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。

协程执行顺序

首先,我们来看一个原生php代码:

<?php
function task1(){
    for ($i=0;$i<=300;$i++){
        //写入文件,大概要3000微秒
        usleep(3000);
        echo "写入文件{$i}\n";
    }
}
function task2(){
    for ($i=0;$i<=500;$i++){
        //发送邮件给500名会员,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "发送邮件{$i}\n";
    }
}
function task3(){
    for ($i=0;$i<=100;$i++){
        //模拟插入100条数据,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "插入数据{$i}\n";
    }
}
task1();
task2();
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:

<?php
function task1($i)
{
    //使用$i标识 写入文件,大概要3000微秒
    if ($i > 300) {
        return false;//超过300不用写了
    }
    echo "写入文件{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}

function task2($i)
{
    //使用$i标识 发送邮件,大概要3000微秒
    if ($i > 500) {
        return false;//超过500不用发送了
    }
    echo "发送邮件{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}

function task3($i)
{
    //使用$i标识 插入数据,大概要3000微秒
    if ($i > 100) {
        return false;//超过100不用插入
    }
    echo "插入数据{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}

$i           = 0;
$task1Result = true;
$task2Result = true;
$task3Result = true;
while (true) {
    $task1Result && $task1Result = task1($i);
    $task2Result && $task2Result = task2($i);
    $task3Result && $task3Result = task3($i);
    if($task1Result===false&&$task2Result===false&&$task3Result===false){
        break;//全部任务完成,退出循环
    }
    $i++;
}

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:

yield生成器实现
swoole扩展实现

swoole实现协程代码:

<?php
function task1(){
    for ($i=0;$i<=300;$i++){
        //写入文件,大概要3000微秒
        usleep(3000);
        echo "写入文件{$i}\n";
        Co::sleep(0.001);//挂起当前协程,0.001秒后恢复//相当于切换协程
    }
}
function task2(){
    for ($i=0;$i<=500;$i++){
        //发送邮件给500名会员,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "发送邮件{$i}\n";
        Co::sleep(0.001);//挂起当前协程,0.001秒后恢复//相当于切换协程
    }
}
function task3(){
    for ($i=0;$i<=100;$i++){
        //模拟插入100条数据,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "插入数据{$i}\n";
        Co::sleep(0.001);//挂起当前协程,0.001秒后恢复//相当于切换协程
    }
}
$pid1 = go('task1');//go函数是swoole的开启协程函数,用于开启一个协程
$pid2 = go('task2');
$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)