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PHP并发访问第三方API或者页面

2018年03月22日 ⁄ 综合 ⁄ 共 8950字 ⁄ 字号 评论关闭

首先,先了解下 php中的curl多线程函数:

# curl_multi_add_handle
# curl_multi_close
# curl_multi_exec
# curl_multi_getcontent
# curl_multi_info_read
# curl_multi_init
# curl_multi_remove_handle
# curl_multi_select

一般来说,想到要用这些函数时,目的显然应该是要同时请求多个url,而不是一个一个依次请求,否则不如自己循环去调curl_exec好了。

步骤总结如下:

第一步:调用curl_multi_init
第二步:循环调用curl_multi_add_handle
这一步需要注意的是,curl_multi_add_handle的第二个参数是由curl_init而来的子handle。
第三步:持续调用curl_multi_exec
第四步:根据需要循环调用curl_multi_getcontent获取结果
第五步:调用curl_multi_remove_handle,并为每个字handle调用curl_close
第六步:调用curl_multi_close

这里有一个网上找的简单例子,其作者称为dirty的例子,(稍后我会说明为何dirty):
/*
Here's a quick and dirty example for curl-multi from PHP, tested on PHP 5.0.0RC1 CLI / FreeBSD 5.2.1
*/

$connomains = array(
"http://www.cnn.com/",
"http://www.canada.com/",
"http://www.yahoo.com/"
);

$mh = curl_multi_init();

foreach ($connomains as $i => $url) {
     $conn[$i]=curl_init($url);
      curl_setopt($conn[$i],CURLOPT_RETURNTRANSFER,1);
      curl_multi_add_handle ($mh,$conn[$i]);
}

do { $n=curl_multi_exec($mh,$active); } while ($active);

foreach ($connomains as $i => $url) {
      $res[$i]=curl_multi_getcontent($conn[$i]);
      curl_close($conn[$i]);
}

print_r($res);

 

整个使用过程差不多就是这样,但是,这个简单代码有个致命弱点,就是在do循环的那段,在整个url请求期间是个死循环,它会轻易导致CPU占用100%。

现在我们来改进它,这里要用到一个几乎没有任何文档的函数curl_multi_select了,虽然C的curl库对select有说明,但是,php里的接口和用法确与C中有不同。

把上面do的那段改成下面这样:
                do {
                        $mrc = curl_multi_exec($mh,$active);
                } while ($mrc == CURLM_CALL_MULTI_PERFORM);
                while ($active and $mrc == CURLM_OK) {
                        if (curl_multi_select($mh) != -1) {
                                do {
                                        $mrc = curl_multi_exec($mh, $active);
                                } while ($mrc == CURLM_CALL_MULTI_PERFORM);
                        }
                }

因为$active要等全部url数据接受完毕才变成false,所以这里用到了curl_multi_exec的返回值判断是否还有数据,当有数据的时候就不停调用curl_multi_exec,暂时没有数据就进入select阶段,新数据一来就可以被唤醒继续执行。这里的好处就是CPU的无谓消耗没有了。

另外:还有一些细节的地方可能有时候要遇到:

控制每一个请求的超时时间,在curl_multi_add_handle之前通过curl_setopt去做:
curl_setopt($ch, CURLOPT_TIMEOUT, $timeout);

判断是否超时了或者其他错误,在curl_multi_getcontent之前用:curl_error($conn[$i]);


这里我只是简单使用上述的dirty的例子(足够用了,并未发现cpu使用100%的情况)。

对“看点”(kandian.com)某一接口模拟并发,功能是向 memcache中读数据并写入数据。因为保密关系,相关数据及结果就不贴出了。

模拟了3次,第一次10线程同时请求1000次,第二次,100线程同时请求1000次,第三次,1000线程同时请求100次(已经相当费劲了,不敢在设置超过1000的多线程)。

看来curl多线程模拟并发还是有一定局限的。

另外还怀疑,可能会因为多线程延迟带来结果的大误差,对比数据发现。在初始化和set所用时间出入不大,差别处在get方法,因此可简单排除这点~~~

在实际项目或者自己编写小工具(比如新闻聚合,商品价格监控,比价)的过程中, 通常需要从第3方网站或者API接口获取数据, 在需要处理1个URL队列时, 为了提高性能, 可以采用cURL提供的curl_multi_*族函数实现简单的并发.

本文将探讨两种具体的实现方法, 并对不同的方法做简单的性能对比.

1. 经典cURL并发机制及其存在的问题

经典的cURL实现机制在网上很容易找到, 比如参考PHP在线手册的如下实现方式:

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function classic_curl($urls,$delay)
{
    $queue= curl_multi_init();
    $maparray();
  
    foreach($urls as $url)
{
        // create cURL resources
        $ch= curl_init();
  
        // set URL and other appropriate options
        curl_setopt($ch, CURLOPT_URL,$url);
  
        curl_setopt($ch, CURLOPT_TIMEOUT, 1);
        curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1);
        curl_setopt($ch, CURLOPT_HEADER, 0);
        curl_setopt($ch, CURLOPT_NOSIGNAL, true);
  
        // add handle
        curl_multi_add_handle($queue,$ch);
        $map[$url] =$ch;
    }
  
    $active= null;
  
    // execute the handles
    do{
        $mrc= curl_multi_exec($queue,$active);
    }while ($mrc== CURLM_CALL_MULTI_PERFORM);
  
    while($active > 0 && $mrc ==
CURLM_OK) {
        if(curl_multi_select($queue, 0.5) != -1) {
            do{
                $mrc= curl_multi_exec($queue,$active);
            }while ($mrc== CURLM_CALL_MULTI_PERFORM);
        }
    }
  
    $responsesarray();
    foreach($map as $url=>$ch)
{
        $responses[$url] = callback(curl_multi_getcontent($ch),$delay);
        curl_multi_remove_handle($queue,$ch);
        curl_close($ch);
    }
  
    curl_multi_close($queue);
    return$responses;
}

首先将所有的URL压入并发队列, 然后执行并发过程, 等待所有请求接收完之后进行数据的解析等后续处理. 在实际的处理过程中, 受网络传输的影响, 部分URL的内容会优先于其他URL返回, 但是经典cURL并发必须等待最慢的那个URL返回之后才开始处理, 等待也就意味着CPU的空闲和浪费. 如果URL队列很短, 这种空闲和浪费还处在可接受的范围, 但如果队列很长, 这种等待和浪费将变得不可接受.

2. 改进的Rolling cURL并发方式

仔细分析不难发现经典cURL并发还存在优化的空间, 优化的方式时当某个URL请求完毕之后尽可能快的去处理它, 边处理边等待其他的URL返回, 而不是等待那个最慢的接口返回之后才开始处理等工作, 从而避免CPU的空闲和浪费. 闲话不多说, 下面贴上具体的实现:

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function rolling_curl($urls,$delay)
{
    $queue= curl_multi_init();
    $maparray();
  
    foreach($urls as $url)
{
        $ch= curl_init();
  
        curl_setopt($ch, CURLOPT_URL,$url);
        curl_setopt($ch, CURLOPT_TIMEOUT, 1);
        curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1);
        curl_setopt($ch, CURLOPT_HEADER, 0);
        curl_setopt($ch, CURLOPT_NOSIGNAL, true);
  
        curl_multi_add_handle($queue,$ch);
        $map[(string)$ch] = $url;
    }
  
    $responsesarray();
    do{
        while(($code = curl_multi_exec($queue,$active))
== CURLM_CALL_MULTI_PERFORM) ;
  
        if($code != CURLM_OK) { break;
}
  
        // a request was just completed -- find out which one
        while($done = curl_multi_info_read($queue))
{
  
            // get the info and content returned on the request
            $info= curl_getinfo($done['handle']);
            $error= curl_error($done['handle']);
            $results= callback(curl_multi_getcontent($done['handle']),$delay);
            $responses[$map[(string)$done['handle']]]
= compact(
'info','error''results');
  
            // remove the curl handle that just completed
            curl_multi_remove_handle($queue,$done['handle']);
            curl_close($done['handle']);
        }
  
        // Block for data in / output; error handling is done by curl_multi_exec
        if($active > 0) {
            curl_multi_select($queue, 0.5);
        }
  
    }while ($active);
  
    curl_multi_close($queue);
    return$responses;
}

3. 两种并发实现的性能对比

改进前后的性能对比试验在LINUX主机上进行, 测试时使用的并发队列如下

简要说明下实验设计的原则和性能测试结果的格式: 为保证结果的可靠, 每组实验重复20次, 在单次实验中, 给定相同的接口URL集合, 分别测量Classic(指经典的并发机制)和Rolling(指改进后的并发机制)两种并发机制的耗时(秒为单位), 耗时短者胜出(Winner), 并计算节省的时间(Excellence, 秒为单位)以及性能提升比例(Excel. %). 为了尽量贴近真实的请求而又保持实验的简单, 在对返回结果的处理上只是做了简单的正则表达式匹配, 而没有进行其他复杂的操作. 另外, 为了确定结果处理回调对性能对比测试结果的影响,
可以使用usleep模拟现实中比较负责的数据处理逻辑(如提取, 分词, 写入文件或数据库等).

性能测试中用到的回调函数为:

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function callback($data$delay)
{
    preg_match_all('/<h3>(.+)<\/h3>/iU',$data$matches);
    usleep($delay);
    returncompact('data','matches');
}

数据处理回调无延迟时: Rolling Curl略优, 但性能提升效果不明显.

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Delay: 0 micro seconds, equals to 0 milli seconds
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Counter         Classic         Rolling         Winner          Excellence      Excel. %
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1               0.1193          0.0390          Rolling         0.0803          67.31%
2               0.0556          0.0477          Rolling         0.0079          14.21%
3               0.0461          0.0588          Classic         -0.0127         -21.6%
4               0.0464          0.0385          Rolling         0.0079          17.03%
5               0.0534          0.0448          Rolling         0.0086          16.1%
6               0.0540          0.0714          Classic         -0.0174         -24.37%
7               0.0386          0.0416          Classic         -0.0030         -7.21%
8               0.0357          0.0398          Classic         -0.0041         -10.3%
9               0.0437          0.0442          Classic         -0.0005         -1.13%
10              0.0319          0.0348          Classic         -0.0029         -8.33%
11              0.0529          0.0430          Rolling         0.0099          18.71%
12              0.0503          0.0581          Classic         -0.0078         -13.43%
13              0.0344          0.0225          Rolling         0.0119          34.59%
14              0.0397          0.0643          Classic         -0.0246         -38.26%
15              0.0368          0.0489          Classic         -0.0121         -24.74%
16              0.0502          0.0394          Rolling         0.0108          21.51%
17              0.0592          0.0383          Rolling         0.0209          35.3%
18              0.0302          0.0285          Rolling         0.0017          5.63%
19              0.0248          0.0553          Classic         -0.0305         -55.15%
20              0.0137          0.0131          Rolling         0.0006          4.38%
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Average         0.0458          0.0436          Rolling         0.0022          4.8%
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Summary: Classic wins 10 times, while Rolling wins 10 times

数据处理回调延迟5毫秒: Rolling Curl完胜, 性能提升40%左右.

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Delay: 5000 micro seconds, equals to 5 milli seconds
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Counter         Classic         Rolling         Winner          Excellence      Excel. %
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1               0.0658          0.0352          Rolling         0.0306          46.5%
2               0.0728          0.0367          Rolling         0.0361          49.59%
3               0.0732          0.0387          Rolling         0.0345          47.13%
4               0.0783          0.0347          Rolling         0.0436          55.68%
5               0.0658          0.0286          Rolling         0.0372          56.53%
6               0.0687          0.0362          Rolling         0.0325          47.31%
7               0.0787          0.0337          Rolling         0.0450          57.18%
8               0.0676          0.0391          Rolling         0.0285          42.16%
9               0.0668          0.0351          Rolling         0.0317          47.46%
10              0.0603          0.0317          Rolling         0.0286          47.43%
11              0.0714          0.0350          Rolling         0.0364          50.98%
12              0.0627          0.0215          Rolling         0.0412          65.71%
13              0.0617          0.0401          Rolling         0.0216          35.01%
14              0.0721          0.0226          Rolling         0.0495          68.65%
15              0.0701          0.0428          Rolling         0.0273          38.94%
16              0.0674          0.0352          Rolling         0.0322          47.77%
17              0.0452          0.0425          Rolling         0.0027          5.97%
18              0.0596          0.0366          Rolling         0.0230          38.59%
19              0.0679          0.0480          Rolling         0.0199          29.31%
20              0.0657          0.0338          Rolling         0.0319          48.55%
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Average         0.0671          0.0354          Rolling         0.0317          47.24%
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Summary: Classic wins 0 times, while Rolling wins 20 times

通过上面的性能对比, 在处理URL队列并发的应用场景中Rolling cURL应该是更加的选择, 并发量非常大(1000+)时, 可以控制并发队列的最大长度, 比如20, 每当1个URL返回并处理完毕之后立即加入1个尚未请求的URL到队列中, 这样写出来的代码会更加健壮, 不至于并发数太大而卡死或崩溃. 详细的实现请参考:http://code.google.com/p/rolling-curl/

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