协程与函数线程异步的关系

发布网友发布时间：2022-04-22 00:09

共2个回答

懂视网时间：2022-04-29 14:22

从4.0版本开始Swoole提供了完整的协程（Coroutine）+ 通道（Channel）特性，带来全新的CSP编程模型。

应用层可使用完全同步的编程方式，底层自动实现异步IO。（推荐学习： swoole视频教程）

go(function () {
 $redis = new SwooleCoroutineRedis();
 $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
 $val = $redis->get('key');
});

4.0.0或更高版本仅支持PHP7

4.0.1版本开始去除了--enable-coroutine编译选项，改为动态配置

协程可以理解为纯用户态的线程，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。

Swoole可以为每一个请求创建对应的协程，根据IO的状态来合理的调度协程，这会带来了以下优势：

开发者可以无感知的用同步的代码编写方式达到异步IO的效果和性能，避免了传统异步回调所带来的离散的代码逻辑和陷入多层回调中导致代码无法维护

同时由于底层封装了协程，所以对比传统的PHP层协程框架，开发者不需要使用yield关键词来标识一个协程IO操作，所以不再需要对yield的语义进行深入理解以及对每一级的调用都修改为yield，这极大的提高了开发效率

可以满足大部分开发者的需求。对于私有协议，开发者可以使用协程的TCP或者UDP接口去方便的封装。

在Server程序中如果需要执行很耗时的操作，比如一个聊天服务器发送广播，Web服务器中发送邮件。如果直接去执行这些函数就会阻塞当前进程，导致服务器响应变慢。

Swoole提供了异步任务处理的功能，可以投递一个异步任务到TaskWorker进程池中执行，不影响当前请求的处理速度。

程序代码

基于第一个TCP服务器，只需要增加onTask和onFinish2个事件回调函数即可。另外需要设置task进程数量，可以根据任务的耗时和任务量配置适量的task进程。

$serv = new swoole_server("127.0.0.1", 9501);

//设置异步任务的工作进程数量
$serv->set(array('task_worker_num' => 4));

$serv->on('receive', function($serv, $fd, $from_id, $data) {
 //投递异步任务
 $task_id = $serv->task($data);
 echo "Dispath AsyncTask: id=$task_id
";
});

//处理异步任务
$serv->on('task', function ($serv, $task_id, $from_id, $data) {
 echo "New AsyncTask[id=$task_id]".PHP_EOL;
 //返回任务执行的结果
 $serv->finish("$data -> OK");
});

//处理异步任务的结果
$serv->on('finish', function ($serv, $task_id, $data) {
 echo "AsyncTask[$task_id] Finish: $data".PHP_EOL;
});

$serv->start();

调用$serv->task()后，程序立即返回，继续向下执行代码。onTask回调函数Task进程池内被异步执行。执行完成后调用$serv->finish()返回结果。

热心网友时间：2022-04-29 11:30

什么协程
协程这个概念在计算机科学里算是一个老概念了，随着现代计算机语言与多核心处理器的普及，似乎也有普及之势。协程是与例程相对而言的。
熟悉C/C++语言的人都知道，一个例程也就是一个函数。当我们调用一个函数时，执行流程进入函数；当函数执行完成后，执行流程返回给上层函数或例程。期间，每个函数执行共享一个线程栈；函数返回后栈顶的内容自动回收。这就是例程的特点，也是现代操作系统都支持这种例程方式。
协程与例程相对，从抽象的角度来说，例程只能进入一次并返回一次，而协程可能进入多次并返回多次。比如说，我们有下面一段程序:

void fun(int val)
{
int a=0; //1

int b=0; //2

int c=a+b; //3
}
如果上面的代码是一个例程，那么它只能把 1、2、3 依次执行后，才返回。如果是协程，它可能在 1 处暂停，然后在某个时刻从 2 处继续执行；接着在 2 处执行完之后暂停，然后在另外一个时刻从 3 处继续执行。
从抽象角度，协程就这么简单。
异步IO的特点与分析
在了解协程的特点(可以多次进入同一个函数，并接着上次运行处继续执行)后，我们再来考虑一下，这一特点如何应用到异步IO程序中。在异步IO程序中，有很大一块代码是处理异步回调的，也就是数据读取或写入由系统执行，当任务完成后，系统会执行用户的回调。如果只是很少使用这种回调，那么程序并不会因为异步而复杂多少，但要是程序中异步回调大量存在，那么此时我们会发现，原本简单的程序可能因为回调而变得支离破碎，原本一个简单的循环，现在需要写入多个函数，并在多个函数里来回调用。下面示例一下:

//下面代码片断是同步代码，它从IO读一段数据，并把这段数据写回
void start()
{
for(;;)
{
Buffer buf;
read (buf);//把书读到buf
write(buf);//把buf的数据写回
}

//注意到没有，同步代码很简单直接，一个循环，几行代码完成全部事务
}

//把上面的同步代码映射为异步，代码量可能要增加很多，并且程序逻辑也变得不清晰
//示例如下

//读回调，在回调里我们发起写操作
void readHandle(buf)
{
writeAsync(buf, writeHandle);
}

//写回调，在回调里我们发起读操作
void writeHandle(buf)
{
readAsync(buf, readHandle);
}

//开始循环
void start()
{
static Buffer buf; //buf变量不能在栈上，为了简单这里写成静态变量
readAsync(buf, readHandle);
}
从上面的代码比较中，我们可以看出异步IO会把代码分隔成许多碎片，同时原本清晰的处理逻辑也因为被放入多个函数里，而变得很不清晰。上面的同步代码，一个了解程序的初级程序员也可以读懂写出，但相同功能的异步代码，一个初级程序员可能就搞不定了，甚至很难搞明白为什么要这么做。
读到这里，对异步不是太了解的人可能会问，既然异步把问题搞复杂了，那我们为什么还要用异步呢？答案简单有力，为了“性能”。只有这一个原因，当程序需要处理大量IO时，异步的效率将高出同步代码许多倍。如何一个程序的性能不其关心部分，那真不应该使用异步IO。
对比我们的异步IO代码与其功能相同的同步代码，我们发现每个异步调用都是要把代码分隔一个小函数——比原本要小的函数，当异步调用返回后，我们又接着下面处理。这一点跟协程很像，在一个协程里，当发起异步IO时，我让它返回，当异步IO完成后，我让这个协程接着执行，处理余下的逻辑。
协程与异步结合——性能与简单的结合
结合上面的分析，如果我们可以写下面功能的代码，将很完美:

void start()
{
for(;;)
{
Buffer buf;

yeild readAsync(buf,start);
//------ 分隔线，协程在这里返回，等待readAsync完成，当readAsync完成后，它再调用start
//此时start将从这里接着运行

yeild writeAsync(buf, start);
//------ 分隔线，协程在这里返回，等待writeAsync完成，当writeAsync完成后，它再调用start
//此时start将从这里接着运行
}
}
上面的代码也很一清晰明了。如果真的能写这样的代码，那将是所有程序员之福。这样在一些语言里确实可以直接写出来，比如Python、Lua、 golang，这些语言有原生的协程支持——编译器或解释器为我们处理了这些执行流的跳转。那么在C/C++里怎么实现呢？可能肯定的是，C/C++里不能直接写出这样简洁的代码，但却可以写类似的代码，尤其是C++——它提供了更强大的封装能力。

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