swoole協程的實作原理是什麼

在swoole中，Swoole server接收資料在worker進程觸發onReceive回調，產生一個協程，Swoole為每個請求創建對應攜程，協程中也能創建子協程，協程在底層實現上是單線程的，因此同一時間只有一個協程在工作。

本教學操作環境：Windows10系統、Swoole4版、DELL G3電腦

swoole協程的實作原理是什麼

什麼是進程？

進程就是應用程式的啟動實例。獨立的檔案資源，資料資源，記憶體空間。

什麼是執行緒？

執行緒屬於進程，是程式的執行者。一個行程至少包含一個主線程，也可以有更多的子執行緒。執行緒有兩種調度策略，一是：分時調度，二是：搶佔式調度。

什麼是協程？

協程是輕量級線程，協程也是屬於線程，協程是在線程裡執行的。協程的調度是使用者手動切換的，所以又叫用戶空間線程。協程的創建、切換、掛起、銷毀全部為記憶體操作，消耗量是非常低的。協程的調度策略是：協作式調度。

Swoole 協程的原理

Swoole4 由於是單執行緒多進程的，同一時間同一個行程只會有一個協程在運作。

Swoole server 接收資料在 worker 程序觸發 onReceive 回調，產生一個攜程。 Swoole 為每個請求建立對應攜程。協程中也能創造子協程。

協程在底層實作上是單執行緒的，因此同一時間只有一個協程在工作，協程的執行是串列的。

因此多任務多協程執行時，一個協程正在執行時，其他協程會停止工作。當前協程執行阻塞 IO 操作時會掛起，底層調度器會進入事件循環。當有 IO 完成事件時，底層調度器恢復事件對應的協程的執行。 。所以協程不存在 IO 耗時，非常適合高併發 IO 場景。 （如下圖）

Swoole 的協程執行流程

• ##協程沒有IO 等待正常執行PHP 程式碼，不會產生執行流程切換

• 協程遇到IO 等待立即將控制權切，待IO 完成後，重新將執行流切回原來協程切出的點

• 協程並行協程依序執行，同上一個邏輯

• 協程嵌套執行流程由外向內逐層進入，直到發生IO，然後切到外層協程，父協程不會等待子協程結束

#協程的執行順序

#先來看看基礎的範例:

go(function () {
    echo "hello go1 \n";});echo "hello main \n";go(function () {
    echo "hello go2 \n";});

go() 是\Co::create() 的縮寫, 用來建立一個協程, 接受callback 作為參數, callback 中的程式碼, 會在這個新建的協程中執行.

備註: \Swoole\Coroutine 可以簡寫為\Co

上面的程式碼執行結果:

root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.phphello go1
hello main
hello go2

執行結果和我們平常寫程式碼的順序, 好像沒啥區別.實際執行過程:

• 運行此段程式碼, 系統啟動一個新進程

• 遇到go() , 目前行程中產生一個協程, 協程中輸出heelo go1, 協程退出

• 程式繼續向下執行程式碼, 輸出hello main

• #再生成一個協程, 協程中輸出heelo go2, 協程退出

運行此段程式碼, 系統啟動一個新進程. 如果不理解這句話, 你可以使用如下程式碼:

// co.php<?phpsleep(100);

執行並使用ps aux 查看系統中的進程:

root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.php &⏎
root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# ps auxPID   USER     TIME   COMMAND
    1 root       0:00 php -a   10 root       0:00 sh   19 root       0:01 fish  749 root       0:00 php co.php  760 root       0:00 ps aux

我們來稍微改一改, 體驗協程的調度:

use Co;go(function () {
    Co::sleep(1); // 只新增了一行代码
    echo "hello go1 \n";});echo "hello main \n";go(function () {
    echo "hello go2 \n";});
\Co::sleep() 函数功能和 sleep() 差不多, 但是它模拟的是 IO等待(IO后面会细讲). 执行的结果如下:
root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.phphello main
hello go2
hello go1

怎麼不是順序執行的呢?實際執行程序:

• 運行此段程式碼, 系統啟動一個新程序

• 遇到go() , 在當前進程中產生一個協程

• 協程中遇到IO阻塞(這裡是Co::sleep() 模擬出的IO等待), 協程讓出控制, 進入協程調度佇列

• 程式繼續向下執行, 輸出hello main

• 執行下一個協程, 輸出hello go2

• #之前的協程準備就緒, 繼續執行, 輸出hello go1

到這裡, 已經可以看到swoole 中協程與進程的關係, 以及協程的調度, 我們再改一改剛才的程式:

go(function () {
    Co::sleep(1);
    echo "hello go1 \n";});echo "hello main \n";go(function () {
    Co::sleep(1);
    echo "hello go2 \n";});

我想你已經知道輸出是什麼樣子了:

root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.phphello main
hello go1
hello go2

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