Laravel 如何在单线程的 PHP 中实现异步任务处理？

PHP被认为是一种单线程的语言，意味着在一个进程中它只能执行一个任务一次。然而，Laravel提供了一个强大的队列系统来异步处理多个任务。既然PHP是单线程，Laravel是如何实现这种功能的呢？让我们简单地解释一下。

在深入了解队列之前，我们首先需要了解什么是 PHP 进程。

一个进程就像被雇来完成任务的工人。当你执行一个 PHP 脚本文件（例如 php my_script.php）时，操作系统将创建一个新的进程。这个进程：

• 加载 PHP 脚本。
• 按步骤执行代码。
• 任务完成后停止并“结束”。
  例如：

    echo "Hello World!"; // 输出 "Hello World!"

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当你运行这个脚本时，PHP 将启动一个进程，显示“Hello World!”，然后该进程结束。

在网页应用中：

• 一个 web 服务器（比如 Apache 或 Nginx）从浏览器接收一个 HTTP 请求。
• 服务器会创建一个新的 PHP 进程来处理这个请求。
• PHP 会处理请求，比如从数据库获取数据或者渲染页面。
• 当响应被发送回浏览器之后，进程就会结束。
• PHP 进程是短命的。它们一次处理一个请求，然后停止。这种设计使 PHP 对于 web 应用来说既简单又高效。

PHP 是单线程的，也就是说，

• 一个 PHP 进程一次只能执行一个任务。
• 它不会在同一进程中同时处理多个任务。例如：在同一个 PHP 进程中，它不会同时处理两个 HTTP 请求。

    echo "任务1";
    // 等待任务1完成后才开始任务2
    echo "任务2";

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PHP 首先执行任务一。只有在任务一完成后才执行任务二。这种行为与 JavaScript 这样的语言不同，后者可以在同一个进程中并行执行任务。

Laravel的任务队列系统允许你在后台运行多个任务而不妨碍主程序的运行，比如。

• 发送邮件。
• 处理图片上传任务。
• 发送通知。这些任务在后台运行，所以您的应用程序可以更快地响应用户。

不过，PHP 一次只能处理一个任务，对吧？Laravel 是如何让它看起来像是异步处理的呢？答案在于 Laravel 使用了 workers 和多个进程。

Laravel 中的 worker 进程是一个持续运行的 PHP 进程，这个进程会监听任务队列中的任务并执行它们。

当你运行以下命令时：

你可以使用下面的命令来启动队列工作："php artisan 队列工作"

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一个新的 PHP 进程（或工作线程）启动了。接下来，这个进程：

• 首先，它连接到队列系统（如 Redis 或数据库）。
• 然后，它等待新任务进入队列。
• 接下来，它依次处理每个任务。例如：假设你有一个发送 1,000 封邮件的任务：主应用程序将发送 1,000 封邮件的任务发送到队列。一个工作进程拾取一个任务，发送邮件，然后处理下一个任务。

Laravel 通过同时运行多个 worker 实现了“并发”行为。每个 worker 都是独立的 PHP 进程。

这怎么运作：
当你运行 php artisan queue:work，它会启动一个 worker（一个 PHP 进程）。
你可以启动多个 worker，以在本地和生产环境中使用进程管理器（例如 supervisor）并行处理 job。
这将启动多个 PHP 进程。每个 worker 独立处理 job，使每个任务看起来像是在同时运行。

当你在 Laravel 中添加任务时，以下是逐步发生的事情：

1. 任务创建：将任务（例如发送一封邮件）序列化成可存储格式，并将其添加到队列后台（如 Redis 或数据库）。
2. 工作程序定期检查队列：如果有新的任务，工作程序就会将其取出。
3. 执行任务：工作程序反序列化该任务并运行其处理函数 handle()。完成后，任务标记为已完成。
4. 任务完成：工作程序会从队列中移除该任务。

如果任务失败了，Laravel 会再试一次，或者放到“失败的任务”列表里（具体视您的配置而定）。

示例场景：处理联系表单的邮件
想象你有一个 Laravel 应用程序，用户可以在其中提交联系表单。当用户提交表单时：

• 主程序会立即处理表单并回应用户。
• 它不是立即发送电子邮件，而是将发邮件的任务排队发送。

背景里：

• 一名工人开始处理发送邮件的工作。
• 发送了邮件。
• 然后处理下一个任务。
• 这样用户就不必等待邮件发送，应用程序也能运行得更快。

在生产中，Laravel 任务由如 Supervisor 这样的工具管理。Supervisor 负责让这些任务 24/7 运行，并在崩溃时自动重启。

配置示例：

[program:laravel-worker]
command=php /path/to/artisan queue:work --tries=3
numprocs=5

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命令：运行 queue:work 命令。
numprocs=5：启动 5 个工作进程（5 个 PHP 进程）来处理任务。

从技术角度来说，Laravel 队列并不像 JavaScript 或 Node.js 那样在执行任务时是异步的。实际上，Laravel 队列是通过其他方式来处理任务的。

每个工人一次只处理一个工作。
多个工人（进程）提供了并行处理的能力，从而使看起来像是异步处理的效果显现出来。

• PHP 是单线程，所以一个 PHP 进程一次只能处理一个任务。
• Laravel 使用长时间运行的 PHP 工作进程来处理队列任务。
• 多个工作进程可以同时运行，从而实现并行处理任务。
• 队列后端（如 Redis）充当中间人，存储任务直到被工作进程取走。
• 工具如 Supervisor 确保工作进程在生产环境中的持续运行。

Laravel的队列系统是一种处理后台任务的智能方法，可以提升应用性能和用户体验。尽管PHP本身是单线程的，Laravel通过运行多个进程（即工作者）实现了并行处理。这种简单有效的设计使Laravel即使在受到PHP的限制时也能处理繁重的工作负载。