纯PHP实现定时器任务（Timer）

2021-09-06 15:54:38

　　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:
1438156396 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。

  1 <?php
  2 /**
  3 *定时器
  4 */
  5 class Timer
  6 {
  7     //保存所有定时任务
  8     public static $task = array();
  9 
 10         //定时间隔
 11         public static $time = 1;
 12 
 13         /**
 14     *开启服务
 15         *@param $time int
 16        */
 17     public static function run($time = null)
 18         {
 19         if($time)
 20             {
 21                     self::$time = $time;
 22             }
 23             self::installHandler();
 24             pcntl_alarm(1);
 25          }
 26         /**
 27         *注册信号处理函数
 28         */
 29         public static function installHandler()
 30         {
 31             pcntl_signal(SIGALRM, array('Timer','signalHandler'));
 32         }
 33 
 34         /**
 35         *信号处理函数
 36         */
 37         public static function signalHandler()
 38         {
 39             self::task();
 40         //一次信号事件执行完成后,再触发下一次
 41         pcntl_alarm(self::$time);
 42         }
 43 
 44         /**
 45         *执行回调
 46         */
 47         public static function task()
 48         {
 49             if(empty(self::$task))
 50             {//没有任务,返回
 51                     return ;
 52             }
 53             foreach(self::$task as $time => $arr)
 54         {
 55                     $current = time();
 56         
 57                 foreach($arr as $k => $job)
 58             {//遍历每一个任务
 59                         $func = $job['func'];    /*回调函数*/
 60                         $argv = $job['argv'];    /*回调函数参数*/
 61                 $interval = $job['interval'];    /*时间间隔*/
 62                         $persist = $job['persist'];    /*持久化*/
 63 
 64                         if($current == $time)
 65                         {//当前时间有执行任务
 66 
 67                     //调用回调函数,并传递参数
 68                                call_user_func_array($func, $argv);
 69                     
 70                     //删除该任务
 71                             unset(self::$task[$time][$k]);
 72                         }
 73                         if($persist)
 74                         {//如果做持久化,则写入数组,等待下次唤醒
 75                                self::$task[$current+$interval][] = $job;
 76                         }
 77             }
 78             if(empty(self::$task[$time]))
 79             {
 80                 unset(self::$task[$time]);
 81             }
 82             }
 83         }
 84 
 85         /**
 86         *添加任务
 87         */
 88         public static function add($interval, $func, $argv = array(), $persist = false)
 89         {
 90             if(is_null($interval))
 91             {
 92                 return;
 93             }
 94             $time = time()+$interval;
 95         //写入定时任务
 96         self::$task[$time][] = array('func'=>$func, 'argv'=>$argv, 'interval'=>$interval, 'persist'=>$persist);
 97         }
 98 
 99         /**
100         *删除所有定时器任务
101         */
102         public function dellAll()
103         {
104             self::$task = array();
105         }
106 }

　　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.

 1 <?php
 2 
 3 class DoJob
 4 {
 5     public function job( $param = array() )
 6     {
 7         $time = time();
 8         echo "Time: {$time}, Func: ".get_class()."::".__FUNCTION__."(".json_encode($param).")\n";
 9     }
10 }

　　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.

 1 <?php
 2 
 3 require_once(__DIR__."/Timer.php");
 4 require_once(__DIR__."/DoJob.php");
 5 
 6 
 7 Timer::dellAll();
 8 
 9 Timer::add( 1, array('DoJob','job'), array(),true);
10 
11 Timer::add( 3, array('DoJob','job'),array('a'=>1), false);
12 
13 echo "Time start: ".time()."\n";
14 Timer::run();
15 
16 while(1)
17 {
18     sleep(1);
19     pcntl_signal_dispatch();
20 }

　　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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