如果 Web 應用程序中的一個特性需要超過 1 秒或 2 秒才能完成，那麼應該怎麼辦？需要某種離線處理解決方案。學習幾種對 PHP 應用程序中長時間運行的作業進行離線服務的方法。
大型的連鎖店有一個大問題。每天，在每家商店會發生數千次交易。公司執行官希望對這些數據進行挖掘。哪些產品賣得好？哪些不好？有機產品在哪裡賣得好？冰淇淋的銷售情況怎麼樣？
為了捕捉這些數據，組織必須將所有事務性數據裝載進一個數據模型，以便更適合生成公司所需的報告類型。但是，這很花費時間，而且隨著連鎖規模的增長，處理一天的數據可能要花費一天以上的時間。因此，這是個大問題。
現在，您的 Web 應用程序可能不需要處理這麼多數據，但是任何站點的處理時間都有可能超過客戶願意等待的時間。一般來說，客戶願意等待的時間是 200 毫秒，如果超過這個時間，客戶就會覺得過程 “緩慢”。這個數字基於桌面應用程序，而 Web 使我們更有耐心了。但無論如何，不應該讓客戶等待的時間超過幾秒。所以，要采用一些策略來處理 PHP 中的批處理作業。
分散的方式與 cron
在 UNIX® 機器上，執行批處理的核心程序是 cron 守護進程。這個守護進程讀取一個配置文件，這個文件會告訴它要運行哪些命令行以及運行的頻率。然後，這個守護進程就按照配置執行它們。在遇到錯誤時，它甚至能夠向指定的電子郵件地址發送錯誤輸出，從而幫助對問題進行調試。
我知道一些工程師強烈主張使用線程技術。“線程！線程才是進行後台處理的真正方法。cron 守護進程太過時了。”
我不這麼認為。
這兩種方法我都用過，我認為 cron 具備 “Keep It Simple, Stupid（KISS，簡單就是美）” 原則的優點。它使後台處理保持簡單。不需要編寫一直運行的多線程的作業處理應用程序（因此不會有內存洩漏），而是由 cron 啟動一個簡單的批處理腳本。這個腳本判斷是否有作業要處理，執行作業，然後退出。不需要擔心內存洩漏。也不需要擔心線程停止或陷入無限循環。
那麼，cron 是如何工作的？這依賴於您所處的系統環境。我只討論老式簡單的 cron 的 UNIX 命令行版本，您可以向系統管理員咨詢如何在自己的 Web 應用程序中實現它。
下面是一個簡單的 cron 配置，它在每天晚上 11 點運行一個 PHP 腳本：
0 23 * * * jack /usr/bin/php /users/home/jack/myscript.php
前 5 個字段定義應該啟動腳本的時間。然後是應該用來運行這個腳本的用戶名。其余的命令是要執行的命令行。時間字段分別是分、小時、月中的日、月和周中的日。下面是幾個示例。
命令：
15 * * * * jack /usr/bin/php /users/home/jack/myscript.php
在每個小時的第 15 分鐘運行腳本。
命令：
15,45 * * * * jack /usr/bin/php /users/home/jack/myscript.php
在每個小時的第 15 和第 45 分鐘運行腳本。
命令：
*/1 3-23 * * * jack /usr/bin/php /users/home/jack/myscript.php
在早上 3 點到晚上 11 點之間的每分鐘運行腳本。
命令
30 23 * * 6 jack /usr/bin/php /users/home/jack/myscript.php
在每星期六的晚上 11:30 運行腳本（星期六由 6 指定）。
可以看到，組合的數量是無限的。可以根據需要控制運行腳本的時間。還可以指定多個要運行的腳本，這樣的話，一些腳本可以每分鐘都運行，而其他腳本（比如備份腳本）可以每天只運行一次。
為了指定將報告的錯誤發送到哪個電子郵件地址，可以使用 MAILTO 指令，如下所示：
[email protected]
注意：對於 Microsoft® Windows® 用戶，有一個等效的 Scheduled Tasks 系統可以用來定期啟動命令行進程（比如 PHP 腳本）。
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批處理體系結構的基礎知識
批處理是相當簡單的。在大多數情況下，采用兩個工作流之一。第一個工作流用於進行報告；腳本每天運行一次，它生成報告並將報告發送給一組用戶。第二個工作流是在響應某種請求時創建的批作業。例如，我登錄進 Web 應用程序中，並要求它向系統中注冊的所有用戶發送一個消息，將一個新的特性告訴他們。這個操作必須進行批處理，因為系統中有 10,000 個用戶。PHP 要花費一段時間才能完成這樣的任務，所以它必須由浏覽器之外的一個作業來執行。
在第二個工作流中，Web 應用程序只需將信息放在某個位置，讓批處理應用程序共享它。這些信息指定作業的性質（例如，“Send this e-mail to all the people on the system”。）批處理程序運行這個作業，然後刪除作業。另一種方法是，處理程序將作業標為已完成。無論用哪種方法，作業都應該識別為已完成，這樣就不會再次運行它。
本文的其余部分演示在 Web 應用程序前端和批處理後端之間共享數據的各種方法。
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郵件隊列
第一種方法是使用專用的郵件隊列系統。在這種模型中，數據庫中的一個表包含應該發送給各個用戶的電子郵件消息。Web 界面使用 mailouts 類將電子郵件添加到隊列中。電子郵件處理程序使用 mailouts 類檢索未處理的電子郵件，然後再次使用它從隊列中刪除未處理的電子郵件。
這個模型首先需要 MySQL 模式。
清單 1. mailout.sql
DROP TABLE IF EXISTS mailouts;CREATE TABLE mailouts ( id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT, from_address TEXT NOT NULL, to_address TEXT NOT NULL, subject TEXT NOT NULL, content TEXT NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ));
這個模式非常簡單。每行中有一個 from 和一個 to 地址，以及電子郵件的主題和內容。
對數據庫中的 mailouts 表進行處理的是 PHP mailouts 類。
清單 2. mailouts.php
<?phprequire_once('DB.php');class Mailouts{ public static function get_db() { $dsn = 'mysql://root:@localhost/mailout'; $db =& DB::Connect( $dsn, array() ); if (PEAR::isError($db)) { die($db->getMessage()); } return $db; } public static function delete( $id ) { $db = Mailouts::get_db(); $sth = $db->prepare( 'DELETE FROM mailouts WHERE id=?' ); $db->execute( $sth, $id ); return true; } public static function add( $from, $to, $subject, $content ) { $db = Mailouts::get_db(); $sth = $db->prepare( 'INSERT INTO mailouts VALUES (null,?,?,?,?)' ); $db->execute( $sth, array( $from, $to, $subject, $content ) ); return true; } public static function get_all() { $db = Mailouts::get_db(); $res = $db->query( "SELECT * FROM mailouts" ); $rows = array(); while( $res->fetchInto( $row ) ) { $rows []= $row; } return $rows; }}?>
這個腳本包含 Pear::DB 數據庫訪問類。然後定義 mailouts 類，其中包含三個主要的靜態函數：add、delete 和 get_all。add() 方法向隊列中添加一個電子郵件，這個方法由前端使用。get_all() 方法從表中返回所有數據。delete() 方法刪除一個電子郵件。
您可能會問，我為什麼不只在腳本末尾調用 delete_all() 方法。不這麼做有兩個原因：如果在發送每個消息之後刪除它，那麼即使腳本在出現問題之後重新運行，消息也不可能發送兩次；在批作業的啟動和完成之間可能會添加新的消息。
下一步是編寫一個簡單的測試腳本，這個腳本將一個條目添加到隊列中。
清單 3. mailout_test_add.php
<?phprequire 'mailout.php';Mailouts::add( '[email protected]', '[email protected]', 'Test Subject', 'This is a test of the batch mail sendout' );?>
在這個示例中，我添加一個 mailout，這個消息要發送給某公司的 Molly，其中包括主題 “Test Subject” 和電子郵件主體。可以在命令行上運行這個腳本：php mailout_test_add.php。
為了發送電子郵件，需要另一個腳本，這個腳本作為作業處理程序。
清單 4. mailout_send.php
<?phprequire_once 'mailout.php';function process( $from, $to, $subject, $email ) { mail( $to, $subject, $email, "From: $from" );}$messages = Mailouts::get_all();foreach( $messages as $msg ) { process( $msg[1], $msg[2], $msg[3], $msg[4] ); Mailouts::delete( $msg[0] );}?>
這個腳本使用 get_all() 方法檢索所有電子郵件消息，然後使用 PHP 的 mail() 方法逐一發送消息。在每次成功發送電子郵件之後，調用 delete() 方法從隊列中刪除對應的記錄。
使用 cron 守護進程定期運行這個腳本。運行這個腳本的頻率取決於您的應用程序的需要。
注意：PHP Extension and Application Repository（PEAR）存儲庫包含一個出色的 郵件隊列系統 實現，可以免費下載。
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更通用的方法
專門用來發送電子郵件的解決方案是很不錯，但是是否有更通用的方法？我們需要能夠發送電子郵件、生成報告或者執行其他耗費時間的處理，而不必在浏覽器中等待處理完成。
為此，可以利用一個事實：PHP 是一種解釋型語言。可以將 PHP 代碼存儲在數據庫中的隊列中，以後再執行它。這需要兩個表，見清單 5。
清單 5. generic.sql
DROP TABLE IF EXISTS processing_items;CREATE TABLE processing_items ( id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT, function TEXT NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ));DROP TABLE IF EXISTS processing_args;CREATE TABLE processing_args ( id MEDIUMINT NOT NULL AUTO_INCREMENT, item_id MEDIUMINT NOT NULL, key_name TEXT NOT NULL, value TEXT NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ));
第一個表 processing_items 包含作業處理程序調用的函數。第二個表 processing_args 包含要發送給函數的參數，采用的形式是由鍵/值對組成的 hash 表。
與 mailouts 表一樣，這兩個表也由 PHP 類包裝，這個類稱為 ProcessingItems。
清單 6. generic.php
<?phprequire_once('DB.php');class ProcessingItems{ public static function get_db() { ... } public static function delete( $id ) { $db = ProcessingItems::get_db(); $sth = $db->prepare( 'DELETE FROM processing_args WHERE item_id=?' ); $db->execute( $sth, $id ); $sth = $db->prepare( 'DELETE FROM processing_items WHERE id=?' ); $db->execute( $sth, $id ); return true; } public static function add( $function, $args ) { $db = ProcessingItems::get_db(); $sth = $db->prepare( 'INSERT INTO processing_items VALUES (null,?)' ); $db->execute( $sth, array( $function ) ); $res = $db->query( "SELECT last_insert_id()" ); $id = null; while( $res->fetchInto( $row ) ) { $id = $row[0]; } foreach( $args as $key => $value ) { $sth = $db->prepare( 'INSERT INTO processing_args VALUES (null,?,?,?)' ); $db->execute( $sth, array( $id, $key, $value ) ); } return true; } public static function get_all() { $db = ProcessingItems::get_db(); $res = $db->query( "SELECT * FROM processing_items" ); $rows = array(); while( $res->fetchInto( $row ) ) { $item = array(); $item['id'] = $row[0]; $item['function'] = $row[1]; $item['args'] = array(); $ares = $db->query( "SELECT key_name, value FROM processing_args WHERE item_id=?", $item['id'] ); while( $ares->fetchInto( $arow ) ) $item['args'][ $arow[0] ] = $arow[1]; $rows []= $item; } return $rows; }}?>
這個類包含三個重要的方法：add()、get_all() 和 delete()。與 mailouts 系統一樣，前端使用 add()，處理引擎使用 get_all() 和 delete()。
清單 7 所示的測試腳本將一個條目添加到處理隊列中。
清單 7. generic_test_add.php
<?phprequire_once 'generic.php';ProcessingItems::add( 'printvalue', array( 'value' => 'foo' ) );?>
在這個示例中，添加了一個對 printvalue 函數的調用，並將 value 參數設置為 foo。我使用 PHP 命令行解釋器運行這個腳本，並將這個方法調用放進隊列中。然後使用以下處理腳本運行這個方法。
清單 8. generic_process.php
<?phprequire_once 'generic.php';function printvalue( $args ) { echo 'Printing: '.$args['value']."\n";}foreach( ProcessingItems::get_all() as $item ) { call_user_func_array( $item['function'], array( $item['args'] ) ); ProcessingItems::delete( $item['id'] );}?>
這個腳本非常簡單。它獲得 get_all() 返回的處理條目，然後使用 call_user_func_array（一個 PHP 內部函數）用給定的參數動態地調用這個方法。在這個示例中，調用本地的 printvalue 函數。
為了演示這種功能，我們看看在命令行上發生了什麼：
% php generic_test_add.php % php generic_process.php Printing: foo%
輸出並不多，但是您能夠看出要點。通過這種機制，可以將任何 PHP 函數的處理推遲。
現在，如果您不喜歡將 PHP 函數名和參數放進數據庫中，那麼另一種方法是在 PHP 代碼中建立數據庫中的 “處理作業類型” 名稱和實際 PHP 處理函數之間的映射。按照這種方式，如果以後決定修改 PHP 後端，那麼只要 “處理作業類型” 字符串匹配，系統就仍然可以工作。
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放棄數據庫
最後，我演示另一種稍有不同的解決方案，它使用一個目錄中的文件來存儲批作業，而不是使用數據庫。在這裡提供這個思路並不是建議您 “采用這種方式，而不使用數據庫”，這只是一種可供選擇的方式，是否采用它由您決定。
顯然，這個解決方案中沒有模式，因為我們不使用數據庫。所以先編寫一個類，它包含與前面示例中相似的 add()、get_all() 和 delete() 方法。
清單 9. batch_by_file.php
<?phpdefine( 'BATCH_DIRECTORY', 'batch_items/' );class BatchFiles{ public static function delete( $id ) { unlink( $id ); return true; } public static function add( $function, $args ) { $path = ''; while( true ) { $path = BATCH_DIRECTORY.time(); if ( file_exists( $path ) == false ) break; } $fh = fopen( $path, "w" ); fprintf( $fh, $function."\n" ); foreach( $args as $k => $v ) { fprintf( $fh, $k.":".$v."\n" ); } fclose( $fh ); return true; } public static function get_all() { $rows = array(); if (is_dir(BATCH_DIRECTORY)) { if ($dh = opendir(BATCH_DIRECTORY)) { while (($file = readdir($dh)) !== false) { $path = BATCH_DIRECTORY.$file; if ( is_dir( $path ) == false ) { $item = array(); $item['id'] = $path; $fh = fopen( $path, 'r' ); if ( $fh ) { $item['function'] = trim(fgets( $fh )); $item['args'] = array(); while( ( $line = fgets( $fh ) ) != null ) { $args = split( ':', trim($line) ); $item['args'][$args[0]] = $args[1]; } $rows []= $item; fclose( $fh ); } } } closedir($dh); } } return $rows; }}?>
BatchFiles 類有三個主要方法：add()、get_all() 和 delete()。這個類不訪問數據庫，而是讀寫 batch_items 目錄中的文件。
使用以下測試代碼添加新的批處理條目。
清單 10. batch_by_file_test_add.php
<?phprequire_once 'batch_by_file.php';BatchFiles::add( "printvalue", array( 'value' => 'foo' ) );?>
有一點需要注意：除了類名（BatchFiles）之外，實際上沒有任何跡象能夠說明作業是如何存儲的。所以，以後很容易將它改為數據庫風格的存儲方式，而不需要修改接口。
最後是處理程序的代碼。
清單 11. batch_by_file_processor.php
<?phprequire_once 'batch_by_file.php';function printvalue( $args ) { echo 'Printing: '.$args['value']."\n";}foreach( BatchFiles::get_all() as $item ) { call_user_func_array( $item['function'], array( $item['args'] ) ); BatchFiles::delete( $item['id'] );}?>
這段代碼幾乎與數據庫版本完全相同，只是修改了文件名和類名。
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結束語
正如前面提到的，服務器對線程提供了許多支持，可以進行後台批處理。在某些情況下，使用輔助線程處理小作業肯定比較容易。但是，也可以使用傳統工具（cron、MySQL、標准的面向對象的 PHP 和 Pear::DB）在 PHP 應用程序中創建批作業，這很容易實現、部署和維護。
參考資料
學習
您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點上的 英文原文 。
閱讀 IBM developerWorks 的 PHP 項目資源中心，進一步了解 PHP。
PHP.net 是面向 PHP 開發人員的優秀資源。
PEAR Mail_Queue 包 是一個健壯的郵件隊列實現，其中包括數據庫後端。
crontab 手冊 提供了 cron 配置的細節，但是不容易理解。
PHP 手冊中關於 Using PHP from the command line 的一節可以幫助您了解如何從 cron 運行腳本。
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關於作者
Jack D. Herrington 是一名高級軟件工程師，具有 20 多年的工作經驗。他撰寫過三本書： Code Generation in Action 、 Podcasting Hacks 和 PHP Hacks，還撰寫了 30 多篇文章。
