php协程实现mysql异步_swoole与php协程实现异步非阻塞IO开发
“協程可以在遇到阻塞的時候中斷主動讓渡資源，調度程序選擇其他的協程運行。從而實現非阻塞IO”
然而php是不支持原生協程的，遇到阻塞時如不交由異步進程來執行是沒有任何意義的，代碼還是同步執行的，如下所示：
function foo()
{
$db=new Db();
$result=(yield $db->query());
yield $result;
}
上面的數據庫查詢操作是阻塞的，當調度器調度該協程到這一步時發現執行了阻塞操作，此時調度器該怎么辦？選擇其余協程執行？那該協程的阻塞操作又該何時執行，交由誰執行呢？所以說在php協程中拋開異步調用談非阻塞IO屬于耍流氓。
而swoole的異步task提供了一個實現異步的解決方案,關于swoole_task可以參考官方文檔
核心功能實現
將一次請求形成一個協程
首先創建一個swoole_server并設置回調
class HttpServer implements Server
{
private $swooleHttpServer;
public function __construct(\swoole_http_server $swooleHttpServer)
{
$this->swooleHttpServer = $swooleHttpServer;
}
public function start()
{
$this->swooleHttpServer->on('start', [$this, 'onStart']);
$this->swooleHttpServer->on('shutdown', [$this, 'onShutdown']);
$this->swooleHttpServer->on('workerStart', [$this, 'onWorkerStart']);
$this->swooleHttpServer->on('workerStop', [$this, 'onWorkerStop']);
$this->swooleHttpServer->on('workerError', [$this, 'onWorkerError']);
$this->swooleHttpServer->on('task', [$this, 'onTask']);
$this->swooleHttpServer->on('finish', [$this, 'onFinish']);
$this->swooleHttpServer->on('request', [$this, 'onRequest']);
$this->swooleHttpServer->start();
}
onRequest方法：
public function onRequest(\swoole_http_request $request, \swoole_http_response $response)
{
$requestHandler = new RequestHandler($request, $response);
$requestHandler->handle();
}
在ReqeustHandler中執行handle方法，來解析請求的路由，并創建控制器，調用相應的方法，相
public function handle()
{
$this->context = new Context($this->request, $this->response, $this->getFd());
$this->router = new Router($this->request);
try {
if (false === $this->router->parse()) {
$this->response->output('');
return;
}
$coroutine = $this->doRun();
$task = new Task($coroutine, $this->context);
$task->run();
} catch (\Exception $e) {
PcsExceptionHandler::handle($e, $this->response);
}
}
private function doRun()
{
$ret = (yield $this->dispatch());
yield $this->response->send($ret);
}
上面代碼中的ret是action()的調用結果，yield $this->response->send($ret);是向對客戶端請求的應答。
$coroutine是這一次請求形成的一個協程(Genetator對象)，包含了整個請求的流程，接下來就要對這個協程進行調度來獲取真正的執行結果。
協程調度
namespace Pcs\Coroutine;
use Pcs\Network\Context\Context;
class Task
{
private $coroutine;
private $context;
private $status;
private $scheduler;
private $sendValue;
public function __construct(\Generator $coroutine, Context $context)
{
$this->coroutine = $coroutine;
$this->context = $context;
$this->scheduler = new Scheduler($this);
}
public function run()
{
while (true) {
try {
$this->status = $this->scheduler->schedule();
switch ($this->status) {
case TaskStatus::TASK_WAIT:
echo "task status: TASK_WAIT\n";
return null;
case TaskStatus::TASK_DONE:
echo "task status: TASK_DONE\n";
return null;
case TaskStatus::TASK_CONTINUE;
echo "task status: TASK_CONTINUE\n";
break;
}
} catch (\Exception $e) {
$this->scheduler->throwException($e);
}
}
}
public function setCoroutine($coroutine)
{
$this->coroutine = $coroutine;
}
public function getCoroutine()
{
return $this->coroutine;
}
public function valid()
{
if ($this->coroutine->valid()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
public function send($value)
{
$this->sendValue = $value;
$ret = $this->coroutine->send($value);
return $ret;
}
public function getSendVal()
{
return $this->sendValue;
}
}
Task依賴于Generator對象$coroutine,在Task類中定義了一些get/set方法，以及一些Generator的方法，Task::run()方法用來執行對協程的調度，調度行為由Schedule來執行，每次調度都會返回當前這次調度的狀態。多個協程共用一個調度器，而這里run方法會為每個協程創建一個調度器，原因是每個協程都是一個客戶端的請求，使用一個單獨的調度器能減少相互間的影響，而且多個協程之間的調度順序是swoole來處理的，這里的調度器不用關心。下面給出調度的代碼：
namespace Pcs\Coroutine;
class Scheduler
{
private $task;
private $stack;
const SCHEDULE_CONTINUE = 10;
public function __construct(Task $task)
{
$this->task = $task;
$this->stack = new \SplStack();
}
public function schedule()
{
$coroutine = $this->task->getCoroutine();
$value = $coroutine->current();
$status = $this->handleSystemCall($value);
if ($status !== self::SCHEDULE_CONTINUE) return $status;
$status = $this->handleStackPush($value);
if ($status !== self::SCHEDULE_CONTINUE) return $status;
$status = $this->handleAsyncJob($value);
if ($status !== self::SCHEDULE_CONTINUE) return $status;
$status = $this->handelYieldValue($value);
if ($status !== self::SCHEDULE_CONTINUE) return $status;
$status = $this->handelStackPop();
if ($status !== self::SCHEDULE_CONTINUE) return $status;
return TaskStatus::TASK_DONE;
}
public function isStackEmpty()
{
return $this->stack->isEmpty();
}
private function handleSystemCall($value)
{
if (!$value instanceof SystemCall) {
return self::SCHEDULE_CONTINUE;
}
}
private function handleStackPush($value)
{
if (!$value instanceof \Generator) {
return self::SCHEDULE_CONTINUE;
}
$coroutine = $this->task->getCoroutine();
$this->stack->push($coroutine);
$this->task->setCoroutine($value);
return TaskStatus::TASK_CONTINUE;
}
private function handleAsyncJob($value)
{
if (!is_subclass_of($value, Async::class)) {
return self::SCHEDULE_CONTINUE;
}
$value->execute([$this, 'asyncCallback']);
return TaskStatus::TASK_WAIT;
}
public function asyncCallback($response, $exception = null)
{
if ($exception !== null
&& $exception instanceof \Exception
) {
$this->throwException($exception, true);
} else {
$this->task->send($response);
$this->task->run();
}
}
private function handelYieldValue($value)
{
if (!$this->task->valid()) {
return self::SCHEDULE_CONTINUE;
}
$ret = $this->task->send($value);
return TaskStatus::TASK_CONTINUE;
}
private function handelStackPop()
{
if ($this->isStackEmpty()) {
return self::SCHEDULE_CONTINUE;
}
$coroutine = $this->stack->pop();
$this->task->setCoroutine($coroutine);
$value = $this->task->getSendVal();
$this->task->send($value);
return TaskStatus::TASK_CONTINUE;
}
public function throwException($e, $isFirstCall = false)
{
if ($this->isStackEmpty()) {
$this->task->getCoroutine()->throw($e);
return;
}
try {
if ($isFirstCall) {
$coroutine = $this->task->getCoroutine();
} else {
$coroutine = $this->stack->pop();
}
$this->task->setCoroutine($coroutine);
$coroutine->throw($e);
$this->task->run();
} catch (\Exception $e) {
$this->throwException($e);
}
}
}
Scheduler中的schedule方法會獲取當前Task的協程，并通過current()方法獲取當前中斷點的返回值，接著依次調用5個方法來對返回值進行處理。
1:handleSystemCall
如果返回的值是SystemCall類型的對象，則執行系統調用，如killTask之類的操作，systemCall是第一優先級。
2:handleStackPush
在A函數中調用B函數，則B函數稱為A函數的子例程(子函數)，然而在協程中卻不能像普通函數那樣調用。
function funcA()
{
return funcB();
}
function genA()
{
yield genB();
}
在funcA中funcB();會返回funcB的執行結果，但是在genA中，yield genB();會返回一個Generator對象，而不是genB的最終執行結果。想得到genB的執行結果需要對genB進行調度，而genB中又可能有genC()genD()的協程嵌套，所以為了讓協程像函數一眼正常調用，這里使用協程棧來實現。
如上圖，當調度器獲取到GenA(父協程)的返回值is instance of Generator時，調度器會把父協程push到stack中，然后把子協程分配給Task，繼續調度子協程。如此反復直到最后一個子協程返回，然后開始pop，將stack中的協程依次取出
3:handleAsyncJob
handleAsyncJob是整個協程調度的核心
private function handleAsyncJob($value)
{
if (!is_subclass_of($value, Async::class)) {
return self::SCHEDULE_CONTINUE;
}
$value->execute([$this, 'asyncCallback']);
return TaskStatus::TASK_WAIT;
}
public function asyncCallback($response, $exception = null)
{
if ($exception !== null
&& $exception instanceof \Exception
) {
$this->throwException($exception, true);
} else {
$this->task->send($response);
$this->task->run();
}
}
當協程調度的返回值是繼承了Async的子類或者是實現了Asycn接口的實例的時候，會執行Async的execute方法。這里用mysqli數據庫查詢類舉例。
public function execute(callable $callback)
{
$this->callback = $callback;
$serv = ServerHolder::getServer();
$serv->task($this->sql, -1, [$this, 'queryReady']);
}
public function queryReady(\swoole_http_server $serv, $task_id, $data)
{
$queryResult = unserialize($data);
$exception = null;
if ($queryResult->errno != 0) {
$exception = new \Exception($queryResult->error);
}
call_user_func_array($this->callback, [$queryResult, $exception]);
}
execute方法接收一個函數作為該異步操作完成之后的回調函數，在Mysqli類中的execute方法中，啟動了一個異步swoole_task，將sql操作交給swoole_task異步執行，在執行結束后會執行queryReady方法，該方法在解析異步返回數據之后執行$this->callback()也就是之前在調度器中傳入的 asyncCallback方法，該方法在檢測異常之后會執行send()方法將異步執行的結果發送到中斷處，繼續執行。
handleAsyncJob不會等待異步操作的返回結果，而是直接返回TASK_WAIT信號，回到上面的Task->run()方法可以看到TASK_WAIT信號會導致run()方法返回null,釋放當前worker,調度流程圖如下圖所示，
4:handleYieldValue
private function handelYieldValue($value)
{
if (!$this->task->valid()) {
return self::SCHEDULE_CONTINUE;
}
$ret = $this->task->send($value);
return TaskStatus::TASK_CONTINUE;
}
如果某次yield的返回值既不是異步調用也不是Generator，那么判斷當前的generator是否是valid(是否執行完)如果執行完畢，繼續調度，執行下面的handleStackPush方法，否則的話返回Task_Continue繼續調度，也就是說在一個generator中多次yield，最后只會取最后一次yield的返回值。
5:handleStackPush
當上一步中判斷!$this->task->valid()也就是當前生成器執行完畢的時候，會執行本方法來控制之前的協程stack進行pop操作,首先檢查Stac是否是非空，非空的話pop出一個父協程，并將當前協程的返回值send()到父協程中斷出繼續執行。
協程優勢在哪里
當一次請求遇到IO的時候，同步操作會導致當前請求阻塞在IO處等待IO返回，體現在swoole上就是一個請求一直占用一個worker。
但是當使用了協程調度之后，用戶可以在阻塞的地方通過yield手動中斷，交由swoole_task去異步操作，同時釋放worker占用來處理其他請求。
當異步處理執行結束后再繼續調度。
注意 php的協程只負責中斷，異步操作是Swoole_task做的
總結
以上是生活随笔為你收集整理的php协程实现mysql异步_swoole与php协程实现异步非阻塞IO开发的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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