协程

协程不是进程或线程，其执行过程更类似于子例程，或者说不带返回值的函数调用。
一个程序可以包含多个协程，可以对比与一个进程包含多个线程，因而下面我们来比较协程和线程。我们知道多个线程相对独立，有自己的上下文，切换受系统控制；而协程也相对独立，有自己的上下文，但是其切换由自己控制，由当前协程切换到其他协程由当前协程来控制。
协程

协程执行顺序

首先,我们来看一个原生php代码:

  1. <?php
  2. function task1(){
  3.     for ($i=0;$i<=300;$i++){
  4.         //写入文件,大概要3000微秒
  5.         usleep(3000);
  6.         echo "写入文件{$i}\n";
  7.     }
  8. }
  9. function task2(){
  10.     for ($i=0;$i<=500;$i++){
  11.         //发送邮件给500名会员,大概3000微秒
  12.         usleep(3000);
  13.         echo "发送邮件{$i}\n";
  14.     }
  15. }
  16. function task3(){
  17.     for ($i=0;$i<=100;$i++){
  18.         //模拟插入100条数据,大概3000微秒
  19.         usleep(3000);
  20.         echo "插入数据{$i}\n";
  21.     }
  22. }
  23. task1();
  24. task2();
  25. task3();

在这个代码中,我们主要做了3件事:写入文件,发送邮件,以及插入数据.
再看下面这段代码:

  1. <?php
  2. function task1($i)
  3. {
  4.     //使用$i标识 写入文件,大概要3000微秒
  5.     if ($i > 300) {
  6.         return false;//超过300不用写了
  7.     }
  8.     echo "写入文件{$i}\n";
  9.     usleep(3000);
  10.     return true;
  11. }
  13. function task2($i)
  14. {
  15.     //使用$i标识 发送邮件,大概要3000微秒
  16.     if ($i > 500) {
  17.         return false;//超过500不用发送了
  18.     }
  19.     echo "发送邮件{$i}\n";
  20.     usleep(3000);
  21.     return true;
  22. }
  24. function task3($i)
  25. {
  26.     //使用$i标识 插入数据,大概要3000微秒
  27.     if ($i > 100) {
  28.         return false;//超过100不用插入
  29.     }
  30.     echo "插入数据{$i}\n";
  31.     usleep(3000);
  32.     return true;
  33. }
  35. $i           = 0;
  36. $task1Result = true;
  37. $task2Result = true;
  38. $task3Result = true;
  39. while (true) {
  40.     $task1Result && $task1Result = task1($i);
  41.     $task2Result && $task2Result = task2($i);
  42.     $task3Result && $task3Result = task3($i);
  43.     if($task1Result===false&&$task2Result===false&&$task3Result===false){
  44.         break;//全部任务完成,退出循环
  45.     }
  46.     $i++;
  47. }

这段代码也是做了3件事,写入文件,发送邮件,以及插入数据,但是和上面的不同的是,这段代码将这3件事交叉执行,每个任务执行完一次之后,切换到另一个任务,如此循环.
类似于这样的执行顺序,就是协程.

协程是指一种用代码实现任务交叉执行的逻辑,协程可以使得代码1中的3个函数交叉运行,在实现了协程的框架中,我们不需要通过代码2的方法实现任务交叉执行.直接可让代码1中的while(1),执行一次后切换

协程的实现

在php中,实现协程主要使用2种方式:

swoole实现协程代码:

  1. <?php
  2. function task1(){
  3.     for ($i=0;$i<=300;$i++){
  4.         //写入文件,大概要3000微秒
  5.         usleep(3000);
  6.         echo "写入文件{$i}\n";
  7.         Co::sleep(0.001);//挂起当前协程,0.001秒后恢复//相当于切换协程
  8.     }
  9. }
  10. function task2(){
  11.     for ($i=0;$i<=500;$i++){
  12.         //发送邮件给500名会员,大概3000微秒
  13.         usleep(3000);
  14.         echo "发送邮件{$i}\n";
  15.         Co::sleep(0.001);//挂起当前协程,0.001秒后恢复//相当于切换协程
  16.     }
  17. }
  18. function task3(){
  19.     for ($i=0;$i<=100;$i++){
  20.         //模拟插入100条数据,大概3000微秒
  21.         usleep(3000);
  22.         echo "插入数据{$i}\n";
  23.         Co::sleep(0.001);//挂起当前协程,0.001秒后恢复//相当于切换协程
  24.     }
  25. }
  26. $pid1 = go('task1');//go函数是swoole的开启协程函数,用于开启一个协程
  27. $pid2 = go('task2');
  28. $pid3 = go('task3');

以上代码,即可实现切换函数

为什么要用sleep挂起协程实现切换呢?因为swoole的协程是自动的,当协程内遇上I/O操作(mysql,redis)等时,swoole的协程会自动切换,运行到下一个协程任务中(切换后,I/O继续执行),直到下一个协程任务完成或者被切换(遇上I/O),如此反复,直到所有协程任务完成,则任务完成

协程与进程

由上面的协程执行顺序中的代码2,我们很容易发现,协程其实只是运行在一个进程中的函数,只是这个函数会被切换到下一个执行,可以这么说:

协程只是一串运行在进程中的任务代码,只是这些任务代码可以交叉运行注意,协程并不是多任务并行,属于多任务串行,每个进程在一个时间只执行了一个任务

协程的作用域

由于协程就是进程中一串任务代码,所以它的全局变量,静态变量等变量都是共享的,包括了php的全局缓冲区.
所以,在开发之中,需要特别注意协程中的全局变量,静态变量,只要某一个协程内修改了,那将会影响全部的协程,在使用ob缓冲区函数拦截的时候,也得考虑是否会被其他协程的输出给污染.
用协程执行顺序中的代码2解释,当task1给$_GET[‘name’]赋值为1时,task2读取$_GET[‘name’]也会是1,task2将$_GET[‘name’]赋值为2时,task3读取$_GET[‘name’]也会是2

协程中的I/O连接

在协程中,要特别注意不能共用一个I/O连接,否则会造成数据异常.
用协程执行顺序中的代码2解释,当task1,task2函数共用mysql连接,并都进行查询时,由于协程是交叉运行的,可能会造成task1获取到task1+task2查询出来的数据,也可能会丢失部分数据,被task2获取.

由于协程的交叉运行机制,各个协程的I/O连接都必须是独立的,所以我们需要在每个协程都创建一个连接,但由于mysql,redis的连接数有限,以及连接的开启关闭需要消耗大量资源,所以我们可以使用连接池方案实现共用连接(只要保证每个连接每次只有一个协程在使用即可)