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協(xié)程

協(xié)程不是進程或線程,其執(zhí)行過程更類似于子例程,或者說是不帶返回值的函數(shù)調(diào)用。

一個程序可以包含多個協(xié)程,可以對比于一個進程可以包含多個線程,下面我們來比較協(xié)程和線程。因為多個線程相對獨立,有自己的上下文,切換受系統(tǒng)控制;

而協(xié)程也相對獨立,有自己的上下文,但是其切換由自己控制,當前協(xié)程切換到其他協(xié)程可以由當前協(xié)程來控制。

協(xié)程

協(xié)程執(zhí)行順序

原生 php 代碼:

<?php
function task1()
{
    for ($i = 0; $i <= 300; $i++) {
        // 寫入文件,大概要 3000 微秒
        usleep(3000);
        echo "寫入文件{$i}\n";
    }
}

function task2()
{
    for ($i = 0; $i <= 500; $i++) {
        // 發(fā)送郵件給 500 名會員,大概 3000 微秒
        usleep(3000);
        echo "發(fā)送郵件{$i}\n";
    }
}

function task3()
{
    for ($i = 0; $i <= 100; $i++) {
        // 模擬插入 100 條數(shù)據(jù),大概 3000 微秒
        usleep(3000);
        echo "插入數(shù)據(jù){$i}\n";
    }
}

task1();
task2();
task3();

在這個代碼中,我們主要做了 3 件事:寫入文件、發(fā)送郵件、及插入數(shù)據(jù)。

再看下面這段代碼:

<?php
function task1($i)
{
    // 使用 $i 標識 寫入文件,,大概要3000微秒
    if ($i > 300) {
        return false;// 超過 300 不用寫了
    }
    echo "寫入文件{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}

function task2($i)
{
    // 使用 $i 標識 發(fā)送郵件,大概要 3000 微秒
    if ($i > 500) {
        return false;// 超過 500 不用發(fā)送了
    }
    echo "發(fā)送郵件{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}

function task3($i)
{
    // 使用 $i 標識 插入數(shù)據(jù),大概要 3000 微秒
    if ($i > 100) {
        return false;// 超過 100 不用插入
    }
    echo "插入數(shù)據(jù){$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}

$i = 0;
$task1Result = true;
$task2Result = true;
$task3Result = true;
while (true) {
    $task1Result && $task1Result = task1($i);
    $task2Result && $task2Result = task2($i);
    $task3Result && $task3Result = task3($i);
    if ($task1Result === false && $task2Result === false && $task3Result === false) {
        break;// 全部任務完成,退出循環(huán)
    }
    $i++;
}

這段代碼也是做了 3 件事,寫入文件、發(fā)送郵件和插入數(shù)據(jù)。但是和上面的不同的是,這段代碼將這 3 件事交叉執(zhí)行,每個任務執(zhí)行完一次之后,切換到另一個任務,如此循環(huán)。類似于這樣的執(zhí)行順序,就是協(xié)程。

協(xié)程是指一種用代碼實現(xiàn)任務交叉執(zhí)行的邏輯,協(xié)程可以使得代碼 1 中的 3 個函數(shù)交叉運行,在實現(xiàn)了協(xié)程的框架中,我們不需要通過代碼 2 的方法實現(xiàn)任務交叉執(zhí)行。直接可讓代碼 1 中的 while(1),執(zhí)行一次后切換。

協(xié)程的實現(xiàn)

php 中,實現(xiàn)協(xié)程主要使用 2 種方式:

  • yield 生成器實現(xiàn)
  • swoole 擴展實現(xiàn)

swoole 實現(xiàn)協(xié)程代碼:

<?php
function task1()
{
    for ($i = 0; $i <= 300; $i++) {
        // 寫入文件,大概要 3000 微秒
        usleep(3000);
        echo "寫入文件{$i}\n";
        Co::sleep(0.001);// 掛起當前協(xié)程,0.001 秒后恢復 // 相當于切換協(xié)程
    }
}

function task2()
{
    for ($i = 0; $i <= 500; $i++) {
        // 發(fā)送郵件給 500 名會員,大概 3000 微秒
        usleep(3000);
        echo "發(fā)送郵件{$i}\n";
        Co::sleep(0.001);// 掛起當前協(xié)程,0.001 秒后恢復 // 相當于切換協(xié)程
    }
}

function task3()
{
    for ($i = 0; $i <= 100; $i++) {
        // 模擬插入 100 條數(shù)據(jù),大概 3000 微秒
        usleep(3000);
        echo "插入數(shù)據(jù){$i}\n";
        Co::sleep(0.001);// 掛起當前協(xié)程,0.001 秒后恢復 // 相當于切換協(xié)程
    }
}

$pid1 = go('task1');// go 函數(shù)是 swoole 的開啟協(xié)程函數(shù),用于開啟一個協(xié)程
$pid2 = go('task2');
$pid3 = go('task3');

以上代碼,即可實現(xiàn)切換函數(shù)。

為什么要用 sleep 掛起協(xié)程實現(xiàn)切換呢?因為 swoole 的協(xié)程是自動的,當協(xié)程內(nèi)遇上 I/O 操作 (mysql、redis) 等時,swoole 的協(xié)程會自動切換,運行到下一個協(xié)程任務中 (切換后,I/O繼續(xù)執(zhí)行),直到下一個協(xié)程任務完成或者被切換 (遇上 I/O),如此反復,直到所有協(xié)程任務完成,則任務完成。

協(xié)程與進程

由上面的 協(xié)程執(zhí)行順序 中的代碼 2,我們很容易發(fā)現(xiàn),協(xié)程其實只是運行在一個進程中的函數(shù),只是這個函數(shù)會被切換到下一個執(zhí)行,可以這么說:

協(xié)程只是一串運行在進程中的任務代碼,只是這些任務代碼可以交叉運行。 注意,協(xié)程并不是多任務并行,屬于多任務串行,每個進程在一個時間只執(zhí)行了一個任務。

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