swoole与php协程实现异步非阻塞IO开发

“协程可以在遇到阻塞的时候中断主动让渡资源，调度程序选择其他的协程运行。从而实现非阻塞io” 然而php是不支持原生协程的，遇到阻塞时如不交由异步进程来执行是没有任何意义的，代码还是同步执行的，如下所示： function foo() { $db=new db(); $result=(yield $db->query()); yield $result; } 上面的数据库查询操作是阻塞的，当调度器调度该协程到这一步时发现执行了阻塞操作，此时调度器该怎么办？选择其余协程执行？那该协程的阻塞操作又该何时执行，交由谁执行呢？所以说在php协程中抛开异步调用谈非阻塞io属于耍流氓。 而swoole的异步task提供了一个实现异步的解决方案,关于swoole_task可以参考官方文档 核心功能实现 将一次请求形成一个协程 首先创建一个swoole_rver并设置回调 class httprver implements rver { private $swoolehttprver; public function __construct(\swoole_http_rver $swoolehttprver) { $this->swoolehttprver = $swoolehttprver; } public function start() { $this->swoolehttprver->on(‘start’, [$this, ‘onstart’]); $this->swoolehttprver->on(‘shutdown’, [$this, ‘onshutdown’]); $this->swoolehttprver->on(‘workerstart’, [$this, ‘onworkerstart’]); $this->swoolehttprver->on(‘workerstop’, [$this, ‘onworkerstop’]); $this->swoolehttprver->on(‘workererror’, [$this, ‘onworkererror’]); $this->swoolehttp不闻不问rver->on(‘task’, [$this, ‘ontask’]); $this->swoolehttprver->on(‘finish’, [$this, ‘onfinish’]); $this->swoolehttprver->on(‘request’, [$this, ‘onrequest’]); $this->swoolehttprver->start(); } onrequest方法： public function onrequest(\swoole_http_request $request, \swoole_http_respon $respon) { $requesthandler = new requesthandler($request, $respon); $requesthandler->handle(); } 在reqeusthandler中执行handle方法，来解析请求的路由，并创建控制器，调用相应的方法，相 public function handle() { $this->context = new context($this->request, $this->respon, $this->getfd()); $this->router = new router($this->request); try { if (fal === $this->router->par()) { $this->respon->output(”); return; } $coroutine = $this->dorun(); $task = new task($coroutine, $this->context); $task->run(); } catch (\exception $e) { pcxceptionhandler::handle(保密协议书$e, $this->respon); } } private function dorun() { $ret = (yield $this->dispatch()); yield $this->respon->nd($ret); } 上面代码中的ret是action()的调用结果，yield $this->respon->nd($ret);是向对客户端请求的应答。 $coroutine是这一次请求形成的一个协程（genetator对象)，包含了整个请求的流程，接下来就要对这个协程进行调度来获取真正的执行结果。 协程调度 namespace pcs\coroutine; u pcs\network\context\context; class task { private $coroutine; private $context; private $status; private $scheduler; private $ndvalue; public function __construct(\generator $coroutine, context $context) { $this->coroutine = $coroutine; $this->context = $context; $this->scheduler = new scheduler($this); } public function run() { while (true) { try { $this->status = $this->scheduler->schedule(); switch ($this->status) { ca taskstatus::task_wait: echo “task status: task_wait\n”; return null; ca taskstatus::task_done: echo “task status: task_done\n”; return null; ca taskstatus::task_continue; echo “task status: task_continue\n”; break; } } catch (\exception $e) { $this->scheduler->throwexception($e); } } } public function tcoroutine($coroutine) { $this->coroutine = $coroutine; } public function getcoroutine() { return $this->coroutine; } public function valid() { if ($this->coroutine->valid()) { return true; } el { return fal; } } public function nd($value) { $this->ndvalue = $value; $ret = $this->coroutine->nd($value); return $ret; 股票大盘走势图 } public function getndval() { return $this->ndvalue; } } task依赖于generator对象$coroutine,在task类中定义了一些get/t方法，以及一些generator的方法，task::run()方法用来执行对协程的调度，调度行为由schedule来执行，每次调度都会返回当前这次调度的状态。多个协程共用一个调度器，而这里run方法会为每个协程创建一个调度器，原因是每个协程都是一个客户端的请求，使用一个单独的调度器能减少相互间的影响，而且多个协程之间的调度顺序是swoole来处理的，这里的调度器不用关化妆品技术心。下面给出调度的代码： namespace pcs\coroutine; class scheduler { private $task; private $stack; const schedule_continue = 10; public function __construct(task $task) { $this->task = $task; $this->stack = new \splstack(); } public function schedule() { $coroutine = $this->task->getcoroutine(); $value = $coroutine->current(); $status = $this->handlesystemcall($value); if ($status !== lf::schedule_continue) return $status; $status = $this->handlestackpush($value); if ($status !== lf::schedule_continue) return $status; $status = $this->handleasyncjob($value); if ($status !== lf::schedule_continue) return $status; $status = $this->handelyieldvalue($value); if ($status !== lf::schedule_continue) return $status; $status = $this->handelstackpop(); if ($status !== lf::schedule_continue) return $status; return taskstatus::task_done; } public function isstackempty() { return $this->stack->impty(); } private fu梦见生孩子nction handlesystemcall($value) { if (!$value instanceof systemcall) { return lf::schedule_continue; } } private function handlestackpush($value) { if (!$value instanceof \generator) { return lf::schedule_continue; } $coroutine = $this->task->getcoroutine(); $this->stack->push($coroutine); $this->task->tcoroutine($value); return taskstatus::task_continue; } private function handleasyncjob($value) { if (!is_subclass_of($value, async::class)) { return lf::schedule_continue; } $value->execute([$this, ‘asynccallback’]); return taskstatus::task_wait; } public function asynccallback($respon, $exception = null) { if ($exception !== null && $exception instanceof \exception ) { $this->throwexception($exception, true); } el { $this->task->nd($respon); $this->task->run(); } } private function handelyieldvalue($value) { if (!$this->task->valid()) { return lf::schedule_continue; } $ret = $this->task->nd($value); return taskstatus::task_continue; } private function handelstackpop() { if ($this->isstackempty()) { return lf::schedule_continue; } $coroutine = $this->stack->pop(); $this->task->tcoroutine($coroutine); $value = $this->task->getndval(); $this->task->nd($value); return taskstatus::task_continue; } public function throwexception($e, $isfirstcall = fal) { if ($this->isstackempty()) { $this->task->getcoroutine()->throw($e); return; } try { if ($isfirstcall) { $coroutine = $this->task->getcoroutine(); } el { $coroutine = $this->stack->pop(); } $this->task->tcoroutine($coroutine); $coroutine->throw($e); $this->task->run(); } catch (\exception $e) { $this->throwexception($e); } } } scheduler中的schedule方法会获取当前task的协程，并通过current()方法获取当前中断点的返回值，接着依次调用5个方法来对返回值进行处理。 1:handlesystemcall 如果返回的值是systemcall类型的对象，则执行系统调用，如killtask之类的操作，systemcall是第一优先级。 2:handlestackpush 在a函数中调用b函数，则b函数称为a函数的子例程（子函数），然而在协程中却不能像普通函数那样调用。 function funca() { return funcb(); } function gena() { yield genb(); } 在funca中funcb();会返回funcb的执行结果，但是在gena中，yield genb();会返回一个generator对象，而不是genb的最终执行结果。想得到genb的执行结果需要对genb进行调度，而genb中又可能有genc()gend()的协程嵌套，所以为了让协程像函数一眼正常调用，这里使用协程栈来实现。

如上图，当调度器获取到gena（父协程）的返回值is instance of generator时，调度器会把父协程push到stack中，然后把子协程分配给task，继续调度子协程。如此反复直到最后一个子协程返回，然后开始pop，将stack中的协程依次取出

3:handleasyncjob handleasyncjob是整个协程调度的核心 private function handleasyncjob($value) { if (!is_subclass_of($value, async::class)) { return lf::schedule_continue; } $value->execute([$this, ‘asynccallback’]); return taskstatus::task_wait; } public function asynccallback($respon, $exception = null) { if ($exception !== null && $exception instanceof \exception ) { $this->throwexception($exception, true); } el { $this->task->nd($respon); $this->task->run(); } } 当协程调度的返回值是继承了async的子类或者是实现了asycn接口的实例的时候，会执行async的execute方法。这里用mysqli数据库查询类举例。 public function execute(callable $callback) { $this->callback = $callback; $rv = rverholder::getrver(); $rv->task($this->sql, -1, [$this, ‘queryready’]); } public function queryready(\swoole_http_rver $rv, $task_id, $data) { $queryresult = unrialize($data); $exception = null; if ($queryresult->errno != 0) { $exception = new \exception($queryresult->error); } call_ur_func_array($this->callback, [$queryresult, $exception]); } execute方法接收一个函数作为该异步操作完成之后的回调函数，在mysqli类中的execute方法中，启动了一个异步swoole_task，将sql操作交给swoole_task异步执行，在执行结束后会执行queryready方法，该方法在解析异步返回数据之后执行$this->callback()也就是之前在调度器中传入的 asynccallback方法，该方法在检测异常之后会执行nd()方法将异步执行的结果发送到中断处，继续执行。 handleasyncjob不会等待异步操作的返回结果，而是直接返回task_wait信号，回到上面的task->run()方法可以看到task_wait信号会导致run()方法返回null,释放当前worker,调度流程图如下图所示，

4:handleyieldvalue private function handelyieldvalue($value) { if (!$this->task->valid()) { return lf::schedule_continue; } $ret = $this->task->nd($value); return taskstatus::task_continue; } 如果某次yield的返回值既不是异步调用也不是generator，那么判断当前的generator是否是valid(是否执行完）如果执行完毕，继续调度，执行下面的handlestackpush方法，否则的话返回task_continue继续调度，也就是说在一个generator中多次yield，最后只会取最后一次yield的返回值。 5:handlestackpush 当上一步中判断!$this->task->valid()也就是当前生成器执行完毕的时候，会执行本方法来控制之前的协程stack进行pop操作,首先检查stac是否是非空，非空的话pop出一个父协程，并将当前协程的返回值nd()到父协程中断出继续执行。 协程优势在哪里 当一次请求遇到io的时候，同步操作会导致当前请求阻塞在io处等待io返回，体现在swoole上就是一个请求一直占用一个worker。

但是当使用了协程调度之后，用户可以在阻塞的地方通过yield手动中断，交由swoole_task去异步操作，同时释放worker占用来处理其他请求。 当异步处理执行结束后再继续调度。

注意 php的协程只负责中断，异步操作是swoole_task做的