开篇

最近做了这个扩展包，学习了pusher协议标准。因此也做了一个合集，有兴趣可以看下Laravel11 从0开发 Swoole-Reverb 扩展包

关于laravel-swoole-reverb

laravel-swoole-reverb是一个将 Swoole 与 Laravel Reverb 集成的包，采用php8.2版本编写，可用于高性能的 WebSocket 和 Pub/Sub 消息传递。这个包依赖 Laravel Reverb ，通过提供swoole:reverb start 操作来替代 reverb:start.同时所说的替代，指的是可以使用swoole:reverb start来运行swoole的服务，但同时也保留了reverb的所有服务。开发者选择一个进行。
swoole reverb 将reactPHP换成swoole并且swoole reverb高度复用reverb组件，因此，大家可以放心使用，目前经我测试，public private channel 正常，立即发送和队列发送广播正常，echojs 监听正常。欢迎大家使用哈，有问题提 Issue。

知识点分享

在实现多进程的过程中，我也加深学习了一些基础知识，这里还是要说：一定要看完swoole 基础知识说的内容，现在有AI后，也更加让你能够理解。话不多说，赶紧分享：

fork 子进程后，子进程到底复制父进程的哪些资源，同时哪些资源又不能复制？

我觉得这个问题很有味道，了解这个后，我们在面对多进程、协程编程遇到的心智问题，会对我们有所帮助。然后在放出ai的总结内容前，我建议 朋友们可以去看看c++教程网出的socket编程系列视频（我也正在看，b站可以找到）。对于php go 等开发者，会有很大帮助，而且，我保证你不会c/c++ 也能看懂的。 为啥我觉得有用哈，因为下面会讲到fork 的子进程复制文件描述符是引用计数的策略，这个点在socket编程视频里面讲多进程回射服务器的时候也提到了：fork的子进程负责处理accept 后连接套接字，同时父进程使用close(conn)关闭连接套接字，就会说到引用计数-1

在 Unix/Linux 系统中，使用 fork() 创建子进程时，子进程会继承父进程的大部分资源，但某些资源不能直接复制。以下是具体的分类：

子进程会复制的资源

1. 代码段（Text Segment）：

   • 子进程与父进程共享相同的程序代码，但拥有独立的执行上下文。

2. 数据段（Data Segment）：

   • 包括全局变量、静态变量的副本。子进程对这些变量的修改不会影响父进程。

3. 堆（Heap）：

   • 复制父进程的堆数据，但现代操作系统通常使用写时复制（Copy-On-Write, COW）技术，在子进程修改数据之前，共享相同的物理内存。

4. 栈（Stack）：

   • 复制父进程的栈，包括局部变量、函数调用帧等，但与堆一样，通常使用写时复制。

5. 文件描述符表（File Descriptors）：

   • 继承父进程的打开文件描述符（包括文件、管道、套接字），文件偏移量是共享的。

6. 信号处理方式：

   • 继承父进程的信号处理配置（如 SIG_IGN 或 SIG_DFL），但某些信号（如 SIGCHLD）的状态可能会有所不同。

7. 当前工作目录：

   • 继承父进程的当前工作目录（cwd）。

8. 环境变量（Environment Variables）：

   • 复制父进程的环境变量。

9. 资源限制（Resource Limits, ulimit）：

   • 继承父进程的资源限制，如 CPU 时间、文件大小等。

10. 进程组和会话（Process Group and Session）：

    • 子进程继承父进程的进程组 ID（PGID）和会话 ID（SID）。

子进程不会复制或有特殊行为的资源

1. 进程 ID（PID）：

   • 子进程会获得一个新的 PID，而不是继承父进程的 PID。

2. 父进程 ID（PPID）：

   • 子进程的 PPID 被设置为创建它的父进程的 PID。

3. 文件锁（File Locks）：

   • fcntl() 文件锁不会继承，需要子进程重新加锁。

4. 挂起的信号（Pending Signals）：

   • 父进程的挂起信号不会传递给子进程。

5. 线程（Threads）：

   • fork() 仅复制调用它的线程，其他线程不会复制。推荐使用 fork() 时避免多线程，否则可能导致同步问题。

6. IPC 机制（Inter-Process Communication）：

   • 共享内存（Shared Memory, shm）：子进程仍可访问，但由于共享性质，数据不会独立。
   • 消息队列（Message Queues）和信号量（Semaphores）：保持不变，但某些同步行为可能需要重新初始化。

7. 打开的 socket 的连接状态：

   • 继承 socket，但对于 TCP 连接，某些协议级别的状态可能需要重新初始化。

8. 计时器（Timers）：

   • setitimer() 和 alarm() 设定的定时器在子进程中不会继承。

特殊情况

• 写时复制（Copy-On-Write, COW）

  • 现代操作系统在 fork() 时通常不会真正复制堆和栈，而是采用 COW 机制，直到子进程修改数据时才进行真正的拷贝。

• vfork()

  • vfork() 直接共享父进程的地址空间，子进程执行 exec() 或 exit() 之前，父进程会被挂起。相比 fork()，vfork() 在某些情况下可以提高性能，但需要谨慎使用。

总结

因此，在 fork() 之后，父子进程是独立的进程，但由于 COW 和共享的文件描述符、信号处理等机制，它们仍然在某些方面有联系。

是的，关于 文件描述符（File Descriptors），除了继承父进程的打开文件描述符之外，还有一个很重要的细节——引用计数。

文件描述符的继承机制

1. 子进程继承父进程的文件描述符表：

   • fork() 之后，父进程和子进程的文件描述符表是独立的拷贝，但它们的文件描述符指向同一个文件描述符表项（File Table Entry）。
   • 这个文件表项记录了文件偏移量（File Offset）、打开标志（Flags）和文件引用计数（Reference Count）。

2. 文件引用计数（Reference Count）：

   • 文件引用计数会增加，因为 fork() 之后，子进程的文件描述符仍然指向相同的文件结构。
   • 只有当所有进程（父进程和子进程）都关闭（close(fd)）这个文件描述符后，文件才会真正关闭。

3. 共享文件偏移量：

   • 由于父子进程的文件描述符指向相同的文件表项，它们会共享文件的读写偏移量（lseek() 影响彼此）。
   • 如果父进程 read() 或 write()，会影响子进程的文件读写位置，反之亦然。

4. 文件状态标志的继承：

   • O_APPEND、O_NONBLOCK 等文件标志（通过 fcntl() 设置）也是共享的。

示例：文件描述符共享偏移量

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
    int fd = open("test.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0644);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    write(fd, "Hello", 5); // 写入 5 字节

    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(1);
    }

    if (pid == 0) { // 子进程
        write(fd, " Child", 6); // 继续写入
        close(fd);
        exit(0);
    } else { // 父进程
        wait(NULL); // 等待子进程结束
        write(fd, " Parent", 7); // 继续写入
        close(fd);
    }
    return 0;
}

预期输出 (test.txt 内容)：

Hello Child Parent

说明：

• 父进程 write(fd, "Hello", 5) 之后，文件偏移量变成 5。
• 子进程 write(fd, " Child", 6)，偏移量变成 11。
• 父进程等待子进程完成，再 write(fd, " Parent", 7)，最终文件内容是 "Hello Child Parent"。
• 由于共享偏移量，读写操作会影响对方！

避免共享影响的方法

• 使用 dup() 或 dup2()：

  • 这样可以创建一个新的文件表项，避免共享偏移量。

• 重新打开文件：

  int fd = open("test.txt", O_RDWR);

  • 这样父子进程拥有不同的 fd，文件偏移量互不影响。

总结

所以，fork() 后子进程并不拥有文件的独立副本，而是共享同一个文件表项，只是它的文件描述符表是独立的。因此，如果父子进程都需要独立操作文件，应该使用 dup() 或者 open() 重新获取 fd。

总结

这一篇就到这，后续我会继续写具体实现过程的分享，同时，如果大家觉得框架太绕了的话，可以在我的laravel-swoole-reverb里面找到swoole-reverb.php这个单文件，文件基本实现了整个过程，目前还差http pusher 接口的具体逻辑没写，后面也会继续完善（看下面第二张图）

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