PHP進階教程-PHP的協程怎麼玩？這一篇帶你搞定swoole協程

協程說複雜不復雜說難也不難，一句話能夠歸納：能提升併發，但不能加速任務，同步代碼實現異步IO，異步非阻塞的代碼塊。

協程是一種特殊函數，是一種能夠掛起的函數，而後能夠從掛起的地方從新恢復執行，一個線程內的多個協程是串行的，跟CPU處理進程同樣，同一時刻只能一個協程在線程上運行，除非出讓了控制權給別的協程運行。協程沒法利用多核CPU所以協程只能解決併發問題，不能解決任務處理速度問題。協程就是把一個大任務再分紅更小的片斷，封裝程一個函數，當其中一個協程須要IO阻塞的時候，主動掛起當前協程，把控制權交給其餘協程運行。

咱們知道進程和線程是由操做系統調度的，何時執行取決於操做系統何時把CPU時間交給某個進程或者線程，而協程是何時交出控制權是由用戶決定的。進程和線程屬於內核態，協程屬於用戶態線程。

協程是一種用戶態的輕量級線程，協程的調度徹底由用戶控制。協程擁有本身的寄存器上下文和棧。協程調度切換時，將寄存器上下文和棧保存到其餘地方，在切回來的時候，恢復先前保存的寄存器上下文和棧，直接操做棧則基本沒有內核切換的開銷，能夠不加鎖的訪問全局變量，因此上下文的切換很是快。

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協程特色

• 用戶態線程、遇到IO主動讓出控制權

• 多個協程代碼依然是串行的，無需加鎖

• 開銷低，只佔用內存，不存在進程、線程切換開銷

• 併發量大，單個進程可開啓50w個協程

• 隨時隨地，只要想併發，就調用go建立協程

咱們知道線程是輕量級的進程，那麼協程就是輕量級的線程。協程運行在線程之上，一個線程能夠有多個協程。

咱們知道在進程遇到阻塞的時候開多一個線程在進程內部切換，避免每次都切換進程，這樣能夠更大力度的使用CPU分給這個進程的可以使用時間。而協程跟線程和進程的關係很相似，只不過協程是跟線程直接創建關係。

上圖是多個線程之間切換的示意圖，那麼咱們來考慮一下，若是線程只是等待IO操做（網絡或者文件），那麼爲何像線程重複使用進程同樣來重複的使用這個線程呢？咱們把IO去掉，看看這個圖是什麼樣子的。

去掉IO部分操做，能夠看出來基本上這個併發請求應用程序代碼能夠在 單個線程中 運行，協程最大力度的利用了線程等待IO的時間，讓程序在等待IO的時候能夠執行別的業務代碼。

看着像不像一個線程的執行流程，這就是協程的魅力所在，當一個協程被yield以後會被掛起，把控制權轉移給線程內部的其餘協程，由於是在線程上進行的切換，因此開銷遠遠比進程和線程低不少。

當程序調用協程以後，當前協程會主動讓出控制權交給同一個線程內的其餘協程處理，如圖所示，開發者代碼中須要使用IO的時候主動讓出協程的控制權給別的協程使用。

去掉IO部分再看協程的處理，直接執行的都是業務邏輯，避免遇到IO致使線程轉換到等待狀態，更充分的利用CPU分給這個線程的執行時間。

注意：協程並不能讓任務加速進行，只能執行更多任務。

協程因爲是創建在線程之上的，所以沒有辦法使用CPU多核心的優點，協程適合適用於IO密集運算的場景。

協程有什麼做用？

協程是爲了提升CPU使用率，避免在線程阻塞的時候大量的線程上下文切換。

echo "1-start\n";
sleep(1);
echo "1-end\n";
echo "2-start\n";
sleep(1);
echo "2-end\n";
echo "3-start\n";
sleep(1);
echo "3-end\n";
echo "4-start\n";
sleep(1);
echo "4-end\n";

以上代碼的CPU使用率僅有 1%

Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
go(function () {
    echo "go1-start\n";
    sleep(1);
    echo "go1-end\n";
});
go(function () {
    echo "go2-start\n";
    sleep(1);
    echo "go2-end\n";
});
go(function () {
    echo "go3-start\n";
    sleep(1);
    echo "go3-end\n";
});
go(function () {
    echo "go4-start\n";
    sleep(1);
    echo "go4-end\n";
});

使用協程，成功把CPU使用率提升到了4%，這樣CPU就不須要爲了IO阻塞而空跑，或者進行上下文切換。以前不是說過協程不能加速嗎？這裏使用協程以後怎麼1秒多就執行完了，跟前面的代碼不同？這裏獲得的時間取決於最後一個協程執行結束的時間。

協程的執行順序

Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
go(function(){
   sleep(2);
   echo "go1\n";
});
go(function(){
    sleep(1);
    echo "go2\n";
});
echo "main\n";

先輸出：main->go2->go1

協程之間通信

多個協程之間通信，採用Channel實現，多個協程協助完成共同的任務。

Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
$chan = new Swoole\Coroutine\Channel();
go(function () use ($chan){
    sleep(1);
    $chan->push(['name'=>'sunny']);
});

go(function() use ($chan){
    $data = $chan->pop();
    print_r($data);
});
echo "結束\n";

實戰：實現waitGroup功能

利用Swoole提供的Channel實現一個 waitGroup ，主要功能是用來等待全部協程執行完成的。

<?php
class WaitGroup{
    private $count;
    private $chan;
    public function __construct()
{
        $this->chan = new Swoole\Coroutine\Channel();
    }

    public function add(){
        $this->count++;
    }
    public function done(){
        $this->chan->push(true);
    }

    public function wait(){
        for($i=0;$i<$this->count;$i++){
            $this->chan->pop();
        }
    }

}

<?php
include 'waitgroup.php';
Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
echo "start".PHP_EOL;
$t = microtime(true);
go(function() use ($t){
    $wg = new WaitGroup();
    $wg->add();
    go(function() use ($t,&$wg){
        echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
        echo "協程1:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
        $wg->done();
    });
    $wg->add();
    go(function() use ($t,&$wg){
        echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
        echo "協程2:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
        $wg->done();
    });
    $wg->add();
    go(function() use ($t,&$wg){
        echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
        echo "協程3:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
        $wg->done();
    });
    $wg->wait();
    echo '所有結束:'.(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
});
echo "end".PHP_EOL;
echo microtime(true)-$t.PHP_EOL;

代碼中：https://www.sunnyos.com/swoole.php swoole.php 的代碼

<?php
sleep(1);
echo "My name is Sunny\n";

休眠疫苗模擬網絡請求耗時

這裏看看使用協程3個協程都進行了網絡請求，每一個請求耗時1秒，可是在這裏執行都時候三個請求執行完了僅耗時1.2秒，可是cpu都使用率卻使用到了6%，這說明了協程充分的使用了cpu。

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