swoole入門4-初識swoole

運行流程圖

當啓動一個Swoole應用時，一共會建立2+n+m個進程，2爲一個Master進程和一個Manager進程,其中n爲Worker進程數，m爲TaskWorker進程數。

名詞解釋

Master進程

主進程，該進程會建立Manager進程、Reactor線程，UDP收包線程，心跳檢測線程等線程

Manger進程

管理進程，該進程的做用是建立、管理全部的Worker進程和TaskWorker進程。

• 子進程結束運行時，manager進程負責回收此子進程，避免成爲殭屍進程。並建立新的子進程
• 服務器關閉時，manager進程將發送信號給全部子進程，通知子進程關閉服務
• 服務器reload時，manager進程會逐個關閉/重啓子進程

Worker進程

工做進程，全部的業務邏輯代碼均在此進程上運行。當Reactor線程接收到來自客戶端的數據後，會將數據打包經過管道發送給某個Worker進程。

• 接受由Reactor線程投遞的請求數據包，並執行PHP回調函數處理數據
• 生成響應數據併發給Reactor線程，由Reactor線程發送給TCP客戶端
• 能夠是異步非阻塞模式，也能夠是同步阻塞模式
• Worker以多進程的方式運行

TaskWorker進程

一種特殊的工做進程，該進程的做用是處理一些耗時較長的任務，以達到釋放Worker進程的目的。

• 接受由Worker進程經過swoole_server->task/taskwait方法投遞的任務
• 處理任務，並將結果數據返回（使用swoole_server->finish）給Worker進程
• 徹底是同步阻塞模式
• TaskWorker以多進程的方式運行

Reactor線程

實際運行Linux中是epoll實例，MacOS中爲Kqueue實例，用於accept客戶端鏈接以及接收客戶端數據。

Swoole的主進程是一個多線程的程序。其中有一組很重要的線程，稱之爲Reactor線程。它就是真正處理TCP鏈接，收發數據的線程。

Swoole的主線程在Accept新的鏈接後，會將這個鏈接分配給一個固定的Reactor線程，並由這個線程負責監聽此socket。

在socket可讀時讀取數據，並進行協議解析，將請求投遞到Worker進程。在socket可寫時將數據發送給TCP客戶端。

• 負責維護客戶端TCP鏈接、處理網絡IO、處理協議、收發數據
• 徹底是異步非阻塞的模式
• 所有爲C代碼，除Start/Shudown事件回調外，不執行任何PHP代碼
• 將TCP客戶端發來的數據緩衝、拼接、拆分紅完整的一個請求數據包
• Reactor以多線程的方式運行

運行機制

Swoole是php的擴展，一旦運行後就會接管PHP的控制權，進入事件循環。 

當某種IO(網絡IO)事件發生時，Swoole 會回調用戶設置的指定回調函數。
    
Swoole承擔了底層網絡事件的監聽及各類底層事件處理，當收到請求時，會觸發事件提醒，而後將控制權轉交預先註冊的事件回調函數，來進行後續的處理。

能夠理解爲Reactor就是nginx，Worker就是php-fpm。Reactor線程異步並行地處理網絡請求，而後再轉發給Worker進程中去處理。Reactor和Worker間經過UnixSocket進行通訊。

Swoole提供的TaskWorker是一套更完整的方案，將任務的投遞、隊列、php任務處理進程管理合爲一體。經過底層提供的API能夠很是簡單地實現異步任務的處理。

另外TaskWorker還能夠在任務執行完成後，再返回一個結果反饋到Worker。

Swoole的Reactor、Worker、TaskWorker之間能夠緊密的結合起來，提供更高級的使用方式。

一個更通俗的比喻，假設Server就是一個工廠，Master是董事長，Manager是CEO，那Reactor就是銷售經理，接受客戶訂單。而Worker就是工人，當銷售接到訂單後，Worker去工做生產出客戶要的東西。

而TaskWorker能夠理解爲行政人員，能夠幫助Worker幹些瑣事，讓Worker專心工做。

所謂的回調函數(CallBack) 就比如是張開了夾子的捕鼠器，咱們設定當有老鼠踩到捕鼠器的時候，他會關閉夾子而後捉住老鼠，咱們放置捕鼠器的時候，捕鼠器並無真的抓老鼠。這個設定就是回調，他不馬上執行，會在遇到觸發條件(事件)時執行，在上面的示例當中咱們放置了3個捕鼠器(回調函數)，咱們只須要知道他會在特定老鼠(事件)踩到的時候(發生的時候)去執行咱們指望的功能就好。

• 底層會爲Worker進程、TaskWorker進程分配一個惟一的ID
• 不一樣的Worker和TaskWorker進程之間能夠經過sendMessage接口進行通訊

運行週期

程序全局期

在swoole_server->start以前就建立好的對象，咱們稱之爲程序全局生命週期。
 
 這些變量在程序啓動後就會一直存在，直到整個程序結束運行纔會銷燬。
 
 有一些服務器程序可能會連續運行數月甚至數年纔會關閉/重啓，那麼程序全局期的對象在這段時間持續駐留在內存中的。
 
 程序全局對象所佔用的內存是Worker進程間共享的，不會額外佔用內存。
 
 這部份內存會在寫時分離（COW），在Worker進程內對這些對象進行寫操做時，會自動從共享內存中分離，變爲進程全局對象。
 
 程序全局期include/require的代碼，必須在整個程序shutdown時纔會釋放，reload無效。

進程全局期

swoole擁有進程生命週期控制的機制，一個Worker子進程處理的請求數超過max_request配置後，就會自動銷燬。
 
 Worker進程啓動後建立的對象（onWorkerStart中建立的對象），在這個子進程存活週期以內，是常駐內存的。
 
 onConnect/onReceive/onClose 中均可以去訪問它。
 
 進程全局對象所佔用的內存是在當前子進程內存堆的，並不是共享內存。對此對象的修改僅在當前Worker進程中有效。
 
 進程期include/require的文件，在reload後就會從新加載。

會話期

會話期是在onConnect後建立，或者在第一次onReceive時建立，onClose時銷燬。一個客戶端鏈接進入後，建立的對象會常駐內存，直到此客戶端離開纔會銷燬。
 
 swoole中會話期的對象直接是常駐內存，不須要session_start之類操做。
 
 能夠直接訪問對象，並執行對象的方法。

請求期

請求期就是指一個完整的請求發來，也就是onReceive收到請求開始處理，直到返回結果發送response。
 
 這個週期所建立的對象，會在請求完成後銷燬。
 
 swoole中請求期對象與普通PHP程序中的對象就是同樣的。
 
 請求到來時建立，請求結束後銷燬。

4種PHP回調函數風格

匿名函數

$server->on('Request', function ($req, $resp) use ($a, $b, $c) {
       echo "hello world";
});

可以使用use向匿名函數傳遞參數

類靜態方法

class A
{
    static function test($req, $resp)
    {
        echo "hello world";
    }
}
$server->on('Request', 'A::Test');
$server->on('Request', array('A', 'Test'));

對象方法

class A
{
    function test($req, $resp)
    {
        echo "hello world";
    }
}

$object = new A();
$server->on('Request', array($object, 'test'));

函數

function my_onRequest($req, $resp)
{
    echo "hello world";
}
$server->on('Request', 'my_onRequest');

編程須知

注意事項

• 不要在代碼中執行sleep以及其餘睡眠函數，這樣會致使整個進程阻塞
• 在swoole程序中禁止使用exit/die，若是PHP代碼中有exit/die，當前工做的Worker進程、Task進程、User進程、以及swoole_process進程會當即退出。使用exit/die後Worker進程會由於異常退出, 被master進程再次拉起, 最終形成進程不斷退出又不斷啓動和產生大量警報日誌。
• mt_rand隨機數，在Swoole中若是在父進程內調用了mt_rand，不一樣的子進程內再調用mt_rand返回的結果會是相同的。因此必須在每一個子進程內調用mt_srand從新播種。
• while循環的影響，異步程序若是遇到死循環，事件將沒法觸發。異步IO程序使用Reactor模型，運行過程當中必須在reactor->wait處輪詢。若是遇到死循環，那麼程序的控制權就在while中了，reactor沒法獲得控制權，沒法檢測事件，因此IO事件回調函數也將沒法觸發。
• 可經過register_shutdown_function來捕獲致命錯誤，在進程異常退出時作一些清理工做
• PHP代碼中若是有異常拋出，必須在回調函數中進行try/catch捕獲異常，不然會致使工做進程退出
• 不支持set_exception_handler，必須使用try/catch方式處理異常
• Worker進程不得共用同一個Redis或MySQL等網絡服務客戶端，Redis/MySQL建立鏈接的相關代碼能夠放到onWorkerStart回調函數中。

異步編程

• 異步程序要求代碼中不得包含任何同步阻塞操做
• 異步與同步代碼不能混用，一旦應用程序使用了任何同步阻塞的代碼，程序即退化爲同步模式

類/函數重複定義

新手很是容易犯這個錯誤，因爲Swoole是常駐內存的，因此加載類/函數定義的文件後不會釋放。所以引入類/函數的php文件時必需要使用include_once或require_once，否會發生cannot redeclare function/class 的致命錯誤。

進程隔離

進程隔離也是不少新手常常遇到的問題。修改了全局變量的值，爲何不生效，緣由就是全局變量在不一樣的進程，內存空間是隔離的，因此無效。因此使用Swoole開發Server程序須要瞭解進程隔離問題。

• 不一樣的進程中PHP變量不是共享，即便是全局變量，在A進程內修改了它的值，在B進程內是無效的
• 若是須要在不一樣的Worker進程內共享數據，能夠用Redis、MySQL、文件、SwooleTable、APCu、shmget等工具實現
• 不一樣進程的文件句柄是隔離的，因此在A進程建立的Socket鏈接或打開的文件，在B進程內是無效，即便是將它的fd發送到B進程也是不可用的