signal の話或いは Zend Signals とは何か

signal の話
或いは
Zend Signals とは何か
2016/12/11
第七回闇PHP勉強会
do_aki
updated 2016-12-13

@do_aki
＠do_aki
http://do-aki.net/

signal とは
• UNIX系OS に古くからあるプロセス間通信の
一つ
• プロセスがシグナル(実態は整数) を受信す
ると、あらかじめ設定した処理(シグナルハ
ンドラ)が実行される（乱暴に言えば割り込
みが発生する）
• シグナルハンドラが設定されてないシグナル
は、無視されるかあるいは既定の動きをする
（その多くはプログラムの終了）

php においては
• pcntl 拡張を利用することで signal 処
理を管理することが可能
• pcntl_signal(signo, callback)

pcntl_signal の利用例<?php
declare(ticks=1);
$signal_callback_function = function ($signo) {
echo "receive signal: {$signo}¥n";
exit;
};
pcntl_signal(SIGINT, $signal_callback_function);
while(1) {
sleep(1);
}
// 通常の動きだけでは永久ループ
// Ctrl + C 押下で、 "receive signal: 2" を出力して終了

pcntl による signal 処理
これは単純に
“シグナルを受信したら
callback が実行される”
というものではない

pcntl_signal が行うこと
• signal_table にシグナル番号とコール
バック関数を登録
• 該当シグナル番号に対するシグナルハン
ドラとして pcntl_signal_handler を
(実行環境に対して) 登録
• 実際にコールバック関数を呼ぶのは
pcntl_signal_dispatch

signal handling
pcntl_signal_handler
signo
SIGHUP funcA
SIGINT funcB
SIGALRM funcC
……
signal table
lookup
&
call
signo
pending signal queue
[receive signal]
[tick or vm_interrupt]

シグナルハンドラの制約
• どんなタイミングであっても呼ばれる可能性
がある
– 当然 php のスタックフレームは無視
• 呼び出し可能なシステムコールが限られる
– man signal 7 を参照
最小限の処理(受信したことの記録) だけ
行い、あとから適切なタイミングでコール
バックを実行(dispatch)している
なので

tick による dispatch
• declare(ticks = N); // (N >= 1)
– N個の tick 可能命令ごとに ZEND_TICKS opcode
が発行される
– 詳しくは以前書いた記事を参照
http://d.hatena.ne.jp/do_aki/20151204/14491
97226
• ticks=1 ならば、だいたい php スクリプト1行
ごとに発行されてる
– 1行ごとに pcntl_signal_dispatch が呼ばれるイ
メージ
• ファイル単位で、コンパイル時に影響
– ticks 指定忘れるとシグナルコールバックされない

vm_interrupt による dispatch
• pcntl_async_signals(true); // 7.1~
– declare(ticks=1) が不要になる
– pcntl_signal_handler が
EG(vm_interrupt) = 1 するようになる
• EG(vm_interrupt) が 1 の場合、 PHP VM は、
zend_interrupt_function (関数ポインタ) を呼ぶ
– Opcode ひとつ処理するたびにチェックしている
– pcntl の MINIT で
zend_interrupt_function = pcntl_interrupt_function
してて、このなかで pcntl_signal_dispatch を呼ぶ
– ZEND_TICKS Opcode で毎回呼ばれるよりも低コスト
– (async_signals しなくても pcntl 以外が vm_interrupt
をセットすれば dispatch される気がする)

dispatch by vm_interrupt
pcntl_signal_handler
[receive signal]
EG(vm_in
terrupt)
PHP VM
zend_interrupt_function =
pcntl_interrupt_function
[each opcode]
set1

EG(vm_interrupt)
• 元は Safe timeout handling により導入
された仕組み
• EG(vm_interrupt) かつ EG(timed_out)
ならば (zend_interrupt_function ではなく)
zend_timeout(0) を呼ぶ(おそらくこちらが本命)
• EG(timed_out) は php スクリプトの実行
時間が max_execution_time を超えたとき
に設定される

max_execution_time の実装
• setitimer (ITIMER_PROF)を利用 (!WIN32)
– プログラムの実行時間が指定時間経過すると
SIGPROF が飛ぶ
– php に kill –PROF すると終了する
• zend engine でシグナルハンドラを設定し
てる
– 7.0まで: signalシステムコールを利用
(直接 zend_timeout が呼ばれてた)
– 7.1から: zend_signalを利用 (ZEND_SIGNALS)
(zend_timeout_handler)
この中で EG(timed_out) = 1

Safe timeout handling
zend_timeout_
handler
PHP VM
zend_timeout
set1
zend_timeout
~7.0 (or !ZEND_SIGNALS)
7.1~ (with ZEND_SIGNALS)
EG(vm_in
terrupt)
EG(timed
_out)

ZEND_SIGNALS
• ZendEngineやSAPI,拡張と実行環境の間に作ら
れた signal 処理の中間層
– 環境依存な signal 処理を画一的に扱うための仕組み
– 7.1 からデフォルトで有効
• php スクリプトにおける pcntl のようなものを、
C言語で(コアや拡張向けに) 提供した感じ
– zend_signal によって実行環境に登録されるシグナル
ハンドラは zend_signal_handler_defer に統一さ
れる (シグナルハンドラとして指定した関数はここか
ら間接的に呼ばれる)

Deferred Signals
• ZEND_SIGNAL_BLOCK_INTERRUPTIONS (=
HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS) により、
シグナルハンドラの実行を延期することが可
能
– 現状使ってるのは opcache のみ
– 解放は ZEND_SIGNAL_UNBLOCK_INTERRUPTIONS
– シグナルハンドラの実行タイミングを制御するこ
とで、共有メモリ操作時の不安定な動きを解消し
ている（らしい）
– 以前はメモリ操作周りでも利用されていたが、
7.0 でのメモリマネージャ刷新によって不要に
なった？

ZEND SIGNALS
zend_signal_handler_defer
1 handler1
2 hanlder2
3 hanlder3
……
SIGG(handlers)
zend signal queue
signo
signal blocked
(HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS)
signal unblocked
HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS
signo
callzend_signal_handler

まとめ
– pcntl signal
– EG(vm_interrupt)
– Safe timeout handling
– ZEND_SIGNALS
• について話しました
• 7.1 で php における signal 処理はだいぶ大き
く変容します
– おそらくふつーに php スクリプト書いている人に
は気づかれないような変化。
けど、これにより安定化とパフォーマンス向上が図
られているのです

参照
• Zend Signal Handling
– https://wiki.php.net/rfc/zendsignals
– https://github.com/php/php-
src/commit/939875133a2c389d621a9999a8ede3ddbc9b6637
• Asynchronous Signal Handling (without TICKs)
– https://wiki.php.net/rfc/async_signals
– https://github.com/php/php-
src/commit/c03ccfe78d6b13cab9546efb616a42a8f3e8a4e0
• Safe execution timeout handling
– https://www.mail-archive.com/internals@lists.php.net/msg76907.html
– https://github.com/php/php-src/pull/1876
• Enable Zend Signals by Default
– https://www.mail-archive.com/internals@lists.php.net/msg86428.html

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