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swoole协程的实现原理是什么

时间:2022-05-19 10:20

在swoole中,Swoole server接收数据在worker进程触发onReceive回调,产生一个协程,Swoole为每个请求创建对应携程,协程中也能创建子协程,协程在底层实现上是单线程的,因此同一时间只有一个协程在工作。

本教程操作环境:Windows10系统、Swoole4版、DELL G3电脑

swoole协程的实现原理是什么

什么是进程?

进程就是应用程序的启动实例。独立的文件资源,数据资源,内存空间。

什么是线程?

线程属于进程,是程序的执行者。一个进程至少包含一个主线程,也可以有更多的子线程。线程有两种调度策略,一是:分时调度,二是:抢占式调度。

什么是协程?

协程是轻量级线程,协程也是属于线程,协程是在线程里执行的。协程的调度是用户手动切换的,所以又叫用户空间线程。协程的创建、切换、挂起、销毁全部为内存操作,消耗是非常低的。协程的调度策略是:协作式调度。

Swoole 协程的原理

Swoole4 由于是单线程多进程的,同一时间同一个进程只会有一个协程在运行。

Swoole server 接收数据在 worker 进程触发 onReceive 回调,产生一个携程。Swoole 为每个请求创建对应携程。协程中也能创建子协程。

协程在底层实现上是单线程的,因此同一时间只有一个协程在工作,协程的执行是串行的。

因此多任务多协程执行时,一个协程正在运行时,其他协程会停止工作。当前协程执行阻塞 IO 操作时会挂起,底层调度器会进入事件循环。当有 IO 完成事件时,底层调度器恢复事件对应的协程的执行。。所以协程不存在 IO 耗时,非常适合高并发 IO 场景。(如下图)

18.png

Swoole 的协程执行流程

  • 协程没有 IO 等待 正常执行 PHP 代码,不会产生执行流程切换

  • 协程遇到 IO 等待 立即将控制权切,待 IO 完成后,重新将执行流切回原来协程切出的点

  • 协程并行协程依次执行,同上一个逻辑

  • 协程嵌套执行流程由外向内逐层进入,直到发生 IO,然后切到外层协程,父协程不会等待子协程结束

协程的执行顺序

先来看看基础的例子:

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

go() 是 \Co::create() 的缩写, 用来创建一个协程, 接受 callback 作为参数, callback 中的代码, 会在这个新建的协程中执行.

备注: \Swoole\Coroutine 可以简写为 \Co

上面的代码执行结果:

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

执行结果和我们平时写代码的顺序, 好像没啥区别. 实际执行过程:

  • 运行此段代码, 系统启动一个新进程

  • 遇到 go(), 当前进程中生成一个协程, 协程中输出 heelo go1, 协程退出

  • 进程继续向下执行代码, 输出 hello main

  • 再生成一个协程, 协程中输出heelo go2, 协程退出

运行此段代码, 系统启动一个新进程. 如果不理解这句话, 你可以使用如下代码:

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

执行并使用 ps aux 查看系统中的进程:

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

我们来稍微改一改, 体验协程的调度:

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

怎么不是顺序执行的呢? 实际执行过程:

  • 运行此段代码, 系统启动一个新进程

  • 遇到 go(), 当前进程中生成一个协程

  • 协程中遇到 IO阻塞 (这里是 Co::sleep() 模拟出的 IO等待), 协程让出控制, 进入协程调度队列

  • 进程继续向下执行, 输出 hello main

  • 执行下一个协程, 输出 hello go2

  • 之前的协程准备就绪, 继续执行, 输出 hello go1

到这里, 已经可以看到 swoole 中 协程与进程的关系, 以及 协程的调度, 我们再改一改刚才的程序:

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

我想你已经知道输出是什么样子了:

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

推荐学习: swoole教程

以上就是swoole协程的实现原理是什么的详细内容,更多请关注gxlsystem.com其它相关文章!

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