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PHP 协程:Go + Chan + Defer

Swoole4 提供了强大的 PHP CSP 协程编程模式。底层提供了 3 个关键词,可以方便地实现各类功能。
本文基于 Swoole-4.2.9 和 PHP-7.2.9 版本
关键词

go:创建一个协程

chan:创建一个通道

defer:延迟任务,在协程退出时执行,先进后出

这 3 个功能底层实现全部为内存操作,没有任何 IO 资源消耗。就像 PHP 的 Array 一样是非常廉价的。如果有需要就可以直接使用。这与 socket 和 file 操作不同,后者需要向操作系统申请端口和文件描述符,读写可能会产生阻塞的 IO 等待。
协程并发
使用 go 函数可以让一个函数并发地去执行。在编程过程中,如果某一段逻辑可以并发执行,就可以将它放置到 go 协程中执行。
顺序执行
function test1()
{
sleep(1);
echo “b”;
}

function test2()
{
sleep(2);
echo “c”;
}

test1();
test2();
执行结果:
htf@LAPTOP-0K15EFQI:~$ time php b1.php
bc
real 0m3.080s
user 0m0.016s
sys 0m0.063s
htf@LAPTOP-0K15EFQI:~$
上述代码中,test1 和 test2 会顺序执行,需要 3 秒才能执行完成。
并发执行
使用 go 创建协程,可以让 test1 和 test2 两个函数变成并发执行。
Swoole\Runtime::enableCoroutine();

go(function ()
{
sleep(1);
echo “b”;
});

go(function ()
{
sleep(2);
echo “c”;
});

Swoole\Runtime::enableCoroutine() 作用是将 PHP 提供的 stream、sleep、pdo、mysqli、redis 等功能从同步阻塞切换为协程的异步 IO

执行结果:
bchtf@LAPTOP-0K15EFQI:~$ time php co.php
bc
real 0m2.076s
user 0m0.000s
sys 0m0.078s
htf@LAPTOP-0K15EFQI:~$
可以看到这里只用了 2 秒就执行完成了。

顺序执行耗时等于所有任务执行耗时的总和:t1+t2+t3…)
并发执行耗时等于所有任务执行耗时的最大值:max(t1, t2, t3, …)

协程通信
有了 go 关键词之后,并发编程就简单多了。与此同时又带来了新问题,如果有 2 个协程并发执行,另外一个协程,需要依赖这两个协程的执行结果,如果解决此问题呢?
答案就是使用通道(Channel),在 Swoole4 协程中使用 new chan 就可以创建一个通道。通道可以理解为自带协程调度的队列。它有两个接口 push 和 pop:

push:向通道中写入内容,如果已满,它会进入等待状态,有空间时自动恢复

pop:从通道中读取内容,如果为空,它会进入等待状态,有数据时自动恢复

使用通道可以很方便地实现并发管理。
$chan = new chan(2);

# 协程 1
go (function () use ($chan) {
$result = [];
for ($i = 0; $i < 2; $i++)
{
$result += $chan->pop();
}
var_dump($result);
});

# 协程 2
go(function () use ($chan) {
$cli = new Swoole\Coroutine\Http\Client(‘www.qq.com’, 80);
$cli->set([‘timeout’ => 10]);
$cli->setHeaders([
‘Host’ => “www.qq.com”,
“User-Agent” => ‘Chrome/49.0.2587.3’,
‘Accept’ => ‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml’,
‘Accept-Encoding’ => ‘gzip’,
]);
$ret = $cli->get(‘/’);
// $cli->body 响应内容过大,这里用 Http 状态码作为测试
$chan->push([‘www.qq.com’ => $cli->statusCode]);
});

# 协程 3
go(function () use ($chan) {
$cli = new Swoole\Coroutine\Http\Client(‘www.163.com’, 80);
$cli->set([‘timeout’ => 10]);
$cli->setHeaders([
‘Host’ => “www.163.com”,
“User-Agent” => ‘Chrome/49.0.2587.3’,
‘Accept’ => ‘text/html,application/xhtml+xml,application/xml’,
‘Accept-Encoding’ => ‘gzip’,
]);
$ret = $cli->get(‘/’);
// $cli->body 响应内容过大,这里用 Http 状态码作为测试
$chan->push([‘www.163.com’ => $cli->statusCode]);
});
执行结果:
htf@LAPTOP-0K15EFQI:~/swoole-src/examples/5.0$ time php co2.php
array(2) {
[“www.qq.com”]=>
int(302)
[“www.163.com”]=>
int(200)
}

real 0m0.268s
user 0m0.016s
sys 0m0.109s
htf@LAPTOP-0K15EFQI:~/swoole-src/examples/5.0$
这里使用 go 创建了 3 个协程,协程 2 和协程 3 分别请求 qq.com 和 163.com 主页。协程 1 需要拿到 Http 请求的结果。这里使用了 chan 来实现并发管理。

协程 1 循环两次对通道进行 pop,因为队列为空,它会进入等待状态
协程 2 和协程 3 执行完成后,会 push 数据,协程 1 拿到了结果,继续向下执行

延迟任务
在协程编程中,可能需要在协程退出时自动实行一些任务,做清理工作。类似于 PHP 的 register_shutdown_function,在 Swoole4 中可以使用 defer 实现。
Swoole\Runtime::enableCoroutine();

go(function () {
echo “a”;
defer(function () {
echo “~a”;
});
echo “b”;
defer(function () {
echo “~b”;
});
sleep(1);
echo “c”;
});
执行结果:
htf@LAPTOP-0K15EFQI:~/swoole-src/examples/5.0$ time php defer.php
abc~b~a
real 0m1.068s
user 0m0.016s
sys 0m0.047s
htf@LAPTOP-0K15EFQI:~/swoole-src/examples/5.0$
结语
Swoole4 提供的 Go + Chan + Defer 为 PHP 带来了一种全新的 CSP 并发编程模式。灵活使用 Swoole4 提供的各项特性,可以解决工作中各类复杂功能的设计和开发。

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