php非同步程式設計
前言
我對 php 非同步的知識還比較混亂，寫這篇是為了整理，可能有錯。
傳統的 php-fpm 一個程序執行一個請求，要達到多少併發，就要生成多少個程序。更糟糕的是每次請求都需要重新編譯執行，導致併發一直上不來。因此出現了 Swoole 和 WorkerMan 兩個國內流行的常駐記憶體框架[1]。這兩個框架原理都是通過事件迴圈，讓程式一直停留在記憶體，等待外部請求，達到高併發。
為什麼需要非同步
先來看一個例子
在工作目錄下新建檔案 slowServer.php
<?php sleep(5); // 5秒後才能返回請求 echo 'done';
開啟服務
$ php -S localhost:8081 slowServer.php
開另一個終端，安裝依賴
$ pecl install event # 安裝 event 擴充套件 $ composer require workerman/workerman $ composer require react/http-client:^0.5.9
新建檔案 worker.php
require_once __DIR__ . '/vendor/autoload.php';
use Workerman\Worker;
use Workerman\Connection\AsyncTcpConnection;
use Amp\Artax\Response;
$http_worker = new Worker("http://0.0.0.0:8082");
$http_worker->count = 1; // 只開一個程序
$http_worker->onMessage = function($connection, $host) {
echo 1;
$data = file_get_contents('http://localhost:8081');
$connection->send($data);
};
Worker::runAll();
開啟伺服器
php worker.php start
在瀏覽器開啟兩個標籤，都開啟網址http://localhost :8082 。這時可以看到終端輸出“1”，過了一會兒又輸出“1”，原因是8081伺服器在處理第一個請求的時候阻塞在了等待8081返回之中，等第一個請求結束後，才開始處理第二個請求。也就是說請求是一個一個執行的，要達到多少個併發，就要建立多少個程序，跟 php-fpm 一樣。現在修改一下程式碼
$http_worker->onMessage = function($connection, $host) {
echo 1;
$loop= Worker::getEventLoop();
$client= new \React\HttpClient\Client($loop);
$request = $client->request('GET', 'http://localhost:8081');
$request->on('error', function(Exception $e) use ($connection) {
$connection->send($e);
});
$request->on('response', function ($response) use ($connection) {
$response->on('data', function ($data) use ($connection) {
$connection->send($data);
});
});
$request->end();
};
現在開啟服務，再在瀏覽器發起請求，發現第二個“1”在請求後就馬上輸出了，而這時第一個請求還沒結束。這表明程序不再阻塞，併發量取決於 cpu 和 記憶體，而不是程序數。
為什麼需要非同步
通過上面的例子已經很明白了，reactphp 框架通過把 http 請求變成非同步，讓 onMessage 函式變成非阻塞，cpu 可以去處理下一個請求。即從 cpu 迴圈等待 8081 返回，變成了 epoll 等待。
非同步的意義在於把 cpu 從 io 等待中解放出來，可以處理其他計算任務。如果你想知道怎麼用框架實現非同步，看到這裡就可以了。WorkerMan 配合 ReactPHP 或者自身的 AsyncTcpConnection 已經可以滿足很多 io 請求非同步化的需求。下面繼續討論這些框架是怎麼做到非同步的。
哪些地方應該被做成非同步
通過上面的例子已經知道一旦執行到不需要 cpu，但是要等待 io 的時候，應該把 io 的過程做成非同步。
實現事件迴圈
上面的例子是通過 reactphp 把 http 請求變成了非同步，其實 WorkerMan 框架本身也是非同步的，下面來看看 WorkerMan 是怎麼使 onMessage 函式可以非同步接受請求。先來新建下面這個檔案 react.php
<?php
$context = stream_context_create();
$socket = stream_socket_server('tcp://0.0.0.0:8081', $errno, $errmsg, STREAM_SERVER_BIND | STREAM_SERVER_LISTEN,$context); // 註冊一個 fd（file descriptor)
function react($socket){
$new_socket = stream_socket_accept($socket, 0, $remote_address);
echo 1;
}
$eventBase = new EventBase();
$event = new Event($eventBase, $socket, Event::READ | Event::PERSIST, 'react', $socket); // 註冊一個事件，檢測 fd 有沒有寫入內容
$event->add();
$eventBase->loop(); // 開始迴圈
開始執行
$ php react.php
在另一個終端執行
telnet 127.0.0.1 8081
這時就會看到第一個終端輸出'1'。
我之前寫過一篇文章《php使用epoll》 ，是這篇文章的基礎。那篇文章裡事件回撥是通過定時來實現，即
$event->add($seconds);
而這裡，事件回撥是通過檢測 fd 是否有寫入內容來實現，這個過程不需要 cpu 參與。當 fd 有內容寫入時，會調函式 'react'，這時開始使用 cpu。如果這時候程序執行另一個非同步請求，比如用 reactphp 框架請求一個網頁，那麼程式會讓出 cpu，此時如果有另一個請求進來，就可以回撥執行另一個 'react' 函式。由此提高了併發量。
協程
生成器 Generater
這是生成器的 PHP 官方文件http://php.net/manual/zh/lang...
<?php
function gen_one_to_three() {
for ($i = 1; $i <= 3; $i++) {
//注意變數$i的值在不同的yield之間是保持傳遞的。
yield $i;
}
}
$generator = gen_one_to_three();
foreach ($generator as $value) {
echo "$value\n";
}
生成器就是每次程式執行到 yield 的時候儲存狀態，然後返回 $i，是否繼續執行 gen_one_to_three 裡的迴圈，取決於主程式是否繼續呼叫
什麼是協程
上面的程式另一種寫法是
<?php
$i = 1;
function gen_one_to_three() {
global $i;
if ($i<=3){
return $i++;
}
}
while ($value = gen_one_to_three()) {
echo "$value\n";
}
由此可見，協程就是一種對函式的封裝，使其變成一種可以被中斷的函式，行為更像是子程序或子執行緒，而不是函式。協程的具體寫法這裡不細寫，因為協程的寫法十分複雜，可能需要再做一層封裝才能好用。
協程與非同步
既然協程可以被中斷，那麼只要在程式發起請求後發起事件迴圈，然後用 yield 返回，然後程式繼續執行主程式部分，等事件返回後觸發函式，執行 Generatot::next() 或 Generator::send() 來繼續執行協程部分。封裝好後就好像沒有非同步回撥函式一樣，和同步函式很像。
現在已經有ampphp 和swoole 兩個框架封裝了協程，有興趣可以瞭解一下。
- 國外還有https://amphp.org 和https://reactphp.org 這兩個框架
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