Swoole進程模型

進程

什么是進程

進程Process是計算機中的程序關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，是系統(tǒng)分配資源和調(diào)度的基本單位祭刚，是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)预柒。在早期面向進程設(shè)計的計算機結(jié)構(gòu)中，進程是程序的基本執(zhí)行實體袁梗。在當代面向線程設(shè)計的計算機結(jié)構(gòu)中宜鸯，進程是線程的容器。簡單來說遮怜，程序是指令淋袖、數(shù)據(jù)以及其組織形式的描述，而進程則是程序的實體锯梁。

在操作系統(tǒng)中即碗，進程表示正在運行的程序焰情，例如在終端中使用PHP命令運行PHP腳本，此時就相當于創(chuàng)建了一個進程剥懒，這個進程會在系統(tǒng)中駐存内舟，申請屬于它自己的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源，并且運行相應的程序初橘。

$ php build.php

<?php
//獲取當前進程的PID
echo posix_getpid();
//修改所在進程的名稱
swoole_set_process_name("swoole process master");
//模擬持續(xù)運行100秒的程序
sleep(100);//持續(xù)運行100秒的目的是為了在進程中可以查看而不至于很快結(jié)束

運行程序

$ php build.php
71

查看進程

$ ps aux | grep 71
root         1  0.0  0.1  18188  1712 pts/0    Ss+  11:07   0:00 /bin/bash
root        71  0.0  3.0 340468 30788 pts/2    S+   13:41   0:00 swoole process master
root        76  0.0  0.0  11112   940 pts/1    S+   13:42   0:00 grep 71

對于一個進程來說验游，最核心的內(nèi)容可分為兩部分：一部分是它的內(nèi)存，這個內(nèi)存是在創(chuàng)建初始時從系統(tǒng)中分配的保檐，進程中所有創(chuàng)建的變量都會存儲在內(nèi)存環(huán)境中耕蝉。另一部分是上下文環(huán)境， 進程是運行在操作系統(tǒng)中的夜只，對于程序而言垒在，它的運行依賴于操作系統(tǒng)分配的資源、操作系統(tǒng)的狀態(tài)以及程序自身的狀態(tài)扔亥，這些就構(gòu)成了進程的上下文環(huán)境场躯。

父子進程

父子進程
  • 子進程會復制父進程的內(nèi)存空間和上下文環(huán)境
  • 子進程會復制父進程的IO句柄即fd描述符
  • 子進程的內(nèi)存空間與父進程的內(nèi)存空間是獨立，是互不影響的旅挤。
  • 修改子進程的內(nèi)存空間并不會修改父進程或其他子進程的內(nèi)存空間

例如：父進程通過fopen打開文件后得到一個IO句柄fd推盛，子進程復制父進程后同樣會得到這個fd。如果父進程和子進程同時對一個文件進行操作谦铃，會造成文件混亂耘成，因此需要加互斥鎖。

例如：父進程中的變量x=1驹闰，父進程派生子進程后瘪菌，子進程也會存在變量x=1，但是修改父進程中的變量x并不會影響子進程的變量x的值嘹朗。

多進程

PHP是單進程執(zhí)行的师妙，在處理高并發(fā)時主要依賴于Web服務器或PHP-FPM的多進程管理以及進程的復用，但在PHP實現(xiàn)多進程尤其是后臺PHP-CLI模式下處理大量數(shù)據(jù)或運行后臺Deamon守護進程時屹培，多進程的優(yōu)勢自然是最好的默穴。

PHP的多線程也曾被人提及，但進程內(nèi)多線程資源共享和分配問題難以解決褪秀，PHP有一個多線程過的擴展pthreads蓄诽，它要求PHP環(huán)境必須是線程安全的。

多進程簡單來說就是多個進程同時執(zhí)行多個任務媒吗，可以將耗時但又必須執(zhí)行的查詢分成多個子進程進行操作仑氛。

  • PHP多進程不支持PHP-FPM和CGI模式，只能通過PHP-CLI模式。
  • PHP多進程適用于定時任務執(zhí)行锯岖，互斥且耗時的任務介袜。

開發(fā)使用PHP多進程的場景也就是使用PHP-FPM，PHP-FPM作為PHP的多進程管理器出吹，當使用Nginx作為WebServer時遇伞，來自客戶端的請求會根據(jù)Nginx的路由配置，將以PHP為后綴的文件轉(zhuǎn)發(fā)給PHP-FPM捶牢。當多個用戶同時請求API時鸠珠，PHP-FPM會開啟多個PHP的處理進程進行處理。

檢查PHP是否支持多進程擴展

$ php -m | grep pcntl

多進程的優(yōu)勢

PHP相比C叫确、C++、Java少了多線程芍锦，PHP中只有多進程的方案竹勉，所以PHP中的全局變量和對象不是共享的，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不能跨進程操作娄琉，另外Socket文件描述符也不能共享...

多線程看似比多進程強大的多次乓，多線程的缺陷也同樣明顯：

  • 數(shù)據(jù)同步時，要么犧牲性能到處加鎖孽水，要么使用地獄難度的無鎖并發(fā)編程票腰。
  • 當程序邏輯復雜后，鎖會越來越難以控制女气。一旦死鎖杏慰，程序基本上就完了。
  • 某個線程掛掉后所有的線程都會退出

相比較多線程炼鞠，多進程擁有的優(yōu)勢是

  • 配合進程間通信缘滥，基本可以實現(xiàn)任意數(shù)據(jù)共享。
  • 多進程不需要鎖
  • 多進程可以共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)一些多線程的功能

對于并發(fā)服務器核心是IO谒主，并非大規(guī)模密集運算朝扼，高并發(fā)的服務器單機能維持10W連接，每秒可以處理3~5W筆消息收發(fā)霎肯。

普通的Web應用都是IO密集型的程序擎颖，瓶頸在MySQL上，所以體現(xiàn)不出PHP的性能優(yōu)勢观游。但在密集計算方面比C/C++搂捧、Java等靜態(tài)編譯語言相差幾十倍甚至上百倍。

例如：使用多進程方式同時訪問Web地址

$ vim multi.php

<?php
echo "process begin: ".date("Y-m-d H:i:s").PHP_EOL;

//初始化地址數(shù)組
$urls = [
    "http://www.baidu.com",
    "http://www.360.com",
    "http://www.qq.com",
    "http://www.sina.com"
];
//初始化數(shù)組用于回收線程管道內(nèi)容
$workers = [];
//按照任務分配線程
for($i=0; $i<count($urls); $i++){
    $url = $urls[$i];
    //創(chuàng)建進程
    $process = new swoole_process(function(swoole_process $worker) use($url){
        //模擬執(zhí)行耗時任務
        file_get_contents($url);
        //sleep(1);//模擬耗時1秒
        echo $url.PHP_EOL;
    }, true);
    //開啟進程
    $pid = $process->start();
    $workers[$pid] = $process;
}
//打印管道內(nèi)容
foreach($workers as $worker){
    echo "pid : ".$worker->read();
}

echo "process end: ".date("Y-m-d H:i:s").PHP_EOL;

運行代碼

$ php multi.php
process begin: 2019-06-22 16:19:48
pid : http://www.baidu.com
pid : http://www.360.com
pid : http://www.qq.com
pid : http://www.sina.com
process end: 2019-06-22 16:19:49

內(nèi)存共享

進程之間是相互獨立的懂缕，那么如何實現(xiàn)進程之間的通信呢异旧？ 這里可以使用共享內(nèi)存的方式來實現(xiàn)。

共享內(nèi)存ShareMemory是映射一段能被其他進程所訪問的內(nèi)存提佣，這段共享內(nèi)存由一個進程創(chuàng)建吮蛹，但多個進程都可以訪問荤崇。共享內(nèi)存是最快的IPC方式，是針對其他進程之間通信效率低下而專門設(shè)計的潮针，它往往與其它通信機制术荤，如信號量配置使用以實現(xiàn)進程之間的同步和通信。

共享內(nèi)存是操作系統(tǒng)中比較特殊的內(nèi)存每篷，它并不依賴于任何進程瓣戚， 也不屬于任何進程。通過調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建共享內(nèi)存焦读，并指定它的索引子库，也就是它的IDshmid，通過索引任何進程都可以在共享內(nèi)存中申請內(nèi)存空間并存儲對應的值矗晃。

共享內(nèi)存
  • 共享內(nèi)存并不屬于任何一個進程
  • 在共享內(nèi)存中分配的內(nèi)存空間可以被任何進程訪問
  • 即使進程關(guān)閉仑嗅，共享內(nèi)存仍然可以繼續(xù)保存在操作系統(tǒng)中。

查看操作系統(tǒng)中共享內(nèi)存的分片

$ ipcs -m
------------ 共享內(nèi)存段 --------------
鍵        shmid      擁有者  權(quán)限     字節(jié)     連接數(shù)  狀態(tài)      
0x00000000 131072     jc         777        16384      1          目標       
0x00000000 327681     jc         600        67108864   2          目標       
0x00000000 262146     jc         777        8077312    2          目標

Swoole沒有采用多線程模型而使用了多線程模型张症，在一定程度上減少了訪問數(shù)據(jù)時加鎖解鎖的開銷仓技，但同時也引入了新的需求 共享內(nèi)存。Swoole中為了更好的進行內(nèi)存管理俗他，減少頻繁分配釋放內(nèi)存空間造成的損耗和內(nèi)存碎片脖捻，Rango實際并實現(xiàn)了三種不同功能的內(nèi)存池分別時FixedPool、RingBuffer兆衅、MemoryGlobal地沮。

Swoole開發(fā)模式

對于傳統(tǒng)PHP的Web開發(fā)而言，最常用的是LNMP架構(gòu)羡亩。在LNMP架構(gòu)中诉濒，當請求進入時，WebServer會將請求轉(zhuǎn)交給PHP-FPM夕春，PHP-FPM是一個進程池架構(gòu)的FastCGI服務未荒，內(nèi)置了PHP解釋器。PHP-FPM負責解釋執(zhí)行PHP文件并生成響應及志，最終返回給WebServer展現(xiàn)至前端片排。由于PHP-FPM本身是同步阻塞進程模型，在請求結(jié)束后會釋放掉所有資源速侈，包括框架初始化創(chuàng)建的一些列對象率寡，從而導致PHP進程進入“空轉(zhuǎn)”消耗大量CPU資源，最終導致單機的吞吐能力有限倚搬。

另外冶共，在每次請求處理的過程都意味著一次PHP文件解析、環(huán)境設(shè)置等不必要的耗時操作，當PHP進程處理完后就會銷毀捅僵，無法在PHP程序中使用連接池等技術(shù)實現(xiàn)性能優(yōu)化家卖。

針對傳統(tǒng)架構(gòu)的問題，Swoole從PHP擴展下手庙楚，解決了上述問題上荡。相比較傳統(tǒng)的Web架構(gòu)，Swoole進程模型最大的特點在于多線程Reactor模式處理網(wǎng)絡(luò)請求馒闷，使其能輕松應對大量連接酪捡。

除此之外，Swoole是全異步非阻塞纳账，因此占用資源少逛薇，程序執(zhí)行效率高。在Swoole中程序運行只解析加載一次PHP文件疏虫，避免每次請求的重復加載永罚。再者，Swoole進程常駐议薪，使得連接池和請求之間的信息傳遞的實現(xiàn)成為可能尤蛮。

使用Swoole開發(fā)時媳友，需要開發(fā)人員對多進程的運行模式有著清晰的認識斯议。另外，Swoole很容易造成內(nèi)存泄露醇锚。在處理全局變量哼御、靜態(tài)變量的時候要小心，這種不會被GC清理的變量會存在整個生命周期中焊唬。如果沒有正確的處理恋昼，很容易消耗完內(nèi)存。而在PHP-FPM下赶促，PHP代碼執(zhí)行完畢內(nèi)存就會被完全釋放掉液肌。

Swoole進程結(jié)構(gòu)

LNMP架構(gòu)中PHP是需要依賴Nginx這樣的Web服務器以及PHP-FPM這樣的多進程的PHP解析器。當一個請求到來時PHP-FPM會去創(chuàng)建一個新的進程去處理這個請求鸥滨，在這種情況下嗦哆，系統(tǒng)的開銷很大程序上都用在創(chuàng)建和銷毀進程上，導致了程序的響應效率并不是非常高婿滓。

Swoole的強大之處在于進程模型的設(shè)計老速，即解決了異步問題，又解決了并發(fā)問題凸主。

Swoole的進程可分為四種角色

  • Master進程
    保證Swoole機制運行橘券，同時利用它創(chuàng)建Master主線程（負責接收連接、定時器等）和Reactor線程（處理連接并將請求分發(fā)給各個Worker進程）。
  • Manager進程
    Worker進程和Task進程均由Manager進程派生旁舰，Manager管理進程負責結(jié)束時回收子進程锋华，避免僵尸進程的存在。
  • Worker進程
    用PHP回調(diào)函數(shù)處理由Reactor分發(fā)過來的請求數(shù)據(jù)鬓梅，并生成響應數(shù)據(jù)發(fā)送給Reactor供置，由Reactor發(fā)送給TCP客戶端。
  • Task進程
    接收由Worker進程分發(fā)給它的任務绽快，以多進程方式運行芥丧，處理好后將結(jié)果返回給它的Worker進程。
Swoole進程

在Swoole中采用了和PHP-FPM完全不同的架構(gòu)坊罢，整個Swoole擴展可以分為三層：

Swoole進程模型

第1層：Master主進程

Master主進程

Master進程是Swoole的主進程续担，主要用于處理Swoole的核心事件驅(qū)動。Master主進程是一個多線程模型活孩，擁有多個獨立的Reactor線程物遇。

Master主進程包含Master線程、Reactor線程憾儒、心跳檢測線程询兴、UDP收包線程。每個Reactor子線程中都運行著一個epoll函數(shù)的實例起趾，Swoole對于事件的監(jiān)聽都會在Reactor線程中實現(xiàn)诗舰，比如來自客戶端的連接、本地通信使用的管道训裆、異步操作使用的文件以及文件描述符都會注冊在epoll函數(shù)中眶根。

Master主進程使用select/poll進行IO事件循環(huán)，Master主進程中的文件描述符只有幾個边琉，Reactor線程使用epoll属百，因為Reactor線程中會監(jiān)聽大量連接的可讀事件，使用epoll可以支持大量的文件描述符变姨。

以HTTP服務器為例族扰，Master主進程負責監(jiān)聽端口，然后接收新的連接定欧，并將這個連接分配給一個Reactor線程涯鲁，由這個Reactor線程監(jiān)聽此連接剩盒，一旦此連接可讀時，它會讀取數(shù)據(jù)并解析協(xié)議，然后將請求投遞到Worker工作進程中去執(zhí)行劈猪。

Master主進程內(nèi)的回調(diào)函數(shù)

  • onStart 服務器啟動時主進程的主線程回調(diào)此函數(shù)
  • onShutdown 服務器正常結(jié)束時發(fā)生

Master 線程

Swoole啟動后Master主線程會負責監(jiān)聽服務器的socket须鼎，如果有新的連接accept喜爷，Master主線程會評估每個Reactor線程的連接數(shù)量母市，并將此連接分配給連接最少的Reactor線程耍属。這樣做的好處是：

  • 每個Reactor線程持有的連接數(shù)非常均衡，沒有單個線程負載過高的問題巩检。
  • 解決了驚群問題厚骗，尤其是擁有多個listen socket時，節(jié)約了線程喚醒和切換的開銷兢哭。
  • 主線程接管了所有信號signal的處理领舰，使Reactor線程運行中可以不被信號打斷。

主線程Master在accept新的連接后迟螺，會將這個連接分配給一個固定的Reactor線程冲秽，并由這個線程負責監(jiān)聽此socket，在socket可讀時讀取數(shù)據(jù)矩父，并進行協(xié)議解析锉桑，最后將請求投遞到Worker進程。

Master主線程

Reactor線程

  • 負責維護客戶端TCP連接窍株、處理網(wǎng)絡(luò)IO民轴、處理協(xié)議、收發(fā)數(shù)據(jù)球订。
  • 完全是異步非阻塞的模式
  • 全部都是C代碼后裸，除了Start/Shutdown事件回調(diào)外，不執(zhí)行任何PHP代碼冒滩。
  • 將TCP客戶端發(fā)送來的數(shù)據(jù)緩沖微驶、拼接、拆分為完整的請求數(shù)據(jù)包旦部。
  • Reactor以多線程的方式運行

Swoole擁有多線程Reactor祈搜，所以可以充分利用多核较店，開啟CPU親和設(shè)置后士八，Reactor線程可以綁定單獨的核，節(jié)省CPU Cache開銷梁呈。

Reactor線程負責處理TCP連接婚度，是收發(fā)數(shù)據(jù)的線程。Swoole的Master主線程在accept新的連接后官卡，會將這個連接分配給一個固定的Reactor線程蝗茁，并由這個線程負責監(jiān)聽此socket。在socket可讀時讀取數(shù)據(jù)寻咒，并進行協(xié)議解析哮翘，將請求投遞到Worker工作進程。在socket可寫時毛秘，將數(shù)據(jù)發(fā)送給TCP客戶端饭寺。

Reactor線程負責維護客戶端TCP連接阻课、處理網(wǎng)絡(luò)IO、處理協(xié)議艰匙、收發(fā)數(shù)據(jù)限煞，它完全是異步非阻塞的模式。
Reactor線程是全異步非阻塞的员凝，即使Worker進程采用了同步模式署驻，依然不響應Reactor線程的性能。在Worker進程組很繁忙的狀態(tài)下健霹，Reactor線程完全不受影響旺上，依然可以收發(fā)處理數(shù)據(jù)。

由于TCP是流式的沒有邊界糖埋，所以處理起來很麻煩抚官。Reactor線程可以使用EOF或者包頭長度，自動緩存數(shù)據(jù)阶捆、組裝數(shù)據(jù)包凌节，等一個請求完全收到后，再次遞交給Worker洒试。

Reactor全部是C代碼倍奢，除了Start/Shutdown事件回調(diào)外，不執(zhí)行任何PHP代碼垒棋。它將TCP客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)緩沖卒煞、拼接、拆分成完整的一個請求數(shù)據(jù)包叼架。

綜上所述畔裕，Master主進程中包含兩個關(guān)鍵線程：Master主線程和Reactor線程，Master主線程用來處理accept()事件乖订，創(chuàng)建新的socket fd扮饶，當它接收到新連接后會將新的socket連接放到Reactor線程的事件監(jiān)聽循環(huán)中，Reactor線程負責接收從客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)乍构，并按協(xié)議解析后通過管道pipe傳遞給Worker工作進程進行處理甜无。Worker工作進程處理完畢后，會將結(jié)果通過管道pipe回傳給Reactor線程哥遮，Reactor線程再按照協(xié)議將結(jié)果通過socket發(fā)送給客戶端岂丘。可以看到Reactor線程負責數(shù)據(jù)的IO和傳輸眠饮，在Linux系統(tǒng)下這些IO事件都是通過epoll機制來處理的奥帘。

心跳包檢測線程HeartbeatCheck

Swoole配置了心跳檢測后心跳包線程會在固定事件內(nèi)對所有之前在線的連接發(fā)送檢測數(shù)據(jù)包。

UDP收包線程UdpRecv

接收并處理客戶端UDP數(shù)據(jù)包

第2層：Manager管理進程

Swoole運行中會創(chuàng)建一個單獨的管理進程仪召，所有的Worker進程和Task進程都是從管理進程fork創(chuàng)建出來的寨蹋。

Manager管理進程會監(jiān)聽所有子進程的退出事件牲距，當Worker進程發(fā)生致命錯誤或運行生命周期結(jié)束時，Manager管理進程會回收此進程并創(chuàng)建新的進程钥庇。

Manager管理進程還可以平滑地重啟所有工作進程Worker牍鞠，以實現(xiàn)程序代碼的重新加載。

Manager管理進程管理著Worker工作進程或Task任務進程评姨，Worker工作進程或Task任務進程都被Manager管理進程fork創(chuàng)建并管理著难述。

Manager進程負責創(chuàng)建和管理下層的Worker進程組和Task進程組，Manager進程中不會運行任何用戶層面的業(yè)務邏輯吐句，僅僅只做進程的管理和分配胁后。

Manager進程會fork創(chuàng)建出指定數(shù)量的Worker進程和Task進程。

Manager進程的工作職責

  • Worker工作進程和Task任務進程都是由Manager管理進程fork創(chuàng)建并管理的
  • 子進程結(jié)束運行時嗦枢，Manager管理進程負責回收子進程攀芯，以避免成為僵尸進程，并創(chuàng)建新的子進程文虏。
  • 服務器關(guān)閉時侣诺，Manager管理進程發(fā)送信號給所有子進程，并通知子進程關(guān)閉服務氧秘。
  • 服務器重啟時年鸳，Manager管理進程會逐個關(guān)閉或重啟子進程。

Manager進程內(nèi)的回調(diào)函數(shù)

  • onManagerStart 當管理進程啟動時調(diào)用
  • onManagerStop 當管理進程結(jié)束時調(diào)用
  • onWorkerError 當Worker進程或Task進程發(fā)生異常后會在Manager進程會回調(diào)此函數(shù)

第3層：工作進程

  • 工作進程主要用于處理客戶端請求
  • 工作進程接收由Reactor線程投遞的請求數(shù)據(jù)包丸相，并執(zhí)行PHP回調(diào)函數(shù)處理數(shù)據(jù)搔确。
  • 工作進程生成響應數(shù)據(jù)并發(fā)送給Reactor線程，由Reactor線程發(fā)送給TCP客戶端灭忠。
  • 工作進程可以是異步非阻塞模式也可以是同步阻塞模式膳算。
  • 工作進程以多進程的方式運行

與傳統(tǒng)的半同步半異步服務器不同是，Swoole的工作進程可以同步的也可以異步的弛作。這樣帶來了工作進程類似于PHP-FPM進程涕蜂，它接收由Reactor線程投遞的請求數(shù)據(jù)包，并執(zhí)行PHP回調(diào)函數(shù)處理數(shù)據(jù)缆蝉。工作線程生成響應數(shù)據(jù)并發(fā)送給Reactor線程宇葱，由Reactor線程發(fā)送給TCP客戶端瘦真。工作線程可以是異步模式刊头，也可以是同步模式。另外诸尽，工作線程以多進程的方式運行原杂。

Swoole想要實現(xiàn)最好的性能就必須創(chuàng)建出多個工作進程幫助處理任務，但是工作進程必須fork操作您机，而fork操作又是不安全的穿肄。如果沒有管理將會出現(xiàn)很多僵尸進程年局，進而影響服務器性能。同時工作進程被誤殺或由于程序原因會引起異常退出咸产，為了保證服務的穩(wěn)定性矢否，需要重新創(chuàng)建工作進程。

工作進程可分為兩類：Worker進程和Task進程

  • Worker進程是Swoole的主邏輯進程脑溢，用于處理來自客戶端的請求僵朗。

  • Task進程是Swoole提供的異步工作進程，用于處理耗時較長的同步任務屑彻。

Worker工作進程

Worker工作進程接收Reactor線程投遞過來的數(shù)據(jù)验庙，執(zhí)行PHP代碼，然后生成數(shù)據(jù)并交給Reactor線程社牲，由Reactor線程通過TCP將數(shù)據(jù)返回給客戶端粪薛。如果是UDP，Worker工作進程會直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端搏恤。

Worker進程中執(zhí)行的PHP代碼违寿，它等同于PHP-FPM。PHP-FPM在處理異步操作時是很無力的熟空，但Swoole提供的Task進程可以很好的解決這個問題陨界。Worker進程可以將一些異步任務投遞給Task進程，然后直接返回痛阻，處理其他由Reactor線程投遞過來的事件菌瘪。

Worker進程內(nèi)的回調(diào)函數(shù)

  • onWorkerStart 當Worker工作進程或Task任務進程啟動時觸發(fā)
  • onWorkerStop 當Worker進程終止時觸發(fā)
  • onConnect 當有新的連接進入時觸發(fā)
  • onClose 當TCP客戶端連接關(guān)閉后觸發(fā)
  • onReceive 當接收到數(shù)據(jù)時觸發(fā)
  • onPacket 當接收到UDP數(shù)據(jù)包是時觸發(fā)
  • onFinish 當Worker工作進程投遞的任務在task_worker中完成時，Task進程會通過finish()方法將任務處理的結(jié)果發(fā)送給Worker進程阱当。
  • onWorkerExit 當開啟reload_async特性后有效俏扩，即異步重啟特性。
  • onPipeMessage 當工作進程收到由sendMessage發(fā)送的管道消息時觸發(fā)

Task任務進程

  • 異步工作進程
  • 接收由Worker工作進程通過swoole_server->task或swoole_server->taskwait方法投遞的任務弊添。
  • 處理任務录淡，并將結(jié)果數(shù)據(jù)返回給Worker工作進程swoole_server->finish。
  • 同步阻塞模式
  • 以多進程的方式運行

Swoolen除了Reactor線程油坝，Task任務工作進程是以異步的方式處理其它任務的進程嫉戚，使用方式類似于Gearman。它接收由Worker進程通過swoole_server->task/taskwait方法投遞的任務澈圈，然后處理任務彬檀，并將結(jié)果數(shù)據(jù)使用swoole_server->finish返回給Worker進程。Task以多進程的方式進行運行瞬女。

簡單來說窍帝，可以將Reactor理解為Nginx，將Worker理解為PHP-FPM诽偷。Reactor線程異步并行地處理網(wǎng)絡(luò)請求坤学，然后再轉(zhuǎn)發(fā)給Worker工作進程中去處理（在回調(diào)函數(shù)中處理）疯坤。Reactor和Worker之間通過UnixSocket進行通信。

Swoole除了Reactor線程深浮，Worker工作進程還提供了Task進程池压怠。目的是為了解決業(yè)務代碼中，有些邏輯部分不需要馬上執(zhí)行飞苇。利用Task進程池刑峡，可以方便的投遞一個異步任務區(qū)執(zhí)行。

Task進程以完全同步阻塞的方式運行玄柠，一個Task進程在執(zhí)行任務期間是不接受從Worker進程投遞的任務的突梦，當Task進程執(zhí)行完任務后，會異步的通知Worker進程并告訴它任務已經(jīng)完成羽利。

Task進程內(nèi)的回調(diào)函數(shù)

  • onTask 在Task線程內(nèi)被調(diào)用宫患，Worker進程可使用swoole_server_task函數(shù)向Task進程投遞新的任務。
  • onWorkerStart 在Worker或Task進程啟動時觸發(fā)
  • onPipeMessage 當工作進程收到由sendMessage發(fā)送的管道消息時觸發(fā)
Swoole的進程

Swoole進程協(xié)作

  1. 當客戶端主動連入服務器的時候这弧，客戶端實際上是與Master主進程中的某個Reactor線程發(fā)生了連接娃闲。
  2. 當TCP三次握手成功后，由這個Reactor線程將連接成功的消息告知Manager管理進程匾浪，再由Manager管理進程轉(zhuǎn)交給Worker工作進程皇帮，最終在Worker工作進程中觸發(fā)onConnect事件對應的方法。
  3. 當客戶端向服務器發(fā)送一個數(shù)據(jù)包的時候蛋辈，首先接收到數(shù)據(jù)包的是Reactor線程属拾，同時Reactor線程會完成組包，再將組裝好的包交給Manager管理進程冷溶，由Manager管理進程轉(zhuǎn)交給Worker工作進程渐白，此時Worker工作進程觸發(fā)onReceive事件。
  4. 如果Worker工作進程中做了處理操作后再使用Send方法將數(shù)據(jù)發(fā)回給客戶端時逞频，數(shù)據(jù)會沿著這個路徑逆流而上纯衍。
  5. Task任務進程用來處理一些占用時間較長的業(yè)務，主要處理Worker工作進程中占用時間較長的任務苗胀。

形象來說

  • Master主進程 = 業(yè)務窗口
  • Reactor線程 = 前臺接待員
  • Manager管理進程 = 項目經(jīng)理
  • Worker工作進程 = 工人

當在業(yè)務窗口辦理業(yè)務時襟诸，如果用戶很多，后邊的用戶需要排隊等待服務基协，Reactor負責與客戶直接溝通歌亲，對客戶的請求進行初步的整理（傳輸層級別的整理，組包）堡掏，然后Manager負責將業(yè)務分配給合適的Worker应结，如空閑的Worker，最終Worker負責實現(xiàn)具體的業(yè)務泉唁。

Swoole進程關(guān)系

Reactor和Worker與Task的關(guān)系鹅龄，簡單理解可認為：Reactor = Nginx、Worker = PHP-FPM

Reactor線程異步并行地處理網(wǎng)絡(luò)請求亭畜，然后再轉(zhuǎn)發(fā)給Worker工作進程中去處理扮休。

Reactor線程和Worker工作進程之間通過socket進行通信。

在PHP-FPM的應用中拴鸵，經(jīng)常會將一個任務異步投遞到Redis等隊列中玷坠，并在后臺啟動一些PHP進程異步地處理這些任務。

Swoole提供的Worker工作進程是一套更加完整的方案劲藐，它將任務投遞八堡、隊列、PHP任務進程管理融為一體聘芜。通過底層的API實現(xiàn)異步任務的處理兄渺。另外，Task任務進程可以在任務執(zhí)行完畢后汰现，再返回一個結(jié)果反饋到Worker工作進程挂谍。

Swoole的Reactor、Worker瞎饲、Task之間可以緊密的結(jié)合起來口叙，提供更加高級的使用方式。

假設(shè)Server是一個工廠

  • Reactor：銷售嗅战，接收客戶訂單妄田。
  • Worker：工人，當銷售接單后驮捍，Worker去工作生產(chǎn)出客戶需要的東西形庭。
  • Task：行政人員，幫助Worker干些雜事兒厌漂，讓Worker專心工作萨醒。

底層會為Worker工作進程、Task任務進程分配一個唯一的ID苇倡，不同的Worker和Task任務進程之間可以通過sendMessage接口進行通信富纸。

Swoole執(zhí)行流程

Swoole執(zhí)行流程
  1. 當客戶端請求進入Master主進程后會被Master主線程接收到
  2. 將讀寫操作的監(jiān)聽注冊到對應的Reactor線程中，并通知Worker工作進程處理onConnect旨椒，也就是接收到連接的回調(diào)晓褪。
  3. 客戶端的數(shù)據(jù)會通知對應的Reactor線程并發(fā)送給Worker工作進程進行處理。
  4. 如果Worker工作進程投遞任務综慎，將數(shù)據(jù)通過管道發(fā)送給Task任務進程涣仿，Task任務進程處理完后會發(fā)送給Worker工作進程。
  5. Worker工作進程會通知Reactor線程發(fā)送數(shù)據(jù)給客戶端。
  6. 當Worker工作進程出現(xiàn)異常時關(guān)閉好港，Manager管理進程會重新創(chuàng)建一個Worker工作進程愉镰，保證Worker工作進程的數(shù)量是固定的。
Swoole執(zhí)行流程
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