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swoole チュートリアル
#プロセスとは何ですか?
プロセスはアプリケーションの起動インスタンスです。独立したファイル リソース、データ リソース、およびメモリ空間。
スレッドとは何ですか?
スレッドはプロセスに属し、プログラムの実行者です。プロセスには少なくとも 1 つのメイン スレッドが含まれており、さらに多くの子スレッドを持つこともできます。スレッドには 2 つのスケジューリング戦略があり、1 つはタイムシェアリング スケジューリング、もう 1 つはプリエンプティブ スケジューリングです。
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コルーチンとは何ですか?
コルーチンは軽量のスレッドであり、コルーチンもスレッドに属し、コルーチンはスレッド内で実行されます。コルーチンのスケジューリングはユーザーが手動で切り替えるため、ユーザースペーススレッドとも呼ばれます。コルーチンの作成、切り替え、一時停止、破棄はすべてメモリ操作であり、消費量は非常に少なくなります。コルーチンのスケジューリング戦略は、協調スケジューリングです。
Swoole コルーチンの原理
- Swoole4 シングルスレッドでマルチプロセスであるため、同じプロセスで同時に実行されるコルーチンは 1 つだけです。 。
- Swoole サーバーはデータを受信し、ワーカー プロセスで onReceive コールバックをトリガーして Ctrip を生成します。 Swoole はリクエストごとに対応する Ctrip を作成します。コルーチン内にサブコルーチンを作成することもできます。
- コルーチンの基礎となる実装はシングルスレッドであるため、同時に動作するコルーチンは 1 つだけであり、コルーチンの実行はシリアルです。
- そのため、マルチタスクとマルチコルーチンを実行すると、1 つのコルーチンが実行されていると、他のコルーチンは動作を停止します。現在のコルーチンは、ブロッキング IO 操作を実行するとハングし、基礎となるスケジューラーがイベント ループに入ります。 IO 完了イベントが発生すると、基礎となるスケジューラーはイベントに対応するコルーチンの実行を再開します。 。したがって、コルーチンには IO 時間が消費されず、同時実行性の高い IO シナリオに非常に適しています。 (以下に示すように)
Swoole のコルーチン実行プロセス
- コルーチンには IO がなく、待機中です。通常の実行の場合、PHP コードは実行フローの切り替えを引き起こしません
- コルーチンが IO に遭遇すると、待機し、すぐに制御を切り替えます。IO が完了すると、実行フローは切り替えられます。
- コルーチンと並列コルーチンは、前のコルーチンと同じロジックで順番に実行されます
- コルーチンのネストされた実行プロセスIO が発生するまで外側から内側へ層ごとに入力され、外側のコルーチンに切り替わります。親コルーチンは子コルーチンの終了を待ちません
の実行シーケンスコルーチン
最初に基本を見てみましょう。例:
go(function () {
echo "hello go1 \n";});echo "hello main \n";go(function () {
echo "hello go2 \n";});ログイン後にコピー
go() は \Co::create()## の略称です。 #、コルーチンの作成に使用され、コールバック内でコールバックをパラメーターとして受け入れます コードは、この新しく作成されたコルーチンで実行されます。
\Swoole\Coroutine
は # に省略できます。 ##\Co上記コード 実行結果:
root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.phphello go1
hello main
hello go2
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実行結果は普段コードを書く順番と変わらないようですが、実際の実行プロセス:
このコードを実行すると、システムは新しいプロセスを開始します。
ps aux
を使用してシステム内のプロセスを表示します:
root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.php &⏎
root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# ps auxPID USER TIME COMMAND
1 root 0:00 php -a 10 root 0:00 sh 19 root 0:01 fish 749 root 0:00 php co.php 760 root 0:00 ps aux
⏎
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少し変更を加えてコルーチンのスケジューリングを体験してみましょう: <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">use Co;go(function () {
Co::sleep(1); // 只新增了一行代码
echo "hello go1 \n";});echo "hello main \n";go(function () {
echo "hello go2 \n";});</pre><div class="contentsignin">ログイン後にコピー</div></div>
\Co::sleep()
関数 function は
sleep()## に似ています。 # ですが、IO 待ちをシミュレートしています (IO については後で詳しく説明します)。実行結果は次のとおりです:
root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.phphello main
hello go2
hello go1
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なぜ順次実行されないのですか? 実際の実行プロセス: #このコードを実行すると、システムは新しいプロセスを開始しますencounters
go()
、現在のプロセスでコルーチンが生成されます
- コルーチンは IO ブロックに遭遇します (ここにあります)
Co::sleep()- シミュレートされた IO 待機)、コルーチンは制御を放棄し、コルーチンに入ります。プロセス スケジューリング キュー
hello main## を出力します。 -
# 次のコルーチンを実行し、出力 hello go2
-
前のコルーチンの準備が完了し、実行を続行し、出力 hello go1
-
go(function () {
Co::sleep(1);
echo "hello go1 \n";});echo "hello main \n";go(function () {
Co::sleep(1);
echo "hello go2 \n";});ログイン後にコピー
<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# php co.phphello main
hello go1
hello go2
⏎</pre><div class="contentsignin">ログイン後にコピー</div></div>
<h2>协程快在哪? 减少IO阻塞导致的性能损失</h2>
<p>大家可能听到使用协程的最多的理由, 可能就是 协程快. 那看起来和平时写得差不多的代码, 为什么就要快一些呢? 一个常见的理由是, 可以创建很多个协程来执行任务, 所以快. 这种说法是对的, 不过还停留在表面.</p>
<p>首先, 一般的计算机任务分为 2 种:</p>
<ul>
<li>CPU密集型, 比如加减乘除等科学计算</li>
<li>
<li>IO 密集型, 比如网络请求, 文件读写等</li>
</ul>
<p>其次, 高性能相关的 2 个概念:</p>
<ul>
<li>并行: 同一个时刻, 同一个 CPU 只能执行同一个任务, 要同时执行多个任务, 就需要有多个 CPU 才行</li>
<li>
<li>并发: 由于 CPU 切换任务非常快, 快到人类可以感知的极限, 就会有很多任务 同时执行 的错觉</li>
</ul>
<p>了解了这些, 我们再来看协程, 协程适合的是 IO 密集型 应用, 因为协程在 IO阻塞 时会自动调度, 减少IO阻塞导致的时间损失.</p>
<p>我们可以对比下面三段代码:</p>
<ul><li>普通版: 执行 4 个任务</li></ul>
<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">$n = 4;for ($i = 0; $i <pre class="brush:php;toolbar:false">root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# time php co.php1528965075.4608: hello 01528965076.461: hello 11528965077.4613: hello 21528965078.4616: hello 3hello main
real 0m 4.02s
user 0m 0.01s
sys 0m 0.00s
⏎</pre><div class="contentsignin">ログイン後にコピー</div></div></pre>
<ul><li>单个协程版:</li></ul>
<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">$n = 4;go(function () use ($n) {
for ($i = 0; $i <pre class="brush:php;toolbar:false">root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# time php co.phphello main1528965150.4834: hello 01528965151.4846: hello 11528965152.4859: hello 21528965153.4872: hello 3real 0m 4.03s
user 0m 0.00s
sys 0m 0.02s
⏎</pre><div class="contentsignin">ログイン後にコピー</div></div></pre>
<ul><li>多协程版: 见证奇迹的时刻</li></ul>
<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">$n = 4;for ($i = 0; $i <pre class="brush:php;toolbar:false">root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# time php co.phphello main1528965245.5491: hello 01528965245.5498: hello 31528965245.5502: hello 21528965245.5506: hello 1real 0m 1.02s
user 0m 0.01s
sys 0m 0.00s
⏎</pre><div class="contentsignin">ログイン後にコピー</div></div><p>为什么时间有这么大的差异呢:</p></pre>
<ul>
<li><p>普通写法, 会遇到 IO阻塞 导致的性能损失</p></li>
<li><p>单协程: 尽管 IO阻塞 引发了协程调度, 但当前只有一个协程, 调度之后还是执行当前协程</p></li>
<li><p>多协程: 真正发挥出了协程的优势, 遇到 IO阻塞 时发生调度, IO就绪时恢复运行</p></li>
</ul>
<p>我们将多协程版稍微修改一下:</p>
<ul><li>多协程版2: CPU密集型</li></ul>
<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">$n = 4;for ($i = 0; $i <pre class="brush:php;toolbar:false">root@b98940b00a9b /v/w/c/p/swoole# time php co.php1528965743.4327: hello 01528965744.4331: hello 11528965745.4337: hello 21528965746.4342: hello 3hello main
real 0m 4.02s
user 0m 0.01s
sys 0m 0.00s
⏎</pre><div class="contentsignin">ログイン後にコピー</div></div><p>只是将 <code>Co::sleep() 改成了 sleep(), 时间又和普通版差不多了. 因为:
sleep() 可以看做是 CPU密集型任务, 不会引起协程的调度
Co::sleep() 模拟的是 IO密集型任务, 会引发协程的调度
这也是为什么, 协程适合 IO密集型 的应用.
再来一组对比的例子: 使用 redis
// 同步版, redis使用时会有 IO 阻塞$cnt = 2000;for ($i = 0; $i connect('redis');
$redis->auth('123');
$key = $redis->get('key');}// 单协程版: 只有一个协程, 并没有使用到协程调度减少 IO 阻塞go(function () use ($cnt) {
for ($i = 0; $i connect('redis', 6379);
$redis->auth('123');
$redis->get('key');
}});// 多协程版, 真正使用到协程调度带来的 IO 阻塞时的调度for ($i = 0; $i connect('redis', 6379);
$redis->auth('123');
$redis->get('key');
});}ログイン後にコピー
性能对比:
# 多协程版root@0124f915c976 /v/w/c/p/swoole# time php co.phpreal 0m 0.54s
user 0m 0.04s
sys 0m 0.23s
⏎# 同步版root@0124f915c976 /v/w/c/p/swoole# time php co.phpreal 0m 1.48s
user 0m 0.17s
sys 0m 0.57s
⏎
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swoole 协程和 go 协程对比: 单进程 vs 多线程
接触过 go 协程的 coder, 初始接触 swoole 的协程会有点 懵, 比如对比下面的代码:
package main
import (
"fmt"
"time")func main() {
go func() {
fmt.Println("hello go")
}()
fmt.Println("hello main")
time.Sleep(time.Second)}ログイン後にコピー
> 14:11 src $ go run test.go
hello main
hello go
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刚写 go 协程的 coder, 在写这个代码的时候会被告知不要忘了 time.Sleep(time.Second), 否则看不到输出 hello go, 其次, hello go与 hello main 的顺序也和 swoole 中的协程不一样.
原因就在于 swoole 和 go 中, 实现协程调度的模型不同.
上面 go 代码的执行过程:
- 运行 go 代码, 系统启动一个新进程
- 查找
package main, 然后执行其中的 func mian()
- 遇到协程, 交给协程调度器执行
- 继续向下执行, 输出
hello main
- 如果不添加
time.Sleep(time.Second), main 函数执行完, 程序结束, 进程退出, 导致调度中的协程也终止
go 中的协程, 使用的 MPG 模型:
- M 指的是 Machine, 一个M直接关联了一个内核线程
- P 指的是 processor, 代表了M所需的上下文环境, 也是处理用户级代码逻辑的处理器
- G 指的是 Goroutine, 其实本质上也是一种轻量级的线程
而 swoole 中的协程调度使用 单进程模型, 所有协程都是在当前进程中进行调度, 单进程的好处也很明显 – 简单 / 不用加锁 / 性能也高.
无论是 go 的 MPG模型, 还是 swoole 的 单进程模型, 都是对 CSP理论 的实现.
以上がswoole コルーチンに 3 回尋ねられたとき、私は泣きそうになりました。の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。
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