Swoole進階：使用協程編寫並發伺服器

在高並發的網路應用場景中，Swoole作為一款長程進程通訊框架，越來越受到開發者的青睞。 Swoole提供了豐富的網路程式設計API，讓開發者可以使用協程進行非同步編程，提升了並發處理能力。本文將介紹如何使用Swoole和協程編寫一個簡單的並發伺服器。

一、環境搭建

在開始之前，我們需要安裝Swoole擴展，安裝方法可以參考Swoole官方文件。本文使用的是PHP7.2版本。

二、伺服器程式框架

我們需要使用Swoole的TCP伺服器，具體實作需要考慮以下幾個方面：

1. 定義協定格式

在網路應用中，通常需要定義一種標準的資料傳輸格式。在本例中，我們可以使用自訂協定格式，如下所示：

class MyProtocol {
    const HEADER_SIZE = 4;
    const MAX_PACKAGE_SIZE = 1024 * 1024;

    public static function encode($data) {
        $package = json_encode($data, JSON_UNESCAPED_UNICODE);
        return pack('N', strlen($package)) . $package;
    }

    public static function decode($buffer) {
        if(strlen($buffer) < self::HEADER_SIZE) {
            return false;
        }

        $length = unpack('N', substr($buffer, 0, self::HEADER_SIZE))[1];
        if($length > self::MAX_PACKAGE_SIZE) {
            return false;
        }

        if(strlen($buffer) < self::HEADER_SIZE + $length) {
            return false;
        }

        $package = substr($buffer, self::HEADER_SIZE, $length);
        return json_decode($package, true);
    }
}

協定格式包含一個4位元組的頭部，用於存放資料包的長度，和一個JSON字串表示的實際數據。這種格式可以支援不同的訊息類型，並實現傳輸的可靠性和可擴展性。

2. 定義業務處理

Server類別的回呼函數中定義業務邏輯處理，如下所示：

class Server {
    private $serv;

    public function __construct() {
        $this->serv = new SwooleServer('0.0.0.0', 9501);
        $this->serv->set(array(
            'worker_num' => 4,
            'daemonize' => false,
            'max_conn' => 10000,
            'dispatch_mode' => 3,
            'open_tcp_keepalive' => 1,
            'tcp_keepidle' => 600,
            'tcp_keepinterval' => 60,
            'tcp_keepcount' => 5,
        ));
        $this->serv->on('Connect', array($this, 'onConnect'));
        $this->serv->on('Receive', array($this, 'onReceive'));
        $this->serv->on('Close', array($this, 'onClose'));
        $this->serv->start();
    }

    public function onConnect($serv, $fd, $reactorId) {
        echo "Client: {$fd}-{$reactorId} Connect.
";
    }

    public function onReceive($serv, $fd, $reactorId, $data) {
        $message = MyProtocol::decode($data);
        if($message) {
            // Handle message & reply to client
            $this->serv->send($fd, MyProtocol::encode(array('status' => 0, 'message' => 'OK')));
        } else {
            // Invalid message, close connection
            $this->serv->close($fd);
        }
    }

    public function onClose($serv, $fd, $reactorId) {
        echo "Client: {$fd}-{$reactorId} Close.
";
    }
}

new Server();

對於每個連接，伺服器需要定義三個方法處理其連接、接受訊息、關閉連接等操作，並進行相應的回應。

三、使用協程

Swoole提供了協程API，用來管理非同步程式設計中的控制流，提供類似同步的程式設計體驗。可以透過coroutine系列API來實現協程功能。以下是使用協程後的新程式碼，使用了協程來處理客戶端連線和訊息接收等非同步IO操作：

class Server {
    private $serv;

    public function __construct() {
        $this->serv = new SwooleServer('0.0.0.0', 9501);
        $this->serv->set(array(
            'worker_num' => 4,
            'daemonize' => false,
            'max_conn' => 10000,
            'dispatch_mode' => 3,
            'open_tcp_keepalive' => 1,
            'tcp_keepidle' => 600,
            'tcp_keepinterval' => 60,
            'tcp_keepcount' => 5,
        ));
        $this->serv->on('Connect', array($this, 'onConnect'));
        $this->serv->on('Receive', array($this, 'onReceive'));
        $this->serv->on('Close', array($this, 'onClose'));
        $this->serv->start();
    }

    public function onConnect($serv, $fd, $reactorId) {
        go(function() use($fd, $reactorId) {
            echo "Client: {$fd}-{$reactorId} Connect.
";
        });
    }

    public function onReceive($serv, $fd, $reactorId, $data) {
        go(function() use($serv, $fd, $reactorId, $data) {
            $message = MyProtocol::decode($data);
            if($message) {
                // Handle message & reply to client
                $serv->send($fd, MyProtocol::encode(array('status' => 0, 'message' => 'OK')));
            } else {
                // Invalid message, close connection
                $serv->close($fd);
            }
        });
    }

    public function onClose($serv, $fd, $reactorId) {
        go(function() use($fd, $reactorId) {
            echo "Client: {$fd}-{$reactorId} Close.
";
        });
    }
}

new Server();

使用go(function())將任務加到協程中執行，減少了程式碼量，同時避免了不必要的回呼函數和手動管理控制流程的繁瑣操作。

四、如何部署

透過Swoole提供的命令列工具，我們可以簡單地管理執行伺服器的進程。例如，我們啟動一個Swoole TCP伺服器的方式如下：

php server.php

如果需要保持伺服器在後台運行，可以設定daemonize選項：

php server.php --daemonize

使用Swoole提供的命令列工具開啟、重新啟動和停止伺服器等操作：

swoole_server [start|stop|reload|restart|shutdown]

透過使用Swoole，我們能夠輕鬆實現高效的並發網路應用程式。使用協程編寫的Swoole TCP伺服器不僅簡化了程式碼結構，而且具有更高的效能，能夠與傳統的多進程或多執行緒伺服器相比獲得更好的處理效能，大幅節省了伺服器的資源消耗。

以上是Swoole進階：使用協程編寫並發伺服器的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！