PHP下的异步尝试二：初识协程

MudOnTire 发布于2019-07-01 10:44 / 682人阅读

摘要：如果仅依靠程序自动交出控制的话，那么一些恶意程序将会很容易占用全部时间而不与其他任务共享。多个操作可以在重叠的时间段内进行。

PHP下的异步尝试系列

如果你还不太了解PHP下的生成器，你可以根据下面目录翻阅

PHP下的异步尝试一：初识生成器

PHP下的异步尝试二：初识协程

PHP下的异步尝试三：协程的PHP版thunkify自动执行器

PHP下的异步尝试四：PHP版的Promise

[PHP下的异步尝试五：PHP版的Promise的继续完善]

多任务 (并行和并发)

在讲协程之前，先谈谈多进程、多线程、并行和并发。

对于单核处理器，多进程实现多任务的原理是让操作系统给一个任务每次分配一定的 CPU 时间片，然后中断、让下一个任务执行一定的时间片接着再中断并继续执行下一个，如此反复。

由于切换执行任务的速度非常快，给外部用户的感受就是多个任务的执行是同时进行的。

多进程的调度是由操作系统来实现的，进程自身不能控制自己何时被调度，也就是说： 进程的调度是由外层调度器抢占式实现的

而协程要求当前正在运行的任务自动把控制权回传给调度器，这样就可以继续运行其他任务。这与抢占式的多任务正好相反, 抢占多任务的调度器可以强制中断正在运行的任务, 不管它自己有没有意愿。如果仅依靠程序自动交出控制的话，那么一些恶意程序将会很容易占用全部 CPU 时间而不与其他任务共享。

协程的调度是由协程自身主动让出控制权到外层调度器实现的

回到刚才生成器实现 xrange 函数的例子，整个执行过程的交替可以用下图来表示：

协程可以理解为纯用户态的线程，通过协作而不是抢占来进行任务切换。

相对于进程或者线程，协程所有的操作都可以在用户态而非操作系统内核态完成，创建和切换的消耗非常低。

简单的说协程就是提供一种方法来中断当前任务的执行，保存当前的局部变量，下次再过来又可以恢复当前局部变量继续执行。

我们可以把大任务拆分成多个小任务轮流执行，如果有某个小任务在等待系统 IO，就跳过它，执行下一个小任务，这样往复调度，实现了 IO 操作和 CPU 计算的并行执行，总体上就提升了任务的执行效率，这也便是协程的意义

多线程
在单核下，多线程必定是并发的；
不过现在的统一进程的多线程是可以运行在多核CPU下，所以可以是并行的

并发（Concurrency）

是指能处理多个同时性活动的能力，并发事件之间不一定要同一时刻发生。

并行（Parallesim）

是指同时发生的两个并发事件，具有并发的含义，而并发则不一定并行。
多个操作可以在重叠的时间段内进行。

并行和并发区别

并发指的是程序的结构，并行指的是程序运行时的状态
并行一定是并发的，并行是并发设计的一种
单线程永远无法达到并行状态

协程

协程的支持是在生成器的基础上, 增加了可以回送数据给生成器的功能(调用者发送数据给被调用的生成器函数).
这就把生成器到调用者的单向通信转变为两者之间的双向通信.
我们在上篇文章已经讲过了send方法，下面让我们理解下协程

同步代码

在没有涉及到异步执行代码之前，我们的代码都是这样的

function printNum($max, $caller)
{
    for ($i=0; $i<$max; $i++ ) {
        echo "调度者:" . $caller . "  打印:" . $i . PHP_EOL;
    }
}

printNum(3, "caller1");
printNum(3, "caller2");

# output
调度者:caller1  打印:0
调度者:caller1  打印:1
调度者:caller1  打印:2
调度者:caller2  打印:0
调度者:caller2  打印:1
调度者:caller2  打印:2

使用协程后改进的代码

初稿，手动调整生成器执行

# 本代码手动调整了进程执行代码的顺序，当然本代码实现不用协程也可以，只是利用本流程说明协程作用
# 生成器给了我们函数中断，协程[生成器send]给了我们重新唤起生成器函数的能力
function printNumWithGen($max)
{
    for ($i=0; $i<$max; $i++ ) {
        $res = yield $i;
        echo $res;
    }
}

$gen1 = printNumWithGen(3);
$gen2 = printNumWithGen(3);

// 手动执行caller1 再 caller2
$gen1->send("调度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);
$gen2->send("调度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);

// 手动执行caller1 再 caller2
$gen1->send("调度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);
$gen2->send("调度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);

// 手动执行caller2 再 caller1
$gen2->send("调度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);
$gen1->send("调度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);

# output
调度者: caller1 打印:0
调度者: caller2 打印:0
调度者: caller1 打印:1
调度者: caller2 打印:1
调度者: caller2 打印:2
调度者: caller1 打印:2

总结

上面案例应该让大家理解了协程设计的意义和如何使用协程

那么接下去我们为我们的协程自动一个自动调度器（Co自动执行器），无需再手动来中断和恢复了

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PHP下的异步尝试四：PHP版的Promise

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lentoo 2019-07-01 10:46 评论0 收藏0
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wudengzan 2019-07-01 12:32 评论0 收藏0
PHP下的异步尝试一：初识生成器

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tomorrowwu 2019-07-01 12:31 评论0 收藏0
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airborne007 2019-07-01 10:10 评论0 收藏0