Swoole从入门到入土(8)——协程初探
这一章节“协程”话题的讨论是为了让我们对之后协程风格服务端有更全面的了解。所以我们需要先一起了解一下什么是协程?协程有什么作用?
当大家第一次看到“协程”这个词的时候,应该都一样会打开某度、某歌搜索一翻,然后搜到一堆很玄幻的概念,比如以下这一句:“协程(coroutine)也是一种程序组件。相对子例程而言,协程更为一般和灵活,但在实践中使用没有子例程那样广泛。”往往让人看了一脸问号-_-
其实“协程”这东西,我们可以这么理解,进程是个容器,对应具体干活的是线程;同样的道理,我们可以把线程看成是一个容器,协程是线程中具体干活的过程。换种说法,可以把协程想象成一个个函数(每个函数的作用不一样),而协程就是在同一个时间段内让这些函数同时工作。
协程最主要的作用是:让原来要使用异步+回调方式写的非人类代码,可以用看似同步的方式写出来(即:按串行模型去组织原本分散在不同上下文中的代码逻辑)。
网上有一些观点,说协程可以很好解决IO瓶颈问题(因为这时线程发挥不了作用)。编者只想说, IO 是系统调用,这个 IO 不是用户态能处理的,协程 是没办法绕开的,所以最终还是给堵了。如果 协程 真的能处理堵塞问题,那么很多经典的 Unix 网络编程书籍里面应该有 多协程 模式才对。
编者作为IT界的泥石流,习惯了异步的写法,对于协程抱着接受但是审视的态度。今天我们就一起看看swoole下的协编程。
我们先看看一段简易的协程代码:
echo "main start",PHP_EOL;
Co\run(function(){
echo "co 1 start",PHP_EOL; go(function(){
echo "co 2 start",PHP_EOL;echo "co 2 end",PHP_EOL;
}); go(function(){
echo "co 3 start",PHP_EOL;echo "co 3 end",PHP_EOL;
}); echo "co 1 end",PHP_EOL;
});
echo "end";
这段代码的执行结果是:
main start
co 1 start
co 2 start
co 2 end
co 3 start
co 3 end
co 1 end
end
好像也没什么嘛,就是代码顺序执行的结果。先不要急,我们一起看看代码中比较陌生的部分:
Co\run():在Swoole直接裸写协程启动,就需要调用这个函数(其实是对 Swoole\Coroutine\Scheduler 类 (协程调度器类) 的封装),可以理解为C语言里的main()函数。(另外,Swoole 提供的 2 个进程管理模块 Process 和 Process\Pool 的 start 方法,此种启动方式会在进程启动的时候创建协程容器,参考这两个模块构造函数的 enable_coroutine 参数)。
go():添加一个子协程。
现在,我们把代码修改如下(添加了Co::sleep)
echo "main start",PHP_EOL;
Co\run(function(){
echo "co 1 start",PHP_EOL; go(function(){
echo "co 2 start",PHP_EOL;
co::sleep(1);
echo "co 2 end",PHP_EOL;
}); go(function(){
echo "co 3 start",PHP_EOL;
co::sleep(.5);
echo "co 3 end",PHP_EOL;
}); echo "co 1 end",PHP_EOL;
});
echo "end";
这时的结果会变成:
main start
co 1 start
co 2 start
co 3 start
co 1 end
co 3 end
co 2 end
end
是不是很神奇:)根据等待的时间,协程会自动调度现在可以马上就处理的代码片断。嗯,这就是协程最大的优势。
我们再做一个实验,把上面的co::sleep()函数换成php自带的sleep()函数会发生什么事?
echo "main start",PHP_EOL;
Co\run(function(){
echo "co 1 start",PHP_EOL; go(function(){
echo "co 2 start",PHP_EOL;
sleep(1); //注意这里
echo "co 2 end",PHP_EOL;
}); go(function(){
echo "co 3 start",PHP_EOL;
sleep(3); //注意这里
echo "co 3 end",PHP_EOL;
}); echo "co 1 end",PHP_EOL;
});
echo "end";
这时,我们得到的结果同样会是:
main start
co 1 start
co 2 start
co 2 end
co 3 start
co 3 end
co 1 end
end
区别在于在co 2 start和co 3 start会被阻塞等待。究其原因就是在co::sleep()内部会用yield把时间片让出来,而sleep()则是在系统层面等待。这就是说为什么系统IO是协程绕不开的原因,该等的还是得等,只不过用了一些技巧是在其它地方等而已。
这就给了我们一些启发,如果用协程编程,碰到需要阻塞的部分(比如sleep、http请求、mysql连接、文件读写),需要用swoole为我们提供的现在协程库;如果协程库不够用,则利用异步原理与协程库实现自己的协程组件。
但是,swoole已经考虑到程序员中不乏杠精,就想把上面这请阻塞操作变成协程,只需如下操作就可以实现把代码“一键协程化”:
Swoole\Runtime::enableCoroutine(); //重点在这一句
echo "main start",PHP_EOL;
Co\run(function(){
echo "co 1 start",PHP_EOL; go(function(){
echo "co 2 start",PHP_EOL;
sleep(2);
echo "co 2 end",PHP_EOL;
}); go(function(){
echo "co 3 start",PHP_EOL;
sleep(1);
echo "co 3 end",PHP_EOL;
}); echo "co 1 end",PHP_EOL;
});
echo "end";
虽然swoole提供了“一键协程化”的神仙操作,可以把文件操作,sleep,Mysqli,PDO,streams等都变成异步IO,但是要注意,底层是使用了HOOK的方式把原PHP的代码调用转移到了swoole的函数内,可参考这里。所以认识swoole提供的原生协程库也是非常重要的。
要注意的是:Swoole\Runtime::enableCoroutine(),并不针对curl。如果想要把curl也协程化,需要调用Swoole\Runtime::enableCoroutine($flags = SWOOLE_HOOK_ALL | SWOOLE_HOOK_CURL); 对于Co::set(['hook_flags' => SWOOLE_HOOK_ALL | SWOOLE_HOOK_CURL]); 也是一样。
接下来,再来一段代码:
echo "main start",PHP_EOL;
echo "co 1 start",PHP_EOL; go(function(){
echo "co 2 start",PHP_EOL;
co::sleep(1);
echo "co 2 end",PHP_EOL;
}); go(function(){
echo "co 3 start",PHP_EOL;
co::sleep(.5);
echo "co 3 end",PHP_EOL;
}); echo "co 1 end",PHP_EOL; echo "end",PHP_EOL;
我们得到的结果是:
main start
co 1 start
co 2 start
co 3 start
co 1 end
end
co 2 end
co 2 end
在这一段代码中,没有协程容器Co\run()的存在,go()子协程同样会被调用。可以看出协程容器可以保证容器内的协程代码全部执行完成后,再跳出容器往下执行外部的代码。
好了,协程初探就先到这里了。接下去,我们会先了解协程版本的TCP服务器。关于swoole协程的其它话题,我们后续会进行讨论。
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