php脚本运行时超时机制的详细说明

在进行php开发时，经常设置max_input_time和max_execution_time来控制脚本的超时。但是我从来没有想过背后的原理。

趁着这两天好好研究一下这个问题。

超时配置

php的ini配置如何工作是一个常见的话题。

首先，我们用php.ini配置它当php启动时(php_module_startup阶段)，它会尝试读取ini文件并解析它。简单来说，解析过程就是分析ini文件，提取其中的合法键值对，并保存在configuration_hash表中。

好的，那么php会进一步调用zend_startup_extensions来启动每个模块(包括php Core模块和所有需要加载的扩展)。REGISTER_INI_ENTRIES操作将在每个模块的启动功能中完成。REGISTER_INI_ENTRIES负责从configuration_hash表中获取模块对应的一些配置，然后调用处理函数，最后将处理后的值存储到模块的globals变量中。

Max_input_time和max_execution_time属于php Core模块。对于php Core，REGISTER_INI_ENTRIES仍然发生在php_module_startup中。属于php Core模块的其他配置包括expose_php、display_errors、memory_limit等。

示意图如下：

-PHP _ module _ startup-PHP _ request _ startup-| | | |-REGISTER_INI_ENTRIES | |-Zend _ startup _ extensions | | | |-zm _ startup _ date | |-REGISTER _ INI _ ENTRIES | |-zm _ startup _ JSON | |-REGISTER _ INI _ ENTRIES | | |-做其他事情如上所述，REGISTER _ INI _ ENTRIES会针对不同的配置调用不同的函数。让我们直接看看max_execution_time对应的函数：

静态PHP _ ini _ MH(更新超时时){//如果(stage==PHP _ ini _ stage _ startup){//将超时设置保存在EG中(time out _ seconds)EG(time out _ seconds)=atoi(new _ value)；返回SUCCESS}//在PHP执行中设置的ini在这里是Zend _ unset _ time out(TSRMLS _ C)；EG(超时_秒)=atoi(新_值)；Zend _ set _ time out(EG(time out _ seconds)，0)；返回SUCCESS}暂时只需要关注php的启动阶段。函数非常简单，max_execution_time以EG(timeout_seconds)为单位保存。

至于max_input_time，没有专门的处理功能。默认情况下，最大输入时间将存储在PG中(最大输入时间)。

因此，当REGISTER_INI_ENTRIES完成时，会发生以下情况：

max _ execution _ time-以EG为单位存放(超时_秒)。

PG中的最大输入定期存款(最大输入时间)。

请求超时控制。

现在让我们了解一下在php的启动阶段发生了什么，并继续了解php在实际处理请求时是如何管理超时的。

php_request_startup函数中有以下代码：

if(PG(max _ input _ time)==-1){ Zend _ set _ time out(EG(time out _ seconds)，1)；} else { Zend _ set _ time out(PG(max _ input _ time)，1)；} PHP _ request _ startup的时机非常特别。

以cgi为例，php _ request _ startup只有在php从CGI获得原始请求和一些CGI环境变量后才会被调用。当上面的代码实际执行时，SG(request_info)已经准备好了，因为已经获得了请求，但是还没有生成php中的$_GET、$_POST和$_FILE等超全局变量。

从代码中了解：

1.如果用户将max_input_time指定为-1，或者没有对其进行配置，那么脚本的生命周期只受EG(timeout_seconds)的限制。

2.否则，在启动阶段请求超时控制，这受到PG(max_input_time)的限制。

3.zend_set_timeout函数负责设置定时器。一旦指定的时间过去，计时器将通知php进程。Zend_set_timeout将在下面详细分析。

php_request_startup完成后，将进入php的实际执行阶段，即php_execute_script。您可以在php_execute_script中看到：

//设置执行超时if (PG(max_input_time)！=-1){ # ifdef PHP _ WIN32 Zend _ unset _ time out(TSRMLS _ C)；//关闭前一个定时器# endifzend _ set _ time out(ini _ int(' max _ execution _ time ')，0)；}//输入执行retval=(Zend _ execute _ scripts(Zend _ require tsrmls _ cc，null，3，suspend _ file _ p，primary _ file，append _ file _ p)=success)；好的，如果在这里执行代码之前没有发生max_input_time的超时，max_execution_time的超时将被重新指定。

它还调用zend_set_timeout并传递max_execution_time。尤其是在windows下，需要显式调用zend_unset_timeout来关闭原来的定时器，但是在linux下，就不需要了。这是由于两个平台的定时器实现原理不同，下面将详细描述。

最后，一个图表显示了超时控制的过程，左边的案例显示用户同时配置了max_input_time和max_execution_time。在右侧，区别在于用户只配置了max_execution_time:

zend_set_timeout

如前所述，zend_set_timeout函数用于设置定时器。具体看一下实现：

void zend_set_timeout(长秒，int reset _ signals)/* { { { */{ TSRMLS _ FETCH()；//分配EG(timeout_seconds)=秒；#ifdef ZEND_WIN32 if(！秒){ return}//启动定时器线程if(time out _ thread _ initialized==0互锁增量(time out _ thread _ initialized)=1){/*我们在这里启动这个进程范围的线程，而不是在zend_startup()中启动，因为如果Zend *是在DllMain()中初始化的，就不应该从它启动线程。*/Zend _ init _ time out _ thread()；}//向线程发送WM_REGISTER_ZEND_TIMEOUT消息post thread message(time out _ thread _ id，WM _ register _ Zend _ timeout，(wparam) getcurrentthreadid()，(lparam)seconds)；# else//Linux平台下的struct itimerval t _ r；/*请求超时*/int signo；if(秒){ t_r.it_value.tv_sec=秒；t _ r . it _ value . TV _ usec=t _ r . it _ interval . TV _ sec=t _ r . it _ interval . TV _ usec=0；//设置定时器，秒后发送SIGPROF信号setitimer(ITIMER_PROF，t_r，NULL)；} signo=SIGPROFif(reset _ sigset信号){ sigset _ t sigset//将SIGPROF信号对应的处理函数设置为Zend _ timeout信号(signo，Zend _ time out)；//抗屏蔽sigemptyset(sigset)；sigaddset(sigset，signo)；sigprocmask(SIG_UNBLOCK，sigset，NULL)；}#endif}基本上，上面的实现可以完全分为两个平台：

先看看linux:

linux下的计时器要简单得多，只需调用setitimer函数。此外，zend_set_timeout还将SIGPROF信号的处理程序设置为zend_timeout。

请注意，在调用setitimer时，it_interval被设置为0，这意味着该计时器将只触发一次，而不是每隔一次。Setitimer有三种计时方式，php中使用ITIMER_PROF，同时计算用户代码和内核代码的执行时间。一旦时间到了，信号就会产生。

当php进程接收到SIGPROF信号时，无论当前正在执行什么，都会跳转到zend_timeout。Zend_timeout是实际处理超时的函数。

再看看窗户：

首先会启动一个子线程，主要用于设置定时器和维护EG(time out _ out)变量。

一旦生成了子线程，主线程就会向子线程发送一条消息：WM _ REGISTER _ ZEND _ TIMEOUT。在接收到WM _ REGISTER _ ZEND _超时后，子线程生成一个定时器并开始计时。同时，子线程将设置EG(time _ out)=0。这很重要！在windows平台下，是通过判断EG(time out _ out)是否为1来决定是否超时。

如果定时器启动，子线程收到WM_TIMER消息，取消定时器并设置EG(time _ out)=1。

如果定时器需要关闭，子线程将收到WM _ UNREGISTER _ ZEND _超时消息。关闭定时器不会改变EG(超时)。

相关代码还是很清晰的：

静态LRESULT CALLBACK Zend _ time out _ WndProc(HWND HWND，UINT消息，WPARAM wParam，LPARAM LPARAM){ switch(message){ case WM _ destroy : post quit message(0)；打破；//生成定时器开始计数case WM _ register _ Zend _ time out 3360/* wparam为线程id指针，lparam为超时量(以秒为单位*/if(lparam==0){ kill timer(time out _ window，wparam)；} else { SetTimer(timeout_window，wParam，lParam*1000，NULL)；EG(time _ out)=0；} break//关闭timer case WM _ unregister _ Zend _ timeout 3360/* wparam是线程id指针*/kill timer (timeout _ window，wparam)；打破；//定时器case WM _ timer : { kill timer(time out _ window，wparam)需要关闭；EG(time _ out)=1；} breakdefault:返回DefWindowProc(hWnd，message，wParam，lParam)；}返回0；}根据上面的描述，最终需要跳转到zend_timeout来处理超时。windows下如何进入zend_timeout？

在window下，只有在execute函数中(zend_vm_execute.h刚刚启动的地方)，可以看到zend_timeout被调用：

while(1){ int ret；# ifdefzend _ win32 if(eg(time out _ out)){//time out在windows下，执行每个操作码之前，判断是否需要调用Zend _ time out Zend _ time out(0)；} # endif((ret=opline-handler(execute _ data TSR mls _ cc))0){ 0.}}以上代码可以看出：

在windows下，每次执行操作码指令，都会做出超时判断。

因为当主线程执行opcode时，子线程可能已经超时，windows没有任何机制让主线程停止手头的工作，直接跳转到zend_timeout。因此，我们必须先使用子线程将EG(time _ out)设置为1，然后主线程判断EG(time _ out)，然后调用zend_timeout，然后等待当前操作码完成执行并输入下一个操作码。

因此，准确地说，窗口的超时实际上有点延迟。至少有一个操作码在执行过程中不能被中断。当然，在正常情况下，单个操作码的执行时间会非常短。但是容易人为构造一些耗时的函数，使得函数调用需要等待很长时间。此时，如果子线程判断它已经超时，那么在调用zend_timeout之前，将需要等待很长时间，直到主线程完成操作码。

zend_unset_timeout

void Zend _ unset _ time out(ts rmls _ d)/* { { */{ # ifdefzend _ win32//通过发送WM_UNREGISTER_ZEND_TIMEOUT消息关闭计时器if(timeout_thread_initialized)。{ post thread message(time out _ thread _ id，WM_UNREGISTER_ZEND_TIMEOUT)，(WPARAM) GetCurrentThreadId()，(LPARAM)0)；} # else if(EG(time out _ seconds)){ struct itimerval no _ time out；no _ time out . it _ value . TV _ sec=no _ time out . it _ value . TV _ usec=no _ time out . it _ interval . TV _ sec=no _ time out . it _ interval . TV _ usec=0；//将all设置为0，相当于关闭timer settimer (itimer _ prof，no _ timeout，null)；}#endif}zend_unset_timeout也分为两个平台。

先看看linux:

linux下的关闭定时器也很简单。只需将struct itimerval中的所有四个值都设置为0。

再看看窗户：

Windows使用独立的线程来计时。因此，zend_unset_timeout向线程发送WM_UNREGISTER_ZEND_TIMEOUT消息。对应于WM _ UNREGISTER _ ZEND _超时的动作是调用KillTimer关闭定时器。请注意，线程本身不会退出。

之前留下了一个问题。在php_execute_script中，需要在windows下调用zend_unset_timeout来关闭定时器，但在linux下不需要。因为对于一个linux进程，只能有一个setitimer。也就是说，如果重复调用setitimer，后面的定时器会直接覆盖前面的定时器。

zend_timeout

ZEND _ API void ZEND _ time out(int dummy)/* { { { */{ TSRMLS _ FETCH()；if(Zend _ on _ time out){ Zend _ on _ time out(EG(time out _ seconds)TSRMLS _ CC)；} zend_error(E_ERROR，'超过%d秒%s的最大执行时间'，EG(timeout_seconds)，EG(time out _ seconds)=1？' :s ')；}如前所述，zend_timeout是实际处理超时的函数。它的实现也很简单。

如果配置了exit_on_timeout，zend_on_timeout将尝试调用sapi_terminate_process来关闭sapi进程。如果不需要exit_on_timeout，直接转到zend_error进行错误处理。在大多数情况下，我们不会设置exit_on_timeout。毕竟，我们期望虽然一个请求已经超时，但是这个过程将继续服务于下一个请求。

除了打印错误日志，zend_error还将使用longjump跳转到boilout指定的堆栈帧，这通常是zend_end_try或zend_catch宏所在的位置。关于龙跳，我们可以从另一个话题开始，所以本文就不具体描述了。在php_execute_script中，zend_error将导致程序跳转到zend_end_try，然后继续执行。继续执行意味着将调用php_request_shutdown等函数来完成收尾工作。

到目前为止，php脚本的超时机制已经明确。

最后，看一个疑似php内核的bug。

Windows max_input_time错误。

回想一下，之前提到过zend_timeout只在windows下的一个地方被调用，也就是说，在execute函数中，正好在每个操作码被执行之前。

然后，如果发生max_input_time类型的超时，即使子线程将EG(time out)设置为1，在处理超时之前，它也必须延迟执行。一切似乎正常。

问题的关键在于，我们不能保证EG(time out _ out)在主线程执行时仍然为1。一旦EG(time out)在执行前被子线程修改为0，max_input_time类型的超时将永远不会被处理。

为什么EG(time _ out)被子线程修改为0？原因是：在php_execute_script中，调用Zend _ set _ time out(ini _ int(' max _ execution _ time ')，0)来设置定时器。

Zend_set_timeout向子线程发送WM_REGISTER_ZEND_TIMEOUT消息。收到此消息后，子线程除了创建一个计时器之外，还将设置EG(time out _ out)=0(有关详细信息，请参见上面截取的zend_timeout_WndProc代码片段)。由于线程执行的不确定性，当主线程执行执行时，无法判断子线程是否收到消息并将EG(time _ out)设置为0。

如图所示，

如果执行中的判断发生在红线标记的时间，EG(time _ out)为1，执行将调用zend_timeout进行超时处理。

如果执行中的判断发生在蓝线标记的时间，则EG(time out _ out)已复位为0，max_input_time超时被完全隐藏。