Umgebungen).
• Es ist nicht ideal für Aufgaben, die aufgrund des Prozessaufwands viel Rechenaufwand erfordern.

b. Verwendung von Pthreads für Multithreading (veraltet)

Die pthreads-Erweiterung erm?glichte PHP die Implementierung von Multithreading. Dies sorgte für echte Parallelit?t, sodass PHP Threads innerhalb desselben Prozesses erstellen konnte. Diese Erweiterung ist jedoch ab PHP 7.4 veraltet und wird nicht mehr empfohlen.

Alternativen: Für neuere Versionen von PHP sollten Sie modernere Techniken wie Parallel (siehe unten) oder externe Dienste wie Nachrichtenwarteschlangen verwenden.

3. Umgang mit Parallelit?t in PHP

Um Parallelit?t (echte gleichzeitige Ausführung von Aufgaben) in PHP zu erreichen, ben?tigen Sie entweder Multi-Processing- oder Multi-Threading-F?higkeiten. PHP verfügt auf Sprachebene nicht über eine integrierte Unterstützung dafür, aber es gibt externe Bibliotheken und Tools, mit denen Sie Parallelit?t implementieren k?nnen.

a. Verwendung einer parallelen Erweiterung (empfohlen für PHP 7.2)

Die parallele Erweiterung ist eine moderne L?sung für Multithreading in PHP. Es erm?glicht PHP-Skripten, parallele Aufgaben zu erstellen und diese gleichzeitig auf verschiedenen CPU-Kernen auszuführen.

Beispiel:

<?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
}
?>

Dadurch k?nnen Sie Aufgaben parallel ausführen und dabei die Vorteile von Multi-Core-Prozessoren nutzen. Die parallele Erweiterung ist viel effizienter und einfacher zu verwenden als pthreads.

Vorteile:

• Es bietet echte Parallelit?t mit modernen PHP-Versionen.
• Einfache API für parallele Ausführung und Kommunikation zwischen Threads.

Einschr?nkungen:

• Die parallele Erweiterung ist nicht in allen PHP-Umgebungen verfügbar.
• Es ist in erster Linie für Befehlszeilen-PHP konzipiert und funktioniert m?glicherweise nicht gut mit Webanfragen.

b. Verwendung externer Tools für Parallelit?t

• Gearman: Gearman ist ein Jobserver, der Aufgaben an mehrere Mitarbeiter verteilen kann. Dadurch k?nnen PHP-Anwendungen Aufgaben auf mehrere Maschinen oder Prozesse verlagern und so Parallelit?t und Parallelit?t gew?hrleisten. Gearman eignet sich gut für Jobs, die asynchron verteilt und verarbeitet werden k?nnen.

• RabbitMQ: Nachrichtenbroker wie RabbitMQ k?nnen dabei helfen, Aufgaben auf mehrere Mitarbeiter zu verteilen. Durch das Senden von Aufgaben an Warteschlangen k?nnen verschiedene Mitarbeiter gleichzeitig Aufgaben bearbeiten. Dies ist eine gute L?sung, wenn Aufgaben unabh?ngig voneinander ausgeführt werden k?nnen.

• ReactPHP und Swoole: Für ereignisgesteuerte Parallelit?t k?nnen Bibliotheken wie ReactPHP und Swoole zur Abwicklung asynchroner Aufgaben verwendet werden. ReactPHP erm?glicht nicht blockierende E/A-Vorg?nge, wodurch gleichzeitige Anforderungen in einer Anwendung effizienter werden k?nnen. Swoole bietet Coroutine-basierte Parallelit?t, sodass PHP mehrere Ausführungsthreads verwalten kann.

4. Gleichzeitige E/A verwalten (nicht blockierend)

Einer der Schlüsselbereiche, in denen in PHP-Anwendungen h?ufig Parallelit?t ben?tigt wird, sind E/A-gebundene Aufgaben, wie Datenbankabfragen, API-Aufrufe oder das Lesen/Schreiben in Dateien. Für nicht blockierende E/A k?nnen wir Folgendes verwenden:

a. ReactPHP

ReactPHP ist eine Low-Level-Bibliothek, die es Ihnen erm?glicht, asynchrone E/A-Vorg?nge ohne Blockierung abzuwickeln. Es verwendet Ereignisschleifen, um mehrere Aufgaben gleichzeitig zu bearbeiten, ohne dass zus?tzliche Threads oder Prozesse erforderlich sind.

Beispiel:

<?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
}
?>

In diesem Beispiel erm?glicht ReactPHP die gleichzeitige Verarbeitung von HTTP-Anfragen, ohne die Hauptausführung zu blockieren.

b. Swoole

Swoole ist eine leistungsstarke Coroutine-basierte PHP-Erweiterung, die asynchrone, parallele und Co-Routine-Funktionen bietet. Es ist darauf ausgelegt, Aufgaben gleichzeitig und parallel zu bearbeiten, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für PHP-Anwendungen macht, die eine gro?e Anzahl von Anfragen gleichzeitig verarbeiten müssen.

5. überlegungen zu Parallelit?t und Parallelit?t in PHP

Obwohl PHP nicht von Natur aus für den Umgang mit Parallelit?t und Parallelit?t ausgelegt ist, k?nnen diese Techniken und Bibliotheken Ihnen dabei helfen, mehrere Aufgaben gleichzeitig oder parallel zu verwalten. Hier sind einige überlegungen zum Umgang mit Parallelit?t und Parallelit?t in PHP:

• Ressourcenverwaltung: Der Umgang mit Parallelit?t und Parallelit?t erfordert normalerweise mehr Speicher- und CPU-Ressourcen, daher sollten Sie die Ressourcennutzung der Anwendung genau überwachen.
• Fehlerbehandlung: Die Verwaltung von Fehlern in gleichzeitigen oder parallelen Prozessen kann schwierig sein. Stellen Sie sicher, dass Ausnahmen und Fehler in jedem Prozess oder Thread ordnungsgem?? behandelt werden.
• Datenbankverbindungen: Wenn Ihre parallelen Aufgaben Datenbankabfragen umfassen, stellen Sie sicher, dass jeder Prozess/Thread über eine eigene Datenbankverbindung verfügt, oder verwenden Sie Verbindungspooling, um Konflikte zu vermeiden.
• Umgebung: Einige Parallelit?ts- und Parallelit?tstechniken (z. B. parallele Erweiterung, PCNTL usw.) funktionieren m?glicherweise nicht auf Webservern mit begrenzter Ausführungszeit oder begrenztem Speicher (z. B. Shared Hosting). Diese Tools eignen sich normalerweise besser für CLI-basierte PHP-Anwendungen.

Fazit

Der Umgang mit Parallelit?t und Parallelit?t in PHP erfordert ein Verst?ndnis dafür, wie PHP mit mehreren Prozessen und Threads funktioniert. Durch die Verwendung von Erweiterungen wie pcntl, parallel oder Bibliotheken wie ReactPHP und Swoole k?nnen Entwickler mehrere Aufgaben gleichzeitig oder parallel bearbeiten und so die Leistung von E/A-gebundenen und CPU-gebundenen Anwendungen verbessern. gebundene Aufgaben.

Die Auswahl des richtigen Tools h?ngt von den Anforderungen Ihrer Anwendung ab, z. B. davon, ob Sie E/A-gebundene Aufgaben bearbeiten (ReactPHP oder Swoole) oder ob Sie Aufgaben über mehrere CPU-Kerne hinweg bearbeiten müssen (mit Parallel oder PCNTL). .

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonUmgang mit Parallelit?t und Parallelit?t in PHP-Anwendungen: Techniken und Tools. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!