了解PHP yield的高階用法

coldplay.xixi
發布: 2023-04-09 06:16:01
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了解PHP yield的高階用法

開篇

剛開始接觸PHPyield 的時候,感覺,yield 是什麼黑科技,百度一下:yield——協程,生成器。很多文章都在講 IteratorGenerater, 蛤~,這東西是 PHP 迭代器的一個補充。再翻幾頁,就是Go 協程。我出於好奇點開看了下Go 協程, 裡面都是並發線程管道通訊這類字眼, wc,nb, 這tm才是黑科技啊,再回來看PHP,分分鐘想轉Go

相關學習推薦:PHP程式設計從入門到精通

#yield 語法加入PHP

yield語法是在版本5.5加入PHP的,配合迭代器使用,功能上就是流程控制 程式碼,和gotoreturn 類似。

以下就是官方提供的yield 小例子,透過執行結果,我們可分析當程式碼執行到yield $i 時,他會進行return $i,待echo "$value\n" 後, goto  for ($i = 1; $i , 對! PHP 的 yield 就是一個能出能進的語法。在z程式碼中七進七出,把 $i 平平安安得送了出來。

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我們遇到了什麼問題

寫程式碼就是解決問題。我們來看看他們遇到了什麼問題:php官方呢,需要言簡意賅地把yield介紹給大家。一部分網友呢,需要在有限的資源內完成大文件操作。而我們的鳥哥。面對的一群對當下yield的教程停留於初級而不滿意的phper,就以一個任務調度器作為例子,給大家講了一種yield高級用法。

php.net:生成器語法,
PHP如何讀取大文件,
風雪之隅:在PHP中使用協程實現多任務調度.

提出問題,再用yield來解答,看到以上答案,我覺得呢,這PHP協程不過如此(Go協程相比 )。

有句話-一個好問題比答案更重要,目前廣大網友還沒有給yield提出更好,更困難的問題。

yield這個進進出出的語法,很多舉例都是再讓yield做迭代器啊,或者利用低內存讀取超大文本的Excelcsv什麼的,再進階就是用它實作一個簡單的任務調度器,而且這個調度器,一看程式碼都差不多。

我來出題

正如一個好的問題,比答案更有價值

  1. 用PHP實作一個Socket Server,他能接收請求,並回傳Server的時間。

好,這是第一個問題,鋪墊。官方答案

  1. 在原來的程式碼上,我們加個需求,該Socket Server 處理請求時,依賴其他 Socket Server,還需要有 Client 功能。也就是他能接收請求,向其它Server發起請求。

這是第二個問題,也是鋪墊。

  1. 原來的Socket Server同一時間只能服務一個客戶,希望能實現一個非阻塞I/O Socket Server, 這個Server 內有Socket Client 功能,支援並發處理收到的請求,和主動發起的請求。要求不用多執行緒,多行程。

這個問題,還是鋪墊,這幾個問題很乾,大家可以想一想,2,3題的答案,都放在一個腳本裡了:nio_server.php

#以上這段程式碼,我列舉了一個具體的業務,就是用戶請求購物車加購動作, 而購物車服務呢,又需要和產品服務,庫存服務,優惠服務交互,來驗證加購動作。有同步,非同步方式請求,並做比較。

後續還有很多程式碼,我都放gitee連結了。使用方法,見readme.md

  1. 最後一個問題:在PHP中,用同步寫程式碼,程式呢非同步執行?需要怎麼調整程式碼。

提示:這個和 PHPyield 語法有關。

再提示:yield 語法特徵是什麼,進進出出!

看著我們的程式碼,同步, 非同步,進進出出 你想到了什麼?

看到程式碼,同步處理模式下,這三個函數checkInventory checkProduct checkPromo 時,發起請求,並依序等待返回的結果,這三個函數執行後,再回應客戶請求。

异步处理模式下,这三个函数发起请求完毕后,代码就跳出循环了,然后是在select()下的一个代码分支中接收请求, 并收集结果。每次收到结果后判断是否完成,完成则响应客户端。

那么能不能这样:在异步处理的流程中,当 Server收到 自己发起的 client 有数据响应后,代码跳到 nio_server.php 的 247行呢,这样我们的收到请求校验相关的代码就能放到这里,编码能就是同步,容易理解。不然,client 的响应处理放在 280 行以后,不通过抓包,真的很难理解,执行了第 247 行代码后,紧接着是从 280 行开始的。

诶~这里是不是有 进进出出 那种感觉了~ 代码从 247 行出去,开始监听发出 Client 响应,收到返回数据,带着数据再回到 247 行,继续进行逻辑校验,综合结果后,再响应给客户端。

用yield来解决问题

基于 yield 实现的,同步编码,"异步"I/OSocket Server 就实现了。代码。

这里 “异步” 打了引号,大佬别扣这个字眼了。 该是非阻塞I/O

不等大家的答案了,先上我的结果代码吧,代码呢都放在这个目录下了。

gitee https://gitee.com/xupaul/PHP-generator-yield-Demo/tree/master/yield-socket

运行测试代码

clone 代码到本地后,需要拉起4个 command 命令程序:

拉起3个第三方服务

## 启动一个处理耗时2s的库存服务$ php ./other_server.php 8081 inventory 2## 启动一个处理耗时4s的产品服务$ php ./other_server.php 8082 product 4## 监听8083端口,处理一个请求 耗时6s的 promo 服务$ php ./other_server.php 8083 promo 6
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启动购物车服务

## 启动一个非阻塞购物车服务$ php ./async_cart_server.php 

## 或者启动一个一般购物车服务$ php ./cart_server.php
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发起用户请求

$ php ./user_client.php
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运行结果呢如下,通过执行的时间日志,可得这三个请求是并发发起的,不是阻塞通讯。

在看我们的代码,三个函数,发起socket请求,没有设置callback,而是通过yield from 接收了三个socket的返回结果。

也就是达到了,同步编码,异步执行的效果。

运行结果

非阻塞模式

client 端日志:

通过以上 起始时间结束时间 ,就看到这三个请求耗时总共就6s,也就按照耗时最长的promo服务的耗时来的。也就是说三个第三方请求都是并发进行的。

cart server 端日志:

而 cart 打印的日志,可以看到三个请求一并发起,并一起等待结果返回。达到非阻塞并发请求的效果。

阻塞模式

client 端日志:

以上是阻塞方式请求,可以看到耗时 12s。也就是三个服务加起来的耗时。

cart server 端日志:

cart 服务,依次阻塞方式请求第三方服务,顺序执行完毕后,共耗时12s,当然如果第一个,获第二个服务报错的话,会提前结束这个检查。会节约一点时间。

工作原理

这里就是用到了 yield 的工作特点——进进出出,在发起非阻塞socket请求后,不是阻塞方式等待socket响应,而是使用yield跳出当前执行生成器,等待有socket响应后,在调用生成器的send方法回到发起socket请求的函数内,在 yield from Async::all() 接收数据响应数据搜集完毕后,返回。

和Golang比一比

考虑到网速原因,我这就放上一个国内教程链接:Go 并发 教程

php的协程是真协程,而Go是披着协程外衣的轻量化线程(“协程”里,都玩上“锁”了,这就是线程)。

我个人偏爱,协程的,觉得线程的调度有一定随机性,因此需要锁机制来保证程序的正确,带来了额外开销。协程的调度(换入换出)交给了用户,保证了一段代码执行连续性(当然进程级上,还是会有换入换出的,除非是跨进程的资源访问,或者跨机器的资源访问,这时,就要用到分布式锁了,这里不展开讨论),同步编码,异步执行,只需要考虑那个哪个方法会有IO交互会协程跳出即可。

和NodeJS比划一下

Javascript 和 PHP 两个脚本语言有很多相似的地方,弱类型,动态对象,单线程,在Web领域生态丰富。不同的是,Javascript在浏览器端一开始就是异步的(如果js发起网络请求只能同步进行,那么你的网页渲染线程会卡住),例如AjaxsetTimeoutsetInterval,这些都是异步+回调的方式工作。

基于V8引擎而诞生的NodeJS,天生就是异步的,在提供高性能网络服务有很大的优势,不过它的IO编码范式么。。。刚开始是 回调——毁掉地狱,后来有了Promise——屏幕竖起来看,以及Generator——遇事不绝yield一下吧,到现在的Async/Await——语法糖?真香!

可以说JS的委员非常勤快,在异步编程范式的标准制定也做的很好(以前我尝试写NodeJS时,几个回调就直接把我劝退了),2009年诞生的NodeJS有点后来居上的意思。目前PHP只是赶上了协程,期待PHP的Async/Await语法糖的实现吧。

PHP yield 使用注意事项

一旦使用上 yield 后,就必须注意调用函数是,会得到函数结果,还是 生成器对象。PHP 不会自动帮你区别,需要你手动代码判断结果类型—— if ($re instanceof \Generator) {}, 如果你得到的是 生成器,但不希望去手动调用 current() 去执行它,那么在生成器前 使用 yield from 交给上游(框架)来解决。

爆改 Workerman

博客写到这,就开始手痒痒了,看到Workerman框架,我在基础上二开,使其能——同步编码,异步执行

代码已放到:PaulXu-cn/CoWorkerman.git

目前还是dev阶段,大家喜欢可以先 体验一波。

$ composer require paulxu-cn/co-workerman
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一个简单的单线程 TCP Server

count = 1;$worker->onConnect = function (CoTcpConnection  $connection) {
    try {
        $conName = "{$connection->getRemoteIp()}:{$connection->getRemotePort()}";
        echo PHP_EOL . "New Connection, {$conName} \n";

        $re = yield from $connection->readAsync(1024);
        CoWorker::safeEcho('get request msg :' . $re . PHP_EOL );

        yield from CoTimer::sleepAsync(1000 * 2);

        $connection->send(json_encode(array('productId' => 12, 're' =>true)));

        CoWorker::safeEcho('Response to :' . $conName . PHP_EOL . PHP_EOL);
    } catch (ConnectionCloseException $e) {
        CoWorker::safeEcho('Connection closed, ' . $e->getMessage() . PHP_EOL);
    }};CoWorker::runAll();
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这里设置fork 一个worker线程,处理逻辑中带有一个sleep() 2s的操作,依然不影响他同时响应多个请求。

启动测试程序

## 启动CoWorker服务$ php ./examples/example2/coWorkermanServer.php start## 启动请求线程$ php ./examples/example2/userClientFork.php
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运行结果

绿色箭头——新的请求,红色箭头——响应请求

从结果上看到,这一个worker线程,在接收新的请求同时,还在回复之前的请求,各个连接交错运行。而我们的代码呢,看样子就是同步的,没有回调。

CoWorker购物车服务

好的,这里我们做几个简单的微服务模拟实际应用,这里模拟 用户请求端购物车服务库存服务产品服务。 模拟用户请求加购动作,购物车去分别请求 库存,产品 校验用户是否可以加购,并响应客户请求是否成功。

代码我就不贴了,太长了,麻烦移步 CoWorkerman/example/example5/coCartServer.php

运行命令

## 启动库存服务$ php ./examples/example5/otherServerFork.php 8081 inventory 1## 启动产品服务$ php ./examples/example5/otherServerFork.php  8082 product 2
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## 启动CoWorker 购物车服务$ php ./examples/example5/coCartServer.php start
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## 用户请求端$ php ./examples/example5/userClientFork.php
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运行结果

黄色箭头——新的用户请求,蓝色箭头——购物车发起库存,产品检查请求,红色箭头——响应用户请求

从图中看到也是用1个线程服务多个连接,交错运行。

好的,那么PHP CoWorkerman 也能像 NodeJS 那样用 Async/Await 那样同步编码,异步运行了。

快来试试这个 CoWorkerman 吧:

$ composer require paulxu-cn/co-workerman
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工作原理

先上图:

圖的上部是Workerman 的工作泳道圖,圖下部則是CoWorkerman的工作泳道圖。

workerman內的worker進程遇到阻塞函數的處理方式時,會等待IO返回,如果這個時候,又有了新的請求,那麼閒的worker會競爭到這個新的連結。

我在上圖worker5中,描述了一個AsyncTCPConnection使用情況,woker內發起了一個非阻塞請求,並註冊了回呼函數,然後程式繼續運行到結束。當非同步請求回應時,就需要透過其他方式去回應(如自己再發起一個請求告知請求方)。

在下圖中CoWorkerman,也是多個Worker競爭新的請求,當worker1收到一個新的請求,會產生一個生成器,生成器內發起異步請求,並註冊回應回調,請求回應後,回到該生成器跳出(yield)的地方,繼續執行程式碼。

發起非同步請求,並註冊回調函數,這些預設工作CoWorkerman框架內已做了,回呼函數內工作是:收到數據,並發給發起該請求的生成器。

這範例中,透過呼叫Promise:all() 發起多個請求,並監聽結果返回,待所有的回應返回再繼續運行生成器

在程式yield跳出後,該worker就處於事件循環狀態($event->loop()),也就是多路監聽:請求端口,第三方客戶端請求響應埠。這時候如果:

  1. 有新的請求來,他和其他 worker 競爭新的請求,如果競爭到了,則該worker內又產生一個新的 生成器。
  2. 客戶端有回應,則呼叫回呼函數
  3. 客戶端都回應了,繼續執行 生成器程式。

從1中,我們可假設,如果就一個Worker,那麼該Worker 可以在上一個請求未完成情況下,繼續接受處理下一個請求。也就是 CoWorkerman 可以在單一 Worker 下運行,並發處理多個請求。

當然,這裡也有個前提,單 Worker 模式內不能運行阻塞函數,一旦阻塞,後續請求就會堵在網卡。所以,除非對自己的程式碼非常了解,如果用到第三方函式庫,那麼我還是建議你在多Worker 模式下運行CoWorkerman,阻塞時,還有其他Worker兜住新請求。

CoWorkerman 的意義

  1. 用同步的程式碼,發起非同步請求,多個請求可並發,從IO串行等待,改為並行等待,減少無畏的等待時間。提高業務程序的效率同時,不降低程式碼可讀性。
  2. 在一個執行緒內通過事件循環,盡可能處理多個請求,緩解了一個請求一個執行緒帶來的頻繁執行緒切換,從核心上提高運行效率。

CoWorkerman 生態位

適合處理純Socket請求的應用,如Workerman Gateway,或是大前端 整合多個服務RPC結果, 綜合後返給前三頁這樣的場景.

日誌記錄是每個程式最基本需求,由於寫入檔案函數是阻塞的,建議用訊息佇列,或是redis佇列,更或跳過Logstash直接丟#Elasticsearch.

CoWorkerman有他的局限性,也有他自己位置。

總結

好~PHP 協程編碼到網路非同步編碼就到此結束了,如果看到這篇文章有很多疑惑,歡迎留言提問,如果是yield 文法不太記得,可以先讀一讀這個系列前幾篇文章複習一下。

如果行,請三連。 CoWorkerman 謝謝!

了解PHP yield的高階用法

以上是了解PHP yield的高階用法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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