淺談swoole的作用與原理

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PHP 中的 Node ？Swoole 到底是什麼？

我先從官方文檔中引用下 Swoole 的定義：

Swoole：面向生產環境的 PHP 異步網絡通信引擎。
使 PHP 開發人員可以編寫高性能、可拓展的異步並發 TCP、UDP、Unix Socket、HTTP，WebSocket 服務，而無需深入瞭解非阻塞 I/O 編程和初級 Linux 內核。

Swoole 使用 C 語言編寫，作為 PHP 的基本擴展存在。聽起來可還行，是吧？用 PHP 來運行 HTTP 服務？用 PHP 實現 Websockets ？還有其他的可能性，是不是很風騷？而且所有的這些都會保持極高的性能，我們來看看吧！

如何讓它運行？

不同平臺的安裝方法有差異。

對於 Linux 來說，隻需要運行一條 PECL 命令：

pecl install swoole

MacOS 用戶可以使用 brew 命令：

brew install swoole
brew install homebrew/php/php72-swoole

譯者註：截止翻譯時，Brew 官方已經移除瞭所有 PHP 擴展，請使用 PECL 安裝。

暫時不支持在 Windows 上的安裝，但是可以使用 Docker 的方式。

使用 Docker 運行 Swoole

毫無疑問，運行 PHP + Swoole 的最佳方案便是 Docker。讓我們來看看如何創建一個包含 Swoole 的容器。首先，我們需要創建一個 Dockerfile。

FROM php:latest\
RUN pecl install swoole\
ADD php.ini /usr/local/etc/php\
RUN usermod -u 1000 www-data

這看起來十分直接。基於 PHP 官方 Docker 鏡像，使用 PECL 安裝 Swoole，接著復制 php.ini 到鏡像內 —— 搞定。最後一行是 MacOS 的 Docker 一個常規的權限修復命令。

至於被復制的 php.ini 配置文件，它隻需一行：

extension=swoole.so

Swoole 可以做什麼？

Swoole 有許多功能，大部分是異步執行。以下是其中最讓人感興趣的部分（其他的可以在 Swoole官方文檔中找到）：

  • TCP/UDP 服務端與客戶端，
  • HTTP 服務端與客戶端，
  • Websocket 服務端與客戶端，
  • 基於 Redis 協議的服務端與客戶端，
  • MySQL 客戶端，
  • 原子性，
  • 文件系統。

我們來看下其中的 HTTP 服務、Websocket 服務、文件系統怎麼使用。在我看來這是最重要的幾個功能。

基於 Swoole 實現 HTTP 服務

基於 Swoole 僅需少量代碼即可實現一個簡易的異步 HTTP 服務。以下是一份示例代碼，該例子使用異步文件系統來讀取index.html文件並作為響應返回給它處理的每條請求。

<?php
chdir(__DIR__);
$http = new swoole_http_server('php', 8080);
$http->on('start', function ($server) {
    echo "Server has been started!\n";
});
$http->on('request', function ($request, $response) {
    swoole_async_readfile('index.html', function($filename, $content) use ($response) {
        $response->header('Content-Type', 'text/html');
        $response->end($content);
    });
});
$http->start();

如你所見，這段代碼看起來有點像 Node.js 的風格。

首先，我們創建一個類似 HTTP 服務的swoole_http_server對象。接著，綁定兩個異步回調函數到以下事件：一個用於啟動，將會在服務啟動時被調用；另一個用於請求，將會在收到每次請求時被調用，它帶有$request和$response兩個參數。

$request對象包含瞭所有與請求相關的數據：請求路徑（Path）、頭信息（Headers）等等。而$response被用來提供輸出、設置響應頭等。值得一提的是，以上兩個對象都不符合 PSR 標準，而是 Swoole 自定義的。
在請求事件中，異步請求文件系統用於從文件加載數據。 一旦數據可用，就會在數據加載完成後觸發回調。然後將此數據加載到響應體並關閉比此次響應。 這將會把數據有效地發送回瀏覽器。

這樣看起來很簡潔，最重要的是 — 能運行起來。 來看下它的性能如何呢？

HTTP Server 標準

為瞭使用 Swoole 測試 HTTP 服務器的性能，我在 Node 中創建瞭一個應用程序 — 它可以與 Swoole 中的應用程序完全相同 – 還有一個 服務器，它將提供 index.html 作為靜態文件。 全部運行在 3 個獨立的容器中。

然後，我用 wrk 工具給這些容器進行壓力測試。 結果令人震驚。

Swoole 的工作性能要比預期的好很多！

這令人驚訝。 我沒想到 Swoole 會超越 Nginx ，但它確實做到瞭！這也遠遠超過瞭 Node 。 這個擴展的原始功能確實令人印象深刻，但它在請求中完成瞭更多工作後逐漸消失。 不幸的是， Swoole 有兩個小缺點，使這些缺點和原始標準有些偏差。 我們稍後會找到他們。

在 Websocket 服務中使用 Swoole

如前所述， Swoole 提供瞭一種創建 websocket 服務器的方法。 它以異步方式來進行工作，遵循與 HTTP 協議並和 Swoole 部分方法功能相同。 在我看來，它是最重要的 Swoole 組件之一。 來吧，在 PHP 運行中的 websockets 會是怎麼樣。讓我們看看它的結果。

<?php
$server = new swoole_websocket_server('php', 9501);
$server->on('start', function (swoole_websocket_server $server) {
    echo "Server has been started!\n";
});
$server->on('open', function (swoole_websocket_server $server, $request) {
    echo "websocket: new connection, id: {$request->fd}\n";
});
$server->on('message', function (swoole_websocket_server $server, $frame) {
    echo "websocket: {$frame->fd}:{$frame->data},opcode:{$frame->opcode},fin:{$frame->finish}\n";
    $server->push($frame->fd, "Replying, you sent " . $frame->data);
});
$server->on('close', function (swoole_websocket_server $server, $fd) {
    echo "websocket: connection with id {$fd} has been closed\n";
});
$server->start();

看起來類似於 HTTP 服務器的示例。

首先，我們創建類似於 websocket 服務器的 swoole_websocket_server 對象。 然後，我們將 4 個匿名函數綁定到 4 個事件。 第一個啟動事件，它將像 HTTP 服務器的啟動事件一樣工作。 第二個運行事件，它會在連接另一個 websocket 後執行。 第三個消息事件將在 websocket 向服務器發送消息時執行。最後 — 關閉時間會在 websocket 斷開連接時執行。

ID 是作為 Websocket 連接到服務器的唯一標識，該 ID 隨每個新的 websockets 進行遞增。

使用 Swoole 時遇到的問題

到目前為止，這一切都運行良好，但在使用 Swoole 測試某些解決方案時遇到瞭兩個問題。 我將它列出來：

  • HTTP 服務器中沒有真正的支持 HTTPS，
  • 腳本中不支持全局變量。

第一問題個很容易解決。 我們隻需要使用 Nginx 或任何負載均衡設備設置反向代理，就完成瞭。 但通過這樣做，我們就失去瞭 Swoole 提供的極端性能。

第二個問題更棘手。 Swoole 生成用於處理 HTTP 請求的工作進程，這意味著如果我們創建一個全局變量，它的值在線程之間是獨立的，並且它不能工作。下面這段代碼是顯示問題所在之處。

<?php
$server = new swoole_websocket_server('php', 9501);
$server->on('start', function (swoole_websocket_server $server) {
    echo "Server has been started!\n";
});
$server->on('open', function (swoole_websocket_server $server, $request) {
    echo "websocket: new connection, id: {$request->fd}\n";
});
$server->on('message', function (swoole_websocket_server $server, $frame) {
    echo "websocket: {$frame->fd}:{$frame->data},opcode:{$frame->opcode},fin:{$frame->finish}\n";
    $server->push($frame->fd, "Replying, you sent " . $frame->data);
});
$server->on('close', function (swoole_websocket_server $server, $fd) {
    echo "websocket: connection with id {$fd} has been closed\n";
});
$server->start();

預期中響應的信息將返回 0 ，然後返回 1, 2 , 3 等等，但它總是返回 0 。

我找到瞭 Swoole 的作者來檢查它是否是一個 bug ，但事實並非如此。 為瞭獲得我們期望的行為，我們可以在配置中設置 worker_num = 1 ，但這會降低部分性能。

結論

總的來說，Swoole 有明亮的側面也有黑暗的角落。我認為將異步編程引入 PHP 仍然是一個好主意。 它可用於各種情況，包括快速設計原型，簡潔且責任單一的微服務，低延遲遊戲服務器以及作為大型框架的後端服務器。 確實有前途。

以上就是淺談swoole的作用與原理的詳細內容，更多關於swoole的作用與原理的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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