最近有幸读到 daydaygo 的 swoole 协程初体验，一文从协程的执行的角度窥探 Swoole 的协程调度，并具体阐明了为什么协程会快。

文章通俗易懂，笔者在此基础上减少了一些本人的了解，以此成文。

次要从以下两个方面来理解协程：

  1. 协程的执行程序：协程调度
  2. 协程为什么快：缩小IO阻塞带来的性能劣势

协程执行程序

依照常规，先来看一个最简略的协程代码。

<?phpgo(function () {    echo "1".PHP_EOL;});echo "2".PHP_EOL;go(function () {    echo "3".PHP_EOL;});

在Swoole中 Swoole\Coroutine::create 等价于 go 函数（Swoole\Coroutine 前缀的类名能够映射为 Co），用于创立一个协程。

该函数承受一个回调函数作为参数，回调函数的内容就是协程须要执行的内容。

下面的代码执行后果为：

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从执行后果的角度来看，协程版的代码和传统的同步代码，看起来并无差别。但协程的理论执行过程却是：

  1. 运行下面那段协程代码，生成一个新过程
  2. 当代码执行到go()局部时，会在以后协程中创立一个协程，输入1，协程退出
  3. 代码持续向下执行，输入 2
  4. 再次遇到go()函数，输入3
  5. 协程退出，过程退出，执行实现

协程调度

\Co::sleep() 函数和sleep()函数差不多，然而它模仿的是 IO 期待。

<?phpgo(function () {  // 只新增了一行代码    Co::sleep(1);    echo "1".PHP_EOL;});echo "2".PHP_EOL;go(function () {    echo "3".PHP_EOL;});

执行后果如下：

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怎么不是程序执行的了？理论执行过程：

  1. 运行下面那段协程代码，生成一个新过程
  2. 遇到 go()，在以后过程中创立一个协程
  3. 协程向下执行遇到IO 阻塞，协程让出管制，进入协程调度队列
  4. 过程持续向下执行，输入 2
  5. 创立第二个协程，输入3
  6. 第一个协程准备就绪，输入 1
  7. 协程退出，过程退出，执行实现

到这里，曾经能够看到Swoole 中协程与过程的关系，以及协程调度的过程。

上面这张图能够很清晰的看到二者区别与分割：

协程快在哪里？

大家应用协程，听到最多的起因，可能就是因为协程快。那协程相比传统同步代码倒底快在哪里呢？

首先，咱们来理解一下计算机中的两类工作。

CPU密集型

CPU 密集型也叫计算密集型， 特点是须要进行大量科学计算，比方计算圆周率、对视频进行高清解码，吃CPU。

IO 密集型

波及到网络、磁盘IO的工作都是IO密集型工作，特点是不吃CPU，工作的大部分工夫都在期待IO操作实现，因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度。

其次须要理解两个概念：

  • 并行：同一时刻，同一CPU只能执行一个工作，要N个工作同时执行，就须要有多个CPU 才行。
  • 并发：同一时刻执行N 个工作。因为CPU 工作切换速度十分快，曾经快到了人类感知极限。

理解了这些根底之后，对协程的能力是不是也更清晰了一些，以及协程为什么会“快”了。

因为协程仅在 IO阻塞 时才会触发调度，从而缩小期待IO 操作实现的工夫。

协程实际

通过比照上面三种状况，加深对协程的了解：

同步阻塞版：

<?php$n = 4;for ($i = 0; $i < $n; $i++) {    sleep(1);    echo $i . PHP_EOL;};echo "ok";

单个协程版：

<?php$n = 4;Co\Run(function () use ($n) {    for ($i = 0; $i < $n; $i++) {        Co::sleep(1);        echo $i . PHP_EOL;    };});echo "ok";

多个协程版1.0（IO 密集型）：

<?php$n = 4;for ($i = 0; $i < $n; $i++) {    go(function () use ($i) {         Co::sleep(1);        echo $i . PHP_EOL;    });};echo "ok";

通过 time 命令别离查看耗时时长，能够得出以下论断：

  • 传统同步阻塞：遇到 IO阻塞，期待，导致性能损失
  • 单协程：只管 IO阻塞引发了协程调度，但有且只有一个协程
  • 多协程：遇到 IO阻塞 时产生调度，IO就绪时复原运行

多个协程版2.0（CPU 密集型）：

<?php$n = 4;for ($i = 0; $i < $n; $i++) {    go(function () use ($i) {         sleep(1);         // Co::sleep(1);        echo $i . PHP_EOL;    });};echo "ok";

只是将 Co::sleep() 改成了 sleep()，会发现总耗时时长又和传统同步阻塞差不多了，这是因为：

  • sleep() 能够看做是 CPU密集型工作, 不会引起协程的调度
  • Co::sleep() 模仿的是 IO密集型工作, 会引发协程的调度

这也是为什么, 协程适宜 IO密集型 的利用，而不适宜 CPU 密集型工作。

参考链接

  • swoole| swoole 协程初体验