# 協程 協程說復雜不復雜說難也不難，一句話可以概括：能提高并發，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，是一種可以掛起的函數，然后可以從掛起的地方重新恢復執行，一個線程內的多個協程是串行的，跟CPU處理進程一樣，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。協程無法利用多核CPU因此協程只能解決并發問題，不能解決任務處理速度問題。協程就是把一個大任務再分成更小的片段，封裝程一個函數，當其中一個協程需要IO阻塞的時候，主動掛起當前協程，把控制權交給其他協程運行。 我們知道進程和線程是由操作系統調度的，什么時候執行取決于操作系統什么時候把CPU時間交給某個進程或者線程，而協程是什么時候交出控制權是由用戶決定的。進程和線程屬于內核態，協程屬于用戶態線程。 協程是一種用戶態的輕量級線程，協程的調度完全由用戶控制。協程擁有自己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他地方，在切回來的時候，恢復先前保存的寄存器上下文和棧，直接操作棧則基本沒有內核切換的開銷，可以不加鎖的訪問全局變量，所以上下文的切換非常快。 ### 協程特點 * 1、用戶態線程、遇到IO主動讓出控制權 * 2、多個協程代碼依然是串行的，無需加鎖 * 3、開銷低，只占用內存，不存在進程、線程切換開銷 * 4、并發量大，單個進程可開啟50w個協程 * 5、隨時隨地，只要想并發，就調用go創建協程  <center>圖：1.5-1</center> 我們知道線程是輕量級的進程，那么協程就是輕量級的線程。協程運行在線程之上，一個線程可以有多個協程。 我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，這樣可以更大力度的使用CPU分給這個進程的可使用時間。而協程跟線程和進程的關系很類似，只不過協程是跟線程直接建立關系。  <center>圖：1.5-2</center> 圖：1.5-2 是多個線程之間切換的示意圖，那么我們來考慮一下，如果線程只是等待IO操作（網絡或者文件），那么為什么像線程重復使用進程一樣來重復的使用這個線程呢？我們把IO去掉，看看這個圖是什么樣子的。  <center>圖：1.5-3</center> 去掉IO部分操作，可以看出來基本上這個并發請求應用程序代碼可以在 `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的時候可以執行別的業務代碼。  <center>圖：1.5-4</center> 從圖：1.5-4 看著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之后會被掛起，把控制權轉移給線程內部的其他協程，因為是在線程上進行的切換，所以開銷遠遠比進程和線程低很多。  <center>圖：1.5-5</center> 當程序調用協程之后，當前協程會主動讓出控制權交給同一個線程內的其他協程處理，類似圖：1.5-5所示，開發者代碼中需要使用IO的時候主動讓出協程的控制權給別的協程使用。  <center>圖：1.5-6</center> 去掉IO部分再看協程的處理，就跟圖：1.5-4所示的一樣，直接執行的都是業務邏輯，避免遇到IO導致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：協程并不能讓任務加速進行，只能執行更多任務。 協程由于是建立在線程之上的，因此沒有辦法使用CPU多核心的優勢，協程適合適用于IO密集運算的場景。 ### 協程有什么作用？ 協程是為了提高CPU使用率，避免在線程阻塞的時候大量的線程上下文切換。 ```php 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"; ```  <center>圖：1.5-7</center> 以上代碼的CPU使用率僅有`1%` ```php 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"; }); ```  <center>圖：1.5-8</center> 使用協程，成功把CPU使用率提高到了`4%`，這樣CPU就不需要為了IO阻塞而空跑，或者進行上下文切換。之前不是說過協程不能加速嗎？這里使用協程之后怎么`1秒`多就執行完了，跟前面的代碼不一樣？這里得到的時間取決于最后一個協程執行結束的時間。 ### 協程的執行順序 ```php 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 ### 協程之間通訊 多個協程之間通訊，采用Channel實現，多個協程協助完成共同的任務。 ```php 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"; ```