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文章正文
什么是协程
协程(Coroutine)也叫用户态线程,其通过协作而不是抢占来进行切换。相对于进程或者线程,协程所有的操作都可以在用户态完成,创建和切换的消耗更低。协程是进程的补充,或者是互补关系。
要理解是什么是“用户态的线程”,必然就要先理解什么是“内核态的线程”。 内核态的线程是由操作系统来进行调度的,在切换线程上下文时,要先保存上一个线程的上下文,然后执行下一个线程,当条件满足时,切换回上一个线程,并恢复上下文。 协程也是如此,只不过,用户态的线程不是由操作系统来调度的,而是由程序员来调度的,就是所谓的用户态的线程。
协程的执行流程
协程的适用场景
高并发服务,如秒杀系统、高性能API接口、RPC服务器,使用协程模式,服务的容错率会大大增加,某些接口出现故障时,不会导致整个服务崩溃。
爬虫,可实现非常巨大的并发能力,即使是非常慢速的网络环境,也可以高效地利用带宽。
即时通信服务,如IM聊天、游戏服务器、物联网、消息服务器等等,可以确保消息通信完全无阻塞,每个消息包均可即时地被处理。
协程与线程区别
Swoole的协程在底层实现上是单线程的,因此同一时间只有一个协程在工作,协程的执行是串行的。这与线程不同,多个线程会被操作系统调度到多个CPU并行执行。
一个协程正在运行时,其他协程会停止工作。当前协程执行阻塞IO操作时会挂起,底层调度器会进入事件循环。当有IO完成事件时,底层调度器恢复事件对应的协程的执行。
对CPU多核的利用,仍然依赖于Swoole引擎的多进程机制。
协程实现
1、swoole的两种命名空间形式
Swoole支持两种形式的命名空间一种是Swoole\Coroutine,2.2.0以上可使用Co\命名空间短命名简化类名。
2、协程默认支持的位置
目前Swoole4仅有部分事件回调函数底层自动创建了协程,以下回调函数可以调用协程客户端,可以查看这里https://wiki.swoole.com/wiki/page/696.html
在不支持协程的位置可以使用go或Co::create创建协程
3、协程的性能测试
通过多个协程连接redis操作对比没有使用协程的方式
4、协程并发
协程其实也是阻塞运行的,如果,在一个执行中,比如同时查redis,再去查mysql,即使用了上面的协程,也是顺序执行的。那么可不可以几个协程并发执行呢?
通过延迟收包的形式获取,遇到到IO 阻塞的时候,协程就挂起了,不会阻塞在那里等着网络回报,而是继续往下走,swoole当中可以用setDefer()方法声明延迟收包然后通过recv()方法收包。
5、协程通讯
使用本地内存,不同的进程之间内存是隔离的。只能在同一进程的不同协程内进行push和pop操作
向通道中写入数据。
function Coroutine\Channel->push(mixed $data) : bool;
从通道中读取数据。
function Coroutine\Channel->pop() : mixed;
对协程调用场景,最常见的“生产者-消费者”事件驱动模型,一个协程负责生产产品并将它们加入队列,另一个负责从队列中取出产品并使用它。
6、协程的注意问题
如果在多个协程间共用同一个协程客户端,同步阻塞程序不同,协程是并发处理请求的,因此同一时间可能会有很多个请求在并行处理,一旦共用客户端连接,就会导致不同协程之间发生数据错乱。
swoole通用协程池的实现
swoole官方的协程池是用只能用在Redis。因为协程池代码层耦合了Redis实例化逻辑。通过工厂函数实现了通用性。
class RedisPool
{
/**
* @var \Swoole\Coroutine\Channel
*/
protected $pool;
/**
* RedisPool constructor.
* @param int $size 连接池的尺寸
*/
function __construct($size = 100)
{
$this->pool = new Swoole\Coroutine\Channel($size);
for ($i = 0; $i < $size; $i++)
{
$redis = new Swoole\Coroutine\Redis();
$res = $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
if ($res == false)
{
throw new RuntimeException("failed to connect redis server.");
}
else
{
$this->put($redis);
}
}
}
function put($redis)
{
$this->pool->push($redis);
}
function get()
{
return $this->pool->pop();
}
}
利用工厂方法的改造如下:
<?php
/**
* @author xialeistudio
* @date 2019-05-20
*/
namespace swoole\foundation\pool;
use Swoole\Coroutine\Channel;
/**
* Swoole generic connection pool
* Class Pool
* @package swoole\foundation\pool
*/
class GenericPool
{
/**
* @var int pool size
*/
private $size = 0;
/**
* @var callable construct a connection
*/
private $factory = null;
/**
* @var Channel
*/
private $channel = null;
/**
* GenericPool constructor.
* @param int $size
* @param callable $factory
* @throws InvalidParamException
*/
public function __construct($size, callable $factory)
{
$this->size = $size;
$this->factory = $factory;
$this->init();
}
/**
* check pool config
* @throws InvalidParamException
*/
private function init()
{
if ($this->size <= 0) {
throw new InvalidParamException('The "size" property must be greater than zero.');
}
if (empty($this->factory)) {
throw new InvalidParamException('The "factory" property must be set.');
}
if (!is_callable($this->factory)) {
throw new InvalidParamException('The "factory" property must be callable.');
}
$this->bootstrap();
}
/**
* bootstrap pool
*/
private function bootstrap()
{
$this->channel = new Channel($this->size);
for ($i = 0; $i < $this->size; $i++) {
$this->channel->push(call_user_func($this->factory));
}
}
/**
* Acquire a connection
* @param int $timeout
* @return mixed
*/
public function acquire($timeout = 0)
{
return $this->channel->pop($timeout);
}
/**
* Release a resource
* @param mixed $resource
*/
public function release($resource)
{
$this->channel->push($resource);
}
}
以上是文章全部内容,有学习与经验交流的友友可以加小编为好友。有技术问题可以一起探讨与交流,希望你是学习技术的。
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