Swoole コルーチン スケジューラの動作原理を調べる

Swoole は、PHP 言語をベースに開発された高性能ネットワーク通信フレームワークで、非同期、コルーチン、同時実行などのさまざまなプログラミング手法を提供し、開発者がネットワーク アプリケーションをより効率的に作成できるようにします。

Swoole では、コルーチン スケジューラはそのコア コンポーネントの 1 つであり、コルーチンの作成、スケジューリング、リサイクルを担当し、Swoole で高いパフォーマンスを達成するための鍵の 1 つです。

それでは、Swoole コルーチン スケジューラはどのように機能するのでしょうか?この記事では、Swoole コルーチン スケジューラがどのように動作するかを詳しく説明します。

1. コルーチン

Swoole コルーチン スケジューラーを詳しく理解する前に、まずコルーチンとは何かを理解しましょう。

コルーチンは軽量なスレッドです。プロセスやスレッドと比較して、次のような特徴があります:

1. コルーチンの切り替えはカーネルに依存せず、コンテキストのオーバーヘッドを必要としません。スイッチング、スイッチング速度は非常に速いです。

2. コルーチンのメモリ消費量はスレッドやプロセスに比べて少なく、同時により多くのコルーチンを作成できます。

3. 非同期 I/O モデルでは、コルーチンは IO 集中型のアプリケーション シナリオにより適しており、リソースをより効率的に利用できます。

4. コルーチンは非プリエンプティブです。同時に実行できるコルーチンは 1 つだけです。コルーチンが IO 操作を実行するか、積極的に制御を放棄すると、他のコルーチンに切り替えて実行します。

PHP 言語のコルーチンでは、通常、yield キーワードを使用する必要があります。これは、コルーチンが譲歩し、制御を放棄し、他のコルーチンの実行または IO イベントのトリガーを待つことを意味します。

2. コルーチン スケジューラ

Swoole コルーチン スケジューラは、ユーザー モードで実行されるグリーン スレッドであり、コルーチンを切り替えてスレッド リソースを非常に効率的にスケジュールすることにより、マルチタスク スケジューリングを実現できます。ウェブアプリケーション。

コルーチン スケジューラは、実行されるたびにコルーチン スタック (coroutine_stack) を作成し、コンテキスト (context) をコルーチン スタックに保存し、コルーチンが実行を再開する必要があるときにコンテキストを再ロードします。

コルーチン スケジューラのスケジューリング方法は非プリエンプティブであり、他のコルーチンに切り替えて実行できる場合にのみ、現在のコルーチンが積極的に制御を放棄し、スケジューラがコルーチンの切り替え操作を実行します。

Swoole のコルーチン スケジューラは、本当の意味でのマルチスレッドではなく、コルーチン スイッチングの効果を実現するために、コルーチンを介して基礎となるネットワーク IO をラップしていることに注意してください。 Swoole は、イベント ポーリングと IO の再利用のために最下位レベルで Epoll または Kqueue を使用し、コルーチン スイッチング メカニズムと連携して、I/O 集約型のネットワーク アプリケーションのパフォーマンスを大幅に向上させます。

3. 動作原理

Swoole コルーチン スケジューラの動作原理は、コルーチンの作成、コルーチンの切り替え、コルーチンのリサイクルの 3 つのステップに分けることができます。

1. コルーチン作成プロセス

Swoole プログラムの実行が開始されると、コルーチン スケジューラも動作を開始します。コルーチンが作成されると、コルーチンのスケジューリングはまずコルーチンの ID を表す coroutine_id を割り当て、次に現在実行されているファイル、現在の行番号などのコルーチンのコンテキスト情報を保存するスペースを開きます。このコンテキスト情報は coroutine_stack データ構造に保存されます。

2. コルーチンの切り替えプロセス

コルーチン スケジューラは、複数のコルーチン間の切り替えを担当します。コルーチンがアクティブ化されるか、他のイベントを待機する必要があると、コルーチン スケジューラは別のコルーチンに切り替えます。この切り替えプロセスは非常に面倒に思えます。実際、Swoole コルーチン スケジューラは最適化されています。コンテキストを現在の実行中のスタックに保存し、別のコルーチンから実行中のスタックを開始するだけです。コンテキストをロードすると、次のことが可能になります。コルーチンを切り替えます。

3. コルーチンのリサイクル プロセス

コルーチンの実行が終了したら、メモリを時間内に解放する必要があります。コルーチン スケジューラのリサイクル プロセスは、コルーチン スタックの使用状況を検出することです。コルーチンが次の場合、プロセス スタック内のメモリが占​​有されていない場合は、コルーチンをリサイクルできることを意味します。リサイクルする場合、コルーチンのコンテキストはまずコルーチン スケジューラから削除され、次にコルーチン スタック内のメモリが破棄され、基礎となるファイル記述子などのリソースが解放されます。

4. 概要

この記事では、コルーチンの作成、コルーチンの切り替え、コルーチンのリサイクルという 3 つの側面を含む、Swoole コルーチン スケジューラの動作原理を紹介します。 Swoole コルーチン スケジューラの動作原理を深く理解することで、Swoole フレームワークの非同期、コルーチン、イベント、その他のメカニズムをよりよく理解できるだけでなく、実際の開発で Swoole をより効率的に使用してアプリケーションのパフォーマンスを向上させることができます。 。

以上がSwoole コルーチン スケジューラの動作原理を調べるの詳細内容です。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。