Swoole擴展的6種模式深入詳解

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前言

並發問題可以理解為兩個問題

  • 並發連接數，就是支持同時接受多少客戶端TCP連接
  • 並發請求數，每秒能處理多少請求

Swoole底層基於epoll，所以第一個問題在Swoole擴展中實際上不存在任何問題。使用Swoole可以輕松應對10萬甚至100萬長連接。開發者唯一需要做的就是修改

ulimit -n

將系統最大文件描述符改為 10萬或更大。

不同的模型每秒能處理多少請求數，這個是應用層需要考慮的問題。而且不同的場景下有些模式無法使用。真正的難題就是在這裡。實際上

工具永遠是死的，而人是活的。

再復雜艱難的場景也阻擋不瞭聰明的工程師。合理利用Swoole提供的各項功能可以巧妙解決各種難題。

第一 Worker同步阻塞

這個模式的使用方法：

  • swoole_server設置為SWOOLE_PROCESS
  • 隻使用Worker進程
  • 根據不同的情況設置worker_num的數值
  • 設置dispatch_mode參數為1或3
  • Worker進程內使用同步阻塞的代碼編寫方式，這裡不使用任何異步IO接口

這個模式的瓶頸就在與onRequest或onReceive裡代碼邏輯的處理速度。按照快慢可以分為幾種

  1. 外網CURL調用。這個最慢，快的數百毫秒，慢的情況可能需要幾十秒
  2. 內網RPC或Http接口，這個取決與這個接口的速度
  3. MySQL復雜查詢，一條SQL如果沒有索引可能需要幾百毫秒，甚至幾秒或更長時間。而如果是主鍵查詢或者索引足夠有效可能隻需要幾毫秒
  4. Redis/Memcache，內存數據庫局域網而且是長連接，調用一次可能隻需要幾百微秒也就是0.x毫秒就能返回
  5. 讀取磁盤文件，普通機械磁盤未命中PageCache引起磁盤尋道，可能需要幾十毫秒。SSD磁盤速度就快多瞭幾毫秒即可完成隨機讀取。
  6. 內存文件系統或共享內存，讀取/tmp或/dev/shm下的共享文件本質上是讀取共享內存，僅需幾微妙到幾十微秒即可完成。如果是直接讀共享內存可能更快，納秒級別。

進程數量

根據上面的IO耗時，設置適當的進程數量即可。

  • IO很慢就設置幾百個Worker進程，如操作MySQL、CURL、大量讀寫磁盤
  • IO很快就可設置少量進程，如操作Redis、內存文件系統、共享內存

投遞模式

如果請求是無狀態的可以使用dispatch_mode=1或3，輪循投遞或者區分忙閑投遞。

長連接應用

比如聊天室，網絡遊戲。連接之間需要交互的應用。 可以使用 MySQL/Redis/文件 存儲用戶的連接fd，分組信息。要向某個用戶發數據可以根據UID查出對應的fd，發送數據即可。發送分組，可以根據分阻ID查詢出fd列表，循環發送數據即可。

第二 Worker非阻塞+Task

這種模式是典型的同步+異步，復雜的業務邏輯使用同步阻塞在Task進程中處理，簡單要求高並發的邏輯使用異步非阻塞在Worker進程中處理。

使用方法

  • 使用SWOOLE_PROCESS模式
  • dispatch_mode 設置為2（默認就是2，可不做任何設置）
  • worker_num 設置為CPU核數
  • task_worker_num 根據業務邏輯的耗時情況進行設置，如果平均耗時較長，需要設置數百個進程，耗時較短可設置幾十個進程

Worker進程

在這個模式中，Worker進程不能有任何同步阻塞的操作，隻處理請求響應或數據接收發送，僅進行PHP數組或對象操作或其他計算邏輯。具體參考 模式3 Worker進程全異步。

Task進程

無狀態地處理任務，並返回結果。需要註意單個Task的執行時間，避免處理時間太長導致Task排隊過多。

第三 Worker全異步

這個模式就是真正的異步非阻塞編程，在代碼中隻能使用Swoole提供的異步非阻塞IO操作，不得執行任何普通的PHP阻塞IO函數，如curl、mysql、redis、fsockopen、stream、socket、proc_open等。

與模式二 不同的是全異步服務器不使用Task進程，即使是很復雜的業務邏輯也在Worker進程中執行。純異步編程需要對開發者要求較高。

使用方法

  • dispatch_mode設置為2
  • worker_num 設置為CPU核數

邏輯實現

Worker進程內的PHP代碼隻能進行下列3種操作：

  • 使用swoole_redis、swoole_mysql、swoole_http_client、swoole_client+async操作
  • 進行PHP數組、對象操作或其他內存計算邏輯
  • 使用swoole_server的send、push、close、response->end等操作

適用場景

  • 長連接服務
  • 對並發能力和吞吐量有較高要求
  • 團隊開發者技術水平較高

弊端和解決方案

  • 純異步需要使用嵌套回調的方式編寫代碼，與傳統的編程模式完全不同，異步是事件驅動式的，代碼不是順序執行的。
  • 異步嵌套回調的方式在程序邏輯復雜後會變得難以維護

可使用 Promise 或 Yield/Generator 簡化異步編程。

第四 Base模式+同步阻塞

Base模式是一個簡化版本，Base模式下Swoole的運行原理與Node.js完全一致，是單線程的。對TCP客戶端的Accept、Send、Recv、Close都是同一個進程內操作的。

與Process同步阻塞模式不同的是BASE模式下Worker進程的調度由操作系統實現。因此可以實現一個Leader-Follower模式的服務器程序。

使用方法

  • 使用SWOOLE_BASE模式
  • worker_num根據邏輯代碼的耗時情況設置幾百或幾十
  • worker進程內使用同步阻塞IO操作

適用場景

  • 適合短連接 & 請求響應式 服務，如Web服務、RPC服務
  • 這種模式不能實現單連接並發，客戶端的連接被某個Worker進程Accept之後，隻能在此進程內處理請求

第五 Process

Process提供瞭對進程管理的封裝。基於Process可實現：

多進程+進程間通信編程

將其他語言編寫的程序包裝為子進程，重定向標準輸入輸出到管道，與該程序進行通信。可實現任意編程語言為我PHP所用。

第六 sendMessage

到此這篇關於Swoole擴展的6種模式深入詳解的文章就介紹到這瞭,更多相關Swoole擴展的5種模式內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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