swoole学习五协程初探 swoole多协程

• 协程的基本概念

借用大佬的总结就是用户端的线程，也就是用户程序创建、切换、销毁的不经过CPU调度的线程。

目前原生支持协程的语言应该只有Go吧，swoole作为PHP的扩展也实现了协程。

有几个特点：

1. CPU是不知道协程的存在，所以CPU操作的还是进程
2. 协程存在于用户态，所以没有用户态与内核态的切换
3. 协程需要用户程序自己实现切换调度
4. 协程切换的时机是程序显示切换(yield->resume)或者遇到I/O阻塞的时候
5. 协程的上下文需要程序自己去处理

很幸运的是，swoole已经为我们处理好了这一切。

我们学习的版本是Swoole版本：4.5.2

• 来个Demo理解下协程

<?php


use Swoole\Coroutine;
use Swoole\Runtime;

// 这里创建三个协程，分别去执行
// 当sleep产生阻塞时，当前协程就会挂起，执行下一个

// 开启协程支持  sleep函数如果不开启是不会产生
// IO阻塞的情况
Swoole\Runtime::enableCoroutine();

// 创建一个协程
Swoole\Coroutine::create(function () {
    // 模拟I/O阻塞了
    sleep(2);
    echo 1 . ':' . PHP_EOL;
});
Swoole\Coroutine::create(function () {
    sleep(1);
    echo 2 . ':' . PHP_EOL;
});
Swoole\Coroutine::create(function () {
    sleep(1);
    echo 3 . ':' . PHP_EOL;
});

执行发现并不是顺序执行的，第一个等待两秒，但是程序直接执行了第二个，这就是协程带来的变化，非阻塞

gaoz@nobodyMBP hyperf-skeleton % php swoole_demo/coroutine/coroutine.php 
2:
3:
1:

再来看普通的阻塞执行

<?php

// 这三个会依次执行
// 阻塞等待

// 执行闭包函数
(function () {
    // 阻塞2s
    sleep(2);
    echo "1:" . PHP_EOL;
})();
(function () {
    sleep(1);
    echo "2:" . PHP_EOL;
})();
(function () {
    sleep(1);
    echo "3:" . PHP_EOL;
})();

执行发现是顺序执行,也就是阻塞执行的，我们目前php-fpm模式下就是这样执行的

gaoz@nobodyMBP hyperf-skeleton % php swoole_demo/coroutine/not_coroutine.php 
1:
2:
3:

我们换成数据库查询在看对比下了

<?php

\Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);

// 协程话之后，swoole自动调度协程的执行

$start =  microtime_float();
// 创建一个协程 执行这个查询
\Swoole\Coroutine::create(function(){
    print_r(selectDB([10000,10001,10002]));
});
echo "finished---3". PHP_EOL;

// 创建第二个协程 执行这个查询
\Swoole\Coroutine::create(function(){
    print_r(selectDB([10003,10004,10005]));
});
echo "finished---5". PHP_EOL;

echo PHP_EOL;

echo '---1---';

$end = microtime_float();

echo "use-time: ". ($end-$start);

function selectDB($ids)
{
    $mysqlconn = new mysqli('127.0.0.1', 'root', 'root', 'test');
    $result = $mysqlconn->query("
    select id, name from heros where id in (".implode(',', $ids).")
");

    $arr = [];
    foreach ($result->fetch_all(MYSQLI_ASSOC) as $k=>$info) {
        $arr[] = $info;
    }

    return $arr;

}


function microtime_float()
{
    list($usec, $sec) = explode(" ", microtime());
    return ((float)$usec + (float)$sec);
}

异步执行，结果顺序不确定奥

gaoz@nobodyMBP hyperf-skeleton % php swoole_demo/coroutine/coroutine_mysql.php    
finished---3
finished---5

---1---use-time: 0.00034785270690918Array
(
    [0] => Array
        (
            [id] => 10003
            [name] => 牛魔
        )

    [1] => Array
        (
            [id] => 10004
            [name] => 吕布
        )

    [2] => Array
        (
            [id] => 10005
            [name] => 亚瑟
        )

)
Array
(
    [0] => Array
        (
            [id] => 10000
            [name] => 夏侯惇
        )

    [1] => Array
        (
            [id] => 10001
            [name] => 钟无艳
        )

    [2] => Array
        (
            [id] => 10002
            [name] => 张飞
        )

)

<?php

//阻塞模式  一个一个的执行

$start =  microtime_float();
print_r(selectDB([10000,10001,10002]));
echo "finished---3". PHP_EOL;
print_r(selectDB([10003,10004,10005]));
echo "finished---5". PHP_EOL;

echo PHP_EOL;

echo '---1---';

$end =  microtime_float();
echo "use-time: ". ($end-$start);

function selectDB($ids)
{
    $mysqlconn = new mysqli('127.0.0.1', 'root', 'root', 'test');
    $result = $mysqlconn->query("
    select id, name from heros where id in (".implode(',', $ids).")
");

    $arr = [];
    foreach ($result->fetch_all(MYSQLI_ASSOC) as $k=>$info) {
        $arr[] = $info;
    }

    return $arr;

}

function microtime_float()
{
    list($usec, $sec) = explode(" ", microtime());
    return ((float)$usec + (float)$sec);
}

阻塞顺序执行，一目了然

gaoz@nobodyMBP hyperf-skeleton % php swoole_demo/coroutine/not_coroutine_mysql.php
Array
(
    [0] => Array
        (
            [id] => 10000
            [name] => 夏侯惇
        )

    [1] => Array
        (
            [id] => 10001
            [name] => 钟无艳
        )

    [2] => Array
        (
            [id] => 10002
            [name] => 张飞
        )

)
finished---3
Array
(
    [0] => Array
        (
            [id] => 10003
            [name] => 牛魔
        )

    [1] => Array
        (
            [id] => 10004
            [name] => 吕布
        )

    [2] => Array
        (
            [id] => 10005
            [name] => 亚瑟
        )

)
finished---5

---1---use-time: 0.034359931945801

由上面的例子可以看到，协程对于应对I/O密集的操作是很有效果的，我们在平时的工作中一般遇到的恰恰是I/O密集型的，如数据库读取、网络连接等等，CPU密集型的php一般也搞不定的，那我们在遇到这样的问题时可以考虑使用swoole来应对。

回到Hyperf， swoole为每个请求都会创建一个协程处理，如HttpServer 的onRequest事件发生之后，swoole会自动创建一个协程处理，[可以通过enable_coroutine: false 关闭]，而当我们使用 Swoole\Runtime::enableCoroutine(true); 启动协程hook之后，大部分php原有的产生io的函数都会转换成协程版本。所以一般来说这样就不会再有阻塞的发生了。

• 自建协程

除了swoole在某些时刻的自动创建的协程，我们还可以手动创建，如下面这样

Swoole\Coroutine::create(function () {
    // xxxx
});

• 协程容器

调度器是提供协程容器的，所有协程api都必须要在协程容器中执行，swoole默认创建协程容器

// 创建调度器
$scheduler = new Swoole\Coroutine\Scheduler();

// 添加一个协程任务
$scheduler->add(function($num){
    echo "start-one". PHP_EOL;
    \Swoole\Coroutine::sleep(1);

    echo $num. PHP_EOL;

}, 11);

// 添加第二个协程任务
$scheduler->add(function($num){
    echo "start-two". PHP_EOL;

    echo $num. PHP_EOL;
}, 12);


// 启动调度器开始执行
$scheduler->start();

• 协程间通讯

协程之间是隔离的，一个协程的变量不能被另一个读取，协程间通信需要通过channel完成，channel可以理解为一个消息队列，协程A把数据push

到channel,协程B从channel中读取数据

<?php

use Swoole\Coroutine;

// 创建通道   配置容量1，每次只能有一条消息，消费完才能push,
// 当通道满了之后，生产者协程就要阻塞等待了
$channel = new Swoole\Coroutine\Channel(1);
Swoole\Coroutine::create(function()use($channel){
    for ($i=0; $i<3; $i++) {
        // 往通道中push数据
        $channel->push($i);
    }
});


Swoole\Coroutine::create(function()use($channel){
    for ($i=0; $i<3; $i++) {
        echo "current-chan-status";
        print_r($channel->stats());

        Coroutine::sleep(1);
        // 从通道获取数据
        $data = $channel->pop();
        echo "get-from-chan: ". $data. PHP_EOL;
    }
});

总结：

swoole本身的异步多进程再加上协程对于提高php应对高并发的业务是完全没有问题的。我们需要在实际工作中多多应用。

相关文档：

swoole关于协程的讲解：https://wiki.swoole.com/#/coroutine

hyperf关于协程的讲解：https://hyperf.wiki/2.0/#/zh-cn/coroutine

本文代码：https://github.com/nobody05/hyperf_study