PHP下的異步嘗試二：初識協程

PHP下的異步嘗試系列

若是你還不太瞭解PHP下的生成器，你能夠根據下面目錄翻閱

1. PHP下的異步嘗試一：初識生成器
2. PHP下的異步嘗試二：初識協程
3. PHP下的異步嘗試三：協程的PHP版thunkify自動執行器
4. PHP下的異步嘗試四：PHP版的Promise
5. [PHP下的異步嘗試五：PHP版的Promise的繼續完善]

多任務 (並行和併發)

在講協程以前，先談談多進程、多線程、並行和併發。

對於單核處理器，多進程實現多任務的原理是讓操做系統給一個任務每次分配必定的 CPU 時間片，而後中斷、讓下一個任務執行必定的時間片接着再中斷並繼續執行下一個，如此反覆。

因爲切換執行任務的速度很是快，給外部用戶的感覺就是多個任務的執行是同時進行的。

多進程的調度是由操做系統來實現的，進程自身不能控制本身什麼時候被調度，也就是說： 進程的調度是由外層調度器搶佔式實現的

而協程要求當前正在運行的任務自動把控制權回傳給調度器，這樣就能夠繼續運行其餘任務。這與搶佔式的多任務正好相反, 搶佔多任務的調度器能夠強制中斷正在運行的任務, 無論它本身有沒有意願。若是僅依靠程序自動交出控制的話，那麼一些惡意程序將會很容易佔用所有 CPU 時間而不與其餘任務共享。

協程的調度是由協程自身主動讓出控制權到外層調度器實現的

回到剛纔生成器實現 xrange 函數的例子，整個執行過程的交替能夠用下圖來表示：

協程能夠理解爲純用戶態的線程，經過協做而不是搶佔來進行任務切換。

相對於進程或者線程，協程全部的操做均可以在用戶態而非操做系統內核態完成，建立和切換的消耗很是低。

簡單的說協程 就是提供一種方法來中斷當前任務的執行，保存當前的局部變量，下次再過來又能夠恢復當前局部變量繼續執行。

咱們能夠把大任務拆分紅多個小任務輪流執行，若是有某個小任務在等待系統 IO，就跳過它，執行下一個小任務，這樣往復調度，實現了 IO 操做和 CPU 計算的並行執行，整體上就提高了任務的執行效率，這也即是協程的意義

多線程
在單核下，多線程一定是併發的；
不過如今的統一進程的多線程是能夠運行在多核CPU下，因此能夠是並行的

併發（Concurrency）

是指能處理多個同時性活動的能力，併發事件之間不必定要同一時刻發生。

並行（Parallesim）

是指同時發生的兩個併發事件，具備併發的含義，而併發則不必定並行。
多個操做能夠在重疊的時間段內進行。

並行和併發區別

併發指的是程序的結構，並行指的是程序運行時的狀態
並行必定是併發的，並行是併發設計的一種
單線程永遠沒法達到並行狀態

協程

協程的支持是在生成器的基礎上, 增長了能夠回送數據給生成器的功能(調用者發送數據給被調用的生成器函數).
這就把生成器到調用者的單向通訊轉變爲二者之間的雙向通訊.
咱們在上篇文章已經講過了send方法， 下面讓咱們理解下協程

同步代碼

在沒有涉及到異步執行代碼以前，咱們的代碼都是這樣的

function printNum($max, $caller)
{
    for ($i=0; $i<$max; $i++ ) {
        echo "調度者:" . $caller . "  打印:" . $i . PHP_EOL;
    }
}

printNum(3, "caller1");
printNum(3, "caller2");

# output
調度者:caller1  打印:0
調度者:caller1  打印:1
調度者:caller1  打印:2
調度者:caller2  打印:0
調度者:caller2  打印:1
調度者:caller2  打印:2

使用協程後改進的代碼

初稿，手動調整生成器執行

# 本代碼手動調整了進程執行代碼的順序，固然本代碼實現不用協程也能夠，只是利用本流程說明協程做用
# 生成器給了咱們函數中斷，協程[生成器send]給了咱們從新喚起生成器函數的能力
function printNumWithGen($max)
{
    for ($i=0; $i<$max; $i++ ) {
        $res = yield $i;
        echo $res;
    }
}

$gen1 = printNumWithGen(3);
$gen2 = printNumWithGen(3);

// 手動執行caller1 再 caller2
$gen1->send("調度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);
$gen2->send("調度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);

// 手動執行caller1 再 caller2
$gen1->send("調度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);
$gen2->send("調度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);

// 手動執行caller2 再 caller1
$gen2->send("調度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);
$gen1->send("調度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);

# output
調度者: caller1 打印:0
調度者: caller2 打印:0
調度者: caller1 打印:1
調度者: caller2 打印:1
調度者: caller2 打印:2
調度者: caller1 打印:2

總結

上面案例應該讓你們理解了協程設計的意義和如何使用協程

那麼接下去咱們爲咱們的協程自動一個自動調度器（Co自動執行器），無需再手動來中斷和恢復了