[TOC] # 協程 ****** 協程不是進程或線程，其執行過程更類似于子例程，或者說不帶返回值的函數調用。 一個程序可以包含多個協程，可以對比與一個進程包含多個線程，因而下面我們來比較協程和線程。我們知道多個線程相對獨立，有自己的上下文，切換受系統控制；而協程也相對獨立，有自己的上下文，但是其切換由自己控制，由當前協程切換到其他協程由當前協程來控制。  <br /> ## 協程執行順序 首先，我們來看一個原生 php 代碼： ```php <?php function task1() { for ($i = 0; $i <= 300; $i++) { // 寫入文件，大概要3000微妙 usleep(3000); echo "寫入文件{$i}\n"; } } function task2() { for ($i = 0; $i <= 500; $i++) { // 發送郵件給500名會員，大概3000微妙 usleep(3000); echo "發送郵件{$i}\n"; } } function task3() { for ($i = 0; $i <= 100; $i++) { // 模擬插入100條數據，大概3000微妙 usleep(3000); echo "插入數據{$i}\n"; } } task1(); task2(); task3(); ``` 測試： ```shell time php tmp.php 結果： real 0m2.824s user 0m0.015s sys 0m0.027s ``` 在這個代碼中，我們主要做了3件事：寫入文件、發送郵件、以及插入數據。再看下面這段代碼： ```php <?php function task1($i) { // 使用$i標識，寫入文件，大概要3000微妙 if ($i > 300) { return false; // 超過300不用寫了 } echo "寫入文件{$i}\n"; usleep(3000); return true; } function task2($i) { // 使用$i標識，發送郵件，大概要3000微妙 if ($i > 500) { return false; // 超過500不用發送了 } echo "發送郵件{$i}\n"; usleep(3000); return true; } function task3($i) { // 使用$i標識，插入數據，大概要3000微妙 if ($i > 100) { return false; // 超過100不用插入 } echo "插入數據{$i}\n"; usleep(3000); return true; } $i = 0; $task1Result = true; $task2Result = true; $task3Result = true; while (true) { $task1Result && $task1Result = task1($i); $task2Result && $task2Result = task2($i); $task3Result && $task3Result = task3($i); if ($task1Result == false && $task2Result == false && $task3Result == false) { break; // 全部任務完成，退出循環 } $i++; } ``` 測試： ```shell time php tmp.php 結果： real 0m2.808s user 0m0.023s sys 0m0.018s ``` 這段代碼也是做了3件事，寫入文件，發送郵件，以及插入數據，但是和上面的不同的是，這段代碼將3件事交叉執行，每個任務執行完一次之后，切換到另一個任務，如此循環。 類似于這樣的執行順序，就是協程。 > 協程是指一種用代碼實現任務交叉執行的邏輯，協程可以使得代碼1中的3個函數交叉運行，在實現了協程的框架中，我們不需要通過代碼2的方式實現交叉執行。直接可讓代碼1中的while(1)，執行一次協程切換。 <br /> ## 協程的實現 在 php 中，實現協程主要使用2種方式： * yield 生成器實現（詳細原理可查看：[協程](http://blog.huanghui.xyz/2019/12/24/Swoole/Swoole%E5%9F%BA%E7%A1%80/php-yield%E5%85%B3%E9%94%AE%E5%AD%97%E4%BB%A5%E5%8F%8A%E5%8D%8F%E7%A8%8B%E7%9A%84%E5%AE%9E%E7%8E%B0/)） * swoole 擴展實現 swoole 實現協程代碼： ```php <?php function task1() { for ($i = 0; $i <= 300; $i++) { // 寫入文件，大概3000微妙 usleep(3000); echo "寫入文件{$i}\n"; Co::sleep(0.001); // 掛起當前協程，0.001秒后恢復 // 相當于切換協程 } } function task2() { for ($i = 0; $i <= 500; $i++) { // 發送郵件給501名會員，大概3000微妙 usleep(3000); echo "發送郵件{$i}\n"; Co::sleep(0.001); // 掛起當前協程，0.001秒后恢復 // 相當于切換協程 } } function task3() { for ($i = 0; $i <= 100; $i++) { // 模擬插入101條數據，大概3000微妙 usleep(3000); echo "插入數據{$i}\n"; Co::sleep(0.001); // 掛起當前協程，0.001秒后恢復 // 相當于切換協程 } } $pid1 = go('task1'); // go函數是swoole的開啟協程函數，用于開啟一個協程 $pid2 = go('task2'); $pid3 = go('task3'); ``` 測試： ```shell time php tmp.php 結果： real 0m5.678s user 0m0.029s sys 0m0.031s ``` 以上代碼，即可實現切換函數。 > 為什么要用 sleep 掛起協程實現切換呢？因為 swoole 的協程是自動的，當協程內遇上 I/O 操作（mysql、redis）等時，swoole 的協程會自動切換，運行到下一個協程中（切換后，I/O 繼續執行）直到下一個協程任務完成或者被切換（遇到 I/O），如此反復，直到所有協程任務完成，則任務完成。 <br /> ## 協程與進程 由上面的 `協程執行順序`中的代碼2，我們很容易發現，協程其實只是運行在一個進程中的函數，只是這個函數會被切換到下一個執行，可以這么說： > 協程只是一串運行在進程中的任務代碼，只是這些任務代碼可以交叉運行，注意，協程并不是多任務并行，屬于多任務串行，每個進程在一個時間只執行了一個任務。 <br /> ## 協程的作用域 由于協程就是進程中一串任務代碼，所以它的全局變量、靜態變量等變量都是共享的，包括了 php 的全局緩沖區。 所以，在開發之中，需要特別注意協程中的全局變量、靜態變量，只要某一個協程內修改了，那將會影響到全部的協程，在使用 ob 緩沖區函數攔截的時候，也得考慮是否會被其他協程的輸出給污染。 用 `協程執行順序` 中的代碼2解釋，當 task1 給 $\_GET['name'] 賦值為1時，task2 讀取 $\_GET['name'] 也會是1，task2 將 $\_GET['name'] 賦值為2時，task3 讀取 $_GET['name'] 也會是2。 <br /> ## 協程中的 I/O 連接 在協程中，要特別注意不能共用一個 I/O 連接，否則會造成數據異常。用 `協程執行順序` 中的代碼2解釋，當 task1，task2 函數共用 mysql 連接，并都進行查詢時，由于協程是交叉運行的，可能造成 task1 獲取到 task1 + task2 查詢出來的數據，也可能會丟失部分數據，被 task2 讀取。 > 由于協程的交叉運行機制，各個協程的 I/O 連接都必須是獨立的，所以我們需要在每個協程都創建一個連接，但由于 mysql、redis 的連接數有限，以及連接的開啟關閉需要消耗大量資源，所以我們可以使用連接池方案實現共用連接（只要保證每個連接每次只有一個協程在使用即可）