PHP实现定时器任务器

定时器任务，在WEB应用比较常见，如何使用PHP实现定时器任务，大致有两种方案：1）使用Crontab命令，写一个shell脚本，在脚本中调用PHP文件,然后定期执行该脚本；2）配合使用ignore_user_abort()和set_time_limit()，使脚本脱离浏览器运行。前者是利用Linux的特性，和PHP本身没有多大关系，后者使用场景有限，且只能由一次HTTP请求触发该脚本，执行完后退出。那么我们如何使用纯PHP实现纯粹的定时器任务，且能适应认识任务业务需求？
基础知识
　　此程序在Linux下开发，以cli模式运行，一下是基本知识的简要介绍。
CLI：PHP的命令行模式，常见的WEB应用使用的是fpm；
进程：进程是程序运行的基本单元，进程之间是独立运行且互不干扰的，有独立的运行空间，每个进程都有一个进程控制块；
进程间通信：既然进程是独立运行，我们需要一种机制保证不同进程信息的交换，进程间通信主要包括：管道，IPC（共享内存，信号，消息队列），套接字；
PCNTL扩展：PHP的一个进程扩展，主要用到pcntl_alarm()函数，详细介绍请查阅官网.
实现原理　　　　
　　用一个三维数组保存所有需要执行的任务，一级索引为时间戳,值为执行任务的方法、回调参数等,具体数组形式如下:

array(
        '1438156396' => array(
                array(1,array('Class','Func'), array(), true),  
        )
)

说明: 时间戳 array(1,array('Class','Func'), array(), true) 参数依次表示: 执行时间间隔,回调函数,传递给回调函数的参数,是否持久化(ture则一直保存在数据中,否则执行一次后删除)

　　这些任务可以是任意类的方法。既然是定时任务，我们需要一个类似计时的东东，此方案采用信号量去做，每一秒向当前进程发送SIGALRM信号，并捕获该信号，触发信号处理函数，循环遍历数据，判断是否有当前时间需要执行的任务。如果有则采用回调方式触发，并把参数传递给该方法。

<?php
/**
*定时器
*/
class Timer
{
    //保存所有定时任务
    public static $task = array();

        //定时间隔
        public static $time = 1;

        /**
    *开启服务
        *@param $time int
       */
    public static function run($time = null)
        {
        if($time)
            {
                    self::$time = $time;
            }
            self::installHandler();
            pcntl_alarm(1);
         }
        /**
        *注册信号处理函数
        */
        public static function installHandler()
        {
            pcntl_signal(SIGALRM, array('Timer','signalHandler'));
        }

        /**
        *信号处理函数
        */
        public static function signalHandler()
        {
            self::task();
        //一次信号事件执行完成后,再触发下一次
        pcntl_alarm(self::$time);
        }

        /**
        *执行回调
        */
        public static function task()
        {
            if(empty(self::$task))
            {//没有任务,返回
                    return ;
            }
            foreach(self::$task as $time => $arr)
        {
                    $current = time();
        
                foreach($arr as $k => $job)
            {//遍历每一个任务
                        $func = $job['func'];    /*回调函数*/
                        $argv = $job['argv'];    /*回调函数参数*/
                $interval = $job['interval'];    /*时间间隔*/
                        $persist = $job['persist'];    /*持久化*/

                        if($current == $time)
                        {//当前时间有执行任务

                    //调用回调函数,并传递参数
                               call_user_func_array($func, $argv);
                    
                    //删除该任务
                            unset(self::$task[$time][$k]);
                        }
                        if($persist)
                        {//如果做持久化,则写入数组,等待下次唤醒
                               self::$task[$current+$interval][] = $job;
                        }
            }
            if(empty(self::$task[$time]))
            {
                unset(self::$task[$time]);
            }
            }
        }

        /**
        *添加任务
        */
        public static function add($interval, $func, $argv = array(), $persist = false)
        {
            if(is_null($interval))
            {
                return;
            }
            $time = time()+$interval;
        //写入定时任务
        self::$task[$time][] = array('func'=>$func, 'argv'=>$argv, 'interval'=>$interval, 'persist'=>$persist);
        }

        /**
        *删除所有定时器任务
        */
        public function dellAll()
        {
            self::$task = array();
        }
}

　这是定时器类核心部分,有一个静态变量保存有所有需要执行的任务,这里为什么是静态的呢?大家自行思考.当进程接受到 SIGALRM 信号后,触发 signalHandler 函数,随后循序遍历数组查看是否有当前时间需要执行的任务,有则回调,并传递参数,删除当前job,随后检查是否要做持久化任务,是则继续将当前job写入事件数组等待下次触发,最后再为当前进程设置一个闹钟信号.可以看出这个定时器,只要触发一次就会从内部再次触发,得到自循环目的.

<?php

class DoJob
{
    public function job( $param = array() )
    {
        $time = time();
        echo "Time: {$time}, Func: ".get_class()."::".__FUNCTION__."(".json_encode($param).")\n";
    }
}

这是回调类及函数,为方便说明,加入不少调试信息.Timer类及回调都有了,我们看看使用场景是怎么样的.

<?php

require_once(__DIR__."/Timer.php");
require_once(__DIR__."/DoJob.php");


Timer::dellAll();

Timer::add( 1, array('DoJob','job'), array(),true);

Timer::add( 3, array('DoJob','job'),array('a'=>1), false);

echo "Time start: ".time()."\n";
Timer::run();

while(1)
{
    sleep(1);
    pcntl_signal_dispatch();
}

　　代码非常短,这里注册了两个job,随后运行定时器,在一个无限循环里捕捉信号触发动作,如果不捕获将无法触发事先注册的处理函数.这样一个自循环的定时器开发完成.运行结果如下:

　　

　　如我们场景类添加的任务一样,在90的时候执行了两个任务,一个为持久化的不带参数的job,一个为非持久化带参数的job,随后非持久化job不再执行.

总结

在收到信号前,当前进程不能退出.这里我使用了条件永远为真的循环.在我们实际生产环境中,需要创造这么一个先决条件,比如说,我们有一组服务,这些服务都是一直运行的,不管是IO访问,等待socket链接等等,当前服务都不会终止,即使进程阻塞也不会有问题,这种场景,也就是有一个一直运行的服务中使用.

目前PHP只支持以秒为单位的触发,不支持更小时间单位,对位定时任务而言基本足够

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