PHP 協程

朱其鵬發表於2018-11-13

協程

“協程”就是使用者態的執行緒

要理解是什麼是”使用者態的執行緒”，必然就要先理解什麼是”核心態的執行緒”。核心態的執行緒是由作業系統來進行排程的，在切換執行緒上下文時，要先儲存上一個執行緒的上下文，然後執行下一個執行緒，當條件滿足時，切換回上一個執行緒，並恢復上下文。協程也是如此，只不過，使用者態的執行緒不是由作業系統來排程的，而是由程式設計師來排程的，是在使用者態的 – 摘自連線描述

關於”使用者態執行緒”，我們用個小例子來加深理解

我們有兩個函式 task1,task2，我們來手動排程它們的執行順序，比如在task1執行一半的時候去執行task2，兩個或者多個函式之間交替執行（這就是協程的概念）。

我們來個正常的函式呼叫方式：

<?php

function task1()
{
    echo "task1函式 執行1\n";
    echo "task1函式 執行2\n";
}

function task2()
{
    echo "task2函式 執行1\n";
    echo "task2函式 執行2\n";
}

// 排程
task1();
task2();

可想而知，以上的輸出肯定是：

task1函式 執行第1
task1函式 執行第2
task2函式 執行第1
task2函式 執行第2

但是我想在程式輸出task1函式執行1之後就輸出task2函式執行1怎麼辦？

這個時候 yield 就派上用場了，PHP裡的協程是需要藉助 yield 來完成的。記住，yield 不是協程，而是協程需要藉助 yield 的特性來實現。

<?php

function task1()
{
    echo "task1函式 執行1\n";
    yield;
    echo "task1函式 執行2\n";
}

function task2()
{
    echo "task2函式 執行1\n";
    yield;
    echo "task2函式 執行2\n";
}

// 排程
$task1 = task1();  // 返回一個生成器
$task2 = task2();  // 返回一個生成器
$task1->current();
$task2->current();

以上輸出：

task1函式 執行1
task2函式 執行1

很好，以上結果達到了我們的預期。但是怎麼讓函式里的程式碼往下執行呢？

呼叫生成器的next方法：

$task1->next();
$task2->next();

最後你將看到的輸出結果是兩個函式交替執行輸出的：

task1函式 執行1
task2函式 執行1
task1函式 執行2
task2函式 執行2

小段總結

以上的程式碼實現可以抽象出兩個概念，任務和排程，任務就是task函式，排程就是我們怎麼去呼叫這些task函式

排程器和任務生成器

上一個小段總結裡有兩個概念叫任務和排程，我們簡單的封裝個任務生成器和排程器

// 任務生成器
$createTask = (function () {
    $tasks = [];
    return function ($callback) use (&$tasks) {
        $task = [
            'task' => $callback(),
            'id' => count($tasks) + 1,
        ];
        array_push($tasks, $task);
        return $task;
    };
})();

// 排程器
function schedule($tasks)
{
    $first = [];
    while (!empty($tasks)) {
        $task = array_shift($tasks);
        if (!array_key_exists($task['id'], $first)) {
            $first[$task['id']] = true;
            $task['task']->current();
        } else {
            $task['task']->next();
        }
        if ($task['task']->valid()) {
            array_push($tasks, $task);
        }
    }
}

使用

$tasks = [
    $createTask(function () {
        echo "任務1 執行第1次\n";
        yield;
        echo "任務1 執行第2次\n";
    }),
    $createTask(function () {
        echo "任務2 執行第1次\n";
        yield;
        echo "任務2 執行第2次\n";
    })
];
schedule($tasks);

輸出結果：

任務1 執行第1次
任務2 執行第1次
任務1 執行第2次
任務2 執行第2次

可以從結果看出，排程器已經實現了多個任務之間進行協作。

網路請求

現在有個需求！就是任務在遇到網路請求的時候，我們無需等待網路請求的響應結果，而是遇到網路請求的時候，把這個任務掛起，然後去執行其它任務，等網路請求收到響應結果了再通知我們處理

這時候需要我們用到非阻塞IO呼叫相關技術，涉及到系統核心層面，想了解可以點選連結描述

在PHP裡我們需要安裝個擴充套件eio，大家自行安裝

pecl install eio

編碼：

$tasks = [
    $createTask(function () {
        echo "任務1 執行第1次\n";
        yield;
        echo "任務1 執行第2次\n";
    }),
    $createTask(function () {
        echo "任務2 執行第1次\n";
        eio_custom(function () {
            return file_get_contents('https://laravel-china.org');
        }, EIO_PRI_DEFAULT, function ($data, $ret) {
            echo "請求完成\n";
        });
        yield;
        echo "任務2 執行第2次\n";
    })
];

schedule($tasks);
eio_event_loop();

在任務2 執行第1次的時候，遇到網路請求，我們把請求任務交給系統核心，然後切換到其它任務去，等請求任務完成後回撥我們傳入的函式。