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PHP Swoole学习笔记，持续记录

进程 笔记 对象 学习 连接 变量
2023-03-07 09:43:27 时间

匿名函数

匿名函数（Anonymous functions），也叫闭包函数（closures），允许 临时创建一个没有指定名称的函数。最经常用作回调函数 callable参数的值。

匿名函数目前是通过 Closure 类来实现的。

闭包可以从父作用域中继承变量。 任何此类变量都应该用 use 语言结构传递进去。例如：

<?php 
   $message = 'hello';
   /* 继承 $message */
   $example = function () use ($message) {
       var_dump($message);
   };

继承之后的参数，是按值传递的，对它的修改是不影响原变量的，如果需要，可以通过引用传递参数，或者在函数代码块内使用 global声明全局变量进行使用。

在类的方法中使用匿名函数，5.4以上的版本无需使用use引入this ， 直接可以在匿名函数中使用this，直接可以在匿名函数中使用this，直接可以在匿名函数中使用this来调用当前对象的方法。在swoole编程中，可以利用此特性减少$serv对象的use引入传递。

如果希望在闭包函数中修改外部变量，可以在use时为变量增加&引用符号即可。注意对象类型不需要加&，因为在PHP中对象默认就是传引用而非传值。

普通函数不能使用use，子函数获取父函数的变量，只能通过匿名函数实现，use只能传递所在作用域的变量；

$sortFun = function ($a, $b) use ($key) {}

PHP对象可以直接通过指定一个属性进行赋值来给对象创建一个新属性。

相关文章：https://nicen.cn/thread.html

Swoole基础

必须每个进程单独创建 Redis、MySQL、PDO 连接，其他的存储客户端同样也是如此。原因是如果共用 1 个连接，那么返回的结果无法保证被哪个进程处理，持有连接的进程理论上都可以对这个连接进行读写，这样数据就发生错乱了。

在 Swoole 内，无法 通过 _GET/_POST/_REQUEST/_SESSION/_COOKIE/_SERVER 等

1.swoole

Swoole的进程不同于平常的PHP脚本，它是常驻内存的。这意味着程序是一直运行，变量也可以一直存在。例如Swoole提供的异步Websocket服务器。

Swoole定时器：https://wiki.swoole.com/#/timer?id=%e5%ae%9a%e6%97%b6%e5%99%a8-timer

Swoole内存管理：https://wiki.swoole.com/#/getting_started/notice?id=%e5%86%85%e5%ad%98%e7%ae%a1%e7%90%86

2.swoole_server中对象的4层生命周期

  • 程序全局期
  • 进程全局期
  • 会话期
  • 请求期

2.1 程序全局期

在swoole_server->start之前就创建好的对象，我们称之为程序全局生命周期。这些变量在程序启动后就会一直存在，直到整个程序结束运行才会销毁。

变量在Worker进程内对这些对象进行写操作时，会自动从共享内存中分离，变为进程全局对象。进程操作的对象是原对象的拷贝，对该对象的操作不影响原对象；

注意

程序全局期include/require的代码，必须在整个程序shutdown时才会释放，reload无效

2.2 进程全局期

swoole拥有进程生命周期控制的机制，一个Worker子进程处理的请求数超过max_request配置后，就会自动销毁。Worker进程启动后创建的对象（onWorkerStart中创建的对象），在这个子进程存活周期之内，是常驻内存的。onConnect/onReceive/onClose 中都可以去访问它。

提示

进程全局对象所占用的内存是在当前子进程内存堆的，并非共享内存。对此对象的修改仅在当前Worker进程中有效 进程期include/require的文件，在reload后就会重新加载

相关文档：https://www.easyswoole.com/NoobCourse/Swoole/lifecycle.html

2.3 会话期

onConnect到onClose是一次TCP的会话周期，http keep-alive时，一个连接可能会有多个request。 http是无状态的，一个用户可能也不止一个连接，可以通过创建一个session来关联同一个用户的不同请求。

2.4 请求期

请求期就是指一个完整的请求发来，也就是onReceive收到请求开始处理，直到返回结果发送response。这个周期所创建的对象，会在请求完成后销毁。

swoole中请求期对象与普通PHP程序中的对象就是一样的。请求到来时创建，请求结束后销毁。

提示

在Swoole中，一个work进程处理完请求后并不会销毁(甚至可能同时处理多个请求)，所以务必要明确你创建的变量的生命周期，以防止出现逻辑上的问题。

3.进程隔离

原因就是全局变量在不同的进程，内存空间是隔离的，所以修改全局变量的值是无效的。

所以使用 Swoole 开发 Server 程序需要了解进程隔离问题，Swoole\Server 程序的不同 Worker 进程之间是隔离的，在编程时操作全局变量、定时器、事件监听，仅在当前进程内有效。

不同的进程中 PHP 变量不是共享，即使是全局变量，在 A 进程内修改了它的值，在 B 进程内是无效的

如果需要在不同的 Worker 进程内共享数据，可以用 Redis、MySQL、文件、Swoole\Table、APCu、shmget 等工具实现

不同进程的文件句柄是隔离的，所以在 A 进程创建的 Socket 连接或打开的文件，在 B 进程内是无效，即使是将它的 fd 发送到 B 进程也是不可用的

4.start()干了些什么

  1. start()运行之后会创建Master 进程 +Manager 进程 +serv->worker_num 个 Worker 进程。
  2. 启动失败会立即返回 false，启动成功后将进入事件循环，等待客户端连接请求。start 方法之后的代码不会执行。
  3. 服务器关闭后，start 函数返回 true，并继续向下执行
  4. 设置了 task_worker_num 会增加相应数量的 Task 进程
  5. 方法列表中 start 之前的方法仅可在 start 调用前使用，在 start 之后的方法仅可在 onWorkerStart、onReceive 等事件回调函数中使用

5.运行时进程

  1. Master 主进程，主进程内有多个 Reactor 线程，基于 epoll/kqueue 进行网络事件轮询。收到数据后转发到 Worker 进程去处理；
  2. Manager 进程，对所有 Worker 进程进行管理，Worker 进程生命周期结束或者发生异常时自动回收，并创建新的 Worker 进程；
  3. Worker 进程，对收到的数据进行处理，包括协议解析和响应请求；
  4. Reactor 线程，是在 Master 进程中创建的线程，负责维护客户端 TCP 连接、处理网络 IO、处理协议、收发数据，不执行任何 PHP 代码，将 TCP 客户端发来的数据缓冲、拼接、拆分成完整的一个请求数据包；
  5. Task 进程以及Task Worker进程，是独立于worker进程当中的一个工作进程，用于处理一些耗时较长的逻辑，这些逻辑如果在task 进程当中处理时并不会影响worker 进程处理来自客户端的请求，由此大大提高了swoole处理并发的能力

假设 Server 就是一个工厂，那 Reactor 就是销售，接受客户订单。而 Worker 就是工人，当销售接到订单后，Worker 去工作生产出客户要的东西。而 TaskWorker 可以理解为行政人员，可以帮助 Worker 干些杂事，让 Worker 专心工作。

6.Server 的两种运行模式

SWOOLE_PROCESS 模式的 Server 所有客户端的 TCP 连接都是和主进程建立的，内部实现比较复杂，用了大量的进程间通信、进程管理机制。适合业务逻辑非常复杂的场景。Swoole 提供了完善的进程管理、内存保护机制。 在业务逻辑非常复杂的情况下，也可以长期稳定运行。

SWOOLE_BASE 这种模式就是传统的异步非阻塞 Server。与 Nginx 和 Node.js 等程序是完全一致的。worker_num 参数对于 BASE 模式仍然有效，会启动多个 Worker 进程。当有 TCP 连接请求进来的时候，所有的 Worker 进程去争抢这一个连接，并最终会有一个 worker 进程成功直接和客户端建立 TCP 连接，之后这个连接的所有数据收发直接和这个 worker 通讯，不经过主进程的 Reactor 线程转发。

高性能定时器

官方文档：https://wiki.swoole.com/#/timer

webscoket

wss启用，https://wiki.swoole.com/#/server/methods?id=__construct

参考：https://my.oschina.net/u/125977/blog/1816423

提示

websocket类继承与tcp/udp服务器类，支持的如下事件：https://wiki.swoole.com/#/server/events

1.创建websocket服务器（异步）

Swoole\Websocket\Server::__construct(string $host = '0.0.0.0', int $port = 0, int $mode = SWOOLE_PROCESS, int $sockType = SWOOLE_SOCK_TCP): \Swoole\Server

构造方法

https://wiki.swoole.com/#/server/methods?id=__construct 

<?php
/*创建websocket服务器对象，监听0.0.0.0:9501端口，开启SSL隧道*/
$ws = new swoole_websocket_server("0.0.0.0", 9501, SWOOLE_PROCESS, SWOOLE_SOCK_TCP | SWOOLE_SSL);
 
/*配置参数*/
$ws ->set([
    'max_conn'=>1000, /*最多连接数量。*/
    'task_worker_num' => 2,/*TaskWorker 进程数量。*/
    'daemonize' => false, /*守护进程化。*/
    /*配置SSL证书和密钥路径*/
    'ssl_cert_file' => "/etc/nginx/cert/socket.yuhal.com.pem",
    'ssl_key_file'  => "/etc/nginx/cert/socket.yuhal.com.key"
]);
 
/*监听WebSocket连接打开事件*/
$ws->on('open', function ($ws, $request) {
    echo "client-{$request->fd} is open\n";
});
 
/*监听WebSocket消息事件*/
$ws->on('message', function ($ws, $frame) {
    echo "Message: {$frame->data}\n";
    $ws->push($frame->fd, "server: {$frame->data}");
});
 
/*监听WebSocket连接关闭事件*/
$ws->on('close', function ($ws, $fd) {
    echo "client-{$fd} is closed\n";
});
 
$ws->start();

2.swoole类短名介绍

例如swoole_websocket_server等同于Swoole\Websocket\Server：https://wiki.swoole.com/#/other/alias?id=%e7%b1%bb%e7%9f%ad%e5%88%ab%e5%90%8d%e6%98%a0%e5%b0%84%e5%85%b3%e7%b3%bb

3.task_worker_num

配置此参数后将会启用 task 功能。所以 Server 务必要注册 onTask、onFinish 2 个事件回调函数。如果没有注册，服务器程序将无法启动。

4.swoole的wss配置了一晚上，怎么都不行，还是Nginx好

location /websocket {
	proxy_pass http://s.nicen.cn:5703;
	proxy_http_version 1.1;
	proxy_read_timeout 3600s;
	proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
	proxy_set_header Connection "upgrade";
}

使用腾讯云CDN时，进行websokect反向代理时，由于cdn链接最多保持10s，将会导致websokect中断。

5.事件执行顺序

  • 所有事件回调均在 $server->start 后发生
  • 服务器关闭程序终止时最后一次事件是 onShutdown
  • 服务器启动成功后，onStart/onManagerStart/onWorkerStart 会在不同的进程内并发执行
  • onReceive/onConnect/onClose 在 Worker 进程中触发
  • Worker/Task 进程启动 / 结束时会分别调用一次 onWorkerStart/onWorkerStop
  • onTask 事件仅在 task 进程中发生
  • onFinish 事件仅在 worker 进程中发生
  • onStart/onManagerStart/onWorkerStart 3 个事件的执行顺序是不确定的

5.其他

错误码大全：https://wiki.swoole.com/#/other/errno

函数别名汇总：https://wiki.swoole.com/#/other/alias

协程入门

参考

https://wiki.swoole.com/#/coroutine

1.什么是协程

协程就是《操作系统原理》所说的用户态线程，协程内的代码被阻塞时会自动切换运行其他协程。

与常说的线程相比，协程在用户态，调度由程序自身完成，线程在系统态，调度由操作系统完成。

举例

假设某个场景我们不需要考虑回写数据库时失败的可能，那么进行数据库操作时，可以先给用户发送响应，回写数据交给协程去完成。相较于传统的同步代码，速度就更快了。

2.使用须知

  1. Swoole4 或更高版本拥有高可用性的内置协程，可以使用完全同步的代码来实现异步 IO，PHP 代码没有任何额外的关键字，底层会自动进行协程调度。
  2. 所有的协程必须在协程容器里面创建，Swoole 程序启动的时候大部分情况会自动创建协程容器，Server的enable_coroutine 控制事件回调是否自动创建协程。
  3. 防止多协程同时操作数据，导致运行混乱，协程内部禁止使用全局变量，协程使用 use 关键字引入外部变量到当前作用域禁止使用引用，协程之间通讯必须使用 Channel。
  4. 在协程编程中可直接使用 try/catch 处理异常。但必须在协程内捕获，不得跨协程捕获异常。当协程退出时，发现有未捕获的异常，将引起致命错误。
  5. 在一键协程化里面使用原生 PHP 提供的方法，它们的超时时间受 default_socket_timeout 配置影响，开发者可以通过 ini_set('default_socket_timeout', 60) 这样来单独设置它，它的默认值是 60。
  6. 使用 Coroutine::create 或 go 方法创建协程 ，在创建的协程中才能使用协程 API，而协程必须创建在协程容器里面。
  7. 在一个协程中可以使用 go 嵌套创建新的协程。因为 Swoole 的协程是单进程单线程模型，使用 go 创建的子协程会优先执行，子协程执行完毕或挂起时，将重新回到父协程向下执行代码，如果子协程挂起后，父协程退出，不影响子协程的执行，
  8. Swoole 的协程是单进程单线程模型。

3.协程HTTP服务端

  1. 对连接的处理是在单独的子协程中完成，客户端连接的 Connect、Request、Response、Close 是完全串行的。
  2. 监听的地址若是本地 UNIXSocket 则应以形如 unix://tmp/your_file.sock 的格式填写 。

3.1 websocket处理流程

  • $ws->upgrade()：向客户端发送 WebSocket 握手消息
  • while(true) 循环处理消息的接收和发送
  • $ws->recv() 接收 WebSocket 消息帧
  • $ws->push() 向对端发送数据帧
  • $ws->close() 关闭连接

4.协程设置

协程设置，设置协程相关选项。参考：https://wiki.swoole.com/#/coroutine/coroutine?id=set

<?php
Swoole\Coroutine::set(array $options);

5.退出协程

5.1 defer

defer 用于资源的释放，会在协程关闭之前 (即协程函数执行完毕时) 进行调用，就算抛出了异常，已注册的 defer 也会被执行。

需要注意的是，它的调用顺序是逆序的（先进后出）, 也就是先注册 defer 的后执行，先进后出。逆序符合资源释放的正确逻辑，后申请的资源可能是基于先申请的资源的，如先释放先申请的资源，后申请的资源可能就难以释放。

5.2 主动退出

在 Swoole 低版本中，协程中使用 exit 强行退出脚本会导致内存错误导致不可预期的结果或 coredump，在 Swoole 服务中使用 exit 会使整个服务进程退出且内部的协程全部异常终止导致严重问题，Swoole 长期以来一直禁止开发者使用 exit，但开发者可以使用抛出异常这种非常规的方式，在顶层 catch 来实现和 exit 相同的退出逻辑。

Swoole v4.1.0 版本及以上直接支持了在协程、服务事件循环中使用 PHP 的 exit，此时底层会自动抛出一个可捕获的 Swoole\ExitException，开发者可以在需要的位置捕获并实现与原生 PHP 一样的退出逻辑。

5.3 cancel()

可以用于取消某个协程，但不能对当前协程发起取消操作。协程被取消后触发defer回调，然后运行结束。

目前基本支持了绝大部分的协程 API 的取消，包括：

  • socket
  • AsyncIO (fread, gethostbyname ...)
  • sleep
  • waitSignal
  • wait/waitpid
  • waitEvent
  • Co::suspend/Co::yield
  • channel
  • native curl (SWOOLE_HOOK_NATIVE_CURL)

有两个不可中断的场景

  • 被 CPU 中断调度器强制切换的协程
  • 文件锁操作期间

相关说明：https://zhuanlan.zhihu.com/p/378795262

6.协程化API

系统API：https://wiki.swoole.com/#/coroutine/system

协程通信：https://wiki.swoole.com/#/coroutine/channel

Redis消息订阅、发布

Redis订阅发布：https://www.runoob.com/redis/redis-pub-sub.html

1.在swoole中应用

<?php

use Swoole\Http\Request;
use Swoole\Http\Response;
use Swoole\WebSocket\CloseFrame;
use Swoole\Coroutine\Http\Server;
use function Swoole\Coroutine\run;
use Swoole\Coroutine;


/*
 * 设置协程运行相关的参数
 * */
Co::set([
    'socket_timeout' => -1, //tcp超时
    'hook_flags' => SWOOLE_HOOK_ALL  //HOOK函数范围
]);


/*
 * 创建协程容器
 * */
run(function () {

    $server = new Server('0.0.0.0', 5705, false);

    $server->handle('/ws', function (Request $request, Response $ws) {

        /*websocket协议*/
        $ws->upgrade();

        /*
         * 创建协程，并获取Guid
         * */
        $ws->Gid = go(function () use ($ws) {

            $redis = new \Redis();
            $redis->connect("/tmp/redis.sock");
            $redis->setOption(3, -1);

            /*
             * 协程退出时清理
             * */
            defer(function () use ($redis) {
                $redis->rawCommand("UNSUBSCRIBE", "TEST");
                $redis->close();
            });

            /*
             * close时，将抛出异常
             * */
            try {
                $redis->subscribe(['TEST'], function ($redis, $chan, $msg) use ($ws) {
                    $ws->push("Hello {$msg}!");
                });
            } catch (\Throwable $e) {
                echo "订阅已经关闭";
            }

        });

        while (true) {

            $frame = $ws->recv();

            if ($frame === '') {
                $ws->close();
                echo "空数据导致关闭\n";
                break;
            } else if ($frame === false) {

                /*
                 * 其他异常导致中断
                 * */
                echo 'errorCode: ' . swoole_last_error() . "\n";
                $ws->close();
                break;

            } else {

                if ($frame->data == 'close' || get_class($frame) === CloseFrame::class) {

                    echo "用户主动关闭\n";
                    $ws->close();
                    Coroutine::cancel($ws->Gid); //关闭协程
                    break;
                }

                echo $frame->data . "\n";
            }
        }
    });
    
    $server->start();
});

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