Las corrutinas son complejas y no complicadas, pero difíciles y no difíciles. Una frase se puede resumir: puede mejorar la concurrencia pero no puede acelerar las tareas, el código síncrono implementa IO asíncrono y bloques de código no bloqueantes asíncronos.
Una corrutina es una función especial, una función que se puede suspender y luego reanudar la ejecución desde donde se suspendió. Varias corrutinas en un hilo son en serie, al igual que el proceso de procesamiento de la CPU. Una corrutina se puede ejecutar en un hilo, a menos que se dé control a otras corrutinas para que se ejecuten. La corrutina no puede usar la CPU de múltiples núcleos, por lo que la corrutina solo puede resolver el problema de concurrencia, no el problema de velocidad de procesamiento de la tarea. Una corrutina consiste en dividir una tarea grande en fragmentos más pequeños y encapsular una función del proceso.Cuando una de las corrutinas necesita ser bloqueada por IO, suspende activamente la corrutina actual y transfiere el control a otras corrutinas.
Sabemos que los procesos y subprocesos son programados por el sistema operativo, cuándo ejecutarlo depende de cuándo el sistema operativo le da tiempo de CPU a un proceso o subproceso, y cuándo la corrutina cede el control lo determina el usuario. Los procesos y subprocesos pertenecen al modo kernel y las corrutinas pertenecen a los subprocesos del modo de usuario.
La corrutina es un hilo liviano en el modo de usuario, y la programación de la corrutina está completamente controlada por el usuario. La corrutina tiene su propio contexto de registro y pila. Cuando la corrutina esté programada para cambiar, guarde el contexto de registro y apílelo en otros lugares. Cuando vuelva a cambiar, restaure el contexto de registro y la pila previamente guardados. Operar directamente en la pila básicamente no tiene sobrecarga de conmutación del kernel, y puede acceder a variables globales sin bloquear. , Entonces el cambio de contexto es muy rápido.
Mis pingüinos intercambian oh juntos
Funciones de corrutina
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Los subprocesos del modo de usuario, cuando se encuentran con IO, renuncian activamente al control
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Múltiples códigos de rutina siguen siendo seriales, no es necesario bloquearlos
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Baja sobrecarga, solo ocupa memoria, sin sobrecarga de conmutación de procesos y subprocesos
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Gran cantidad de simultaneidad, un solo proceso puede abrir corrutinas de 50w
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En cualquier momento, en cualquier lugar, siempre que desee ser concurrente, llame a go para crear una corrutina
Sabemos que los hilos son procesos ligeros, por lo que las corrutinas son hilos ligeros. Las corrutinas se ejecutan en subprocesos y un subproceso puede tener varias corrutinas.
Sabemos que cuando el proceso encuentra un bloqueo, se abre un subproceso más para cambiar dentro del proceso para evitar cambiar el proceso cada vez, de modo que el tiempo disponible asignado por la CPU al proceso se pueda utilizar con más vigor. La relación entre una corrutina y un hilo y un proceso es muy similar, excepto que una corrutina tiene una relación directa con un hilo.
La figura anterior es un diagrama esquemático de conmutación entre varios subprocesos, así que consideremos, si un subproceso solo está esperando operaciones de E / S (red o archivo), ¿por qué reutiliza este subproceso como un subproceso reutiliza un proceso? Eliminemos el IO y veamos cómo se ve este gráfico.
Eliminando la parte IO de la operación, se puede ver que básicamente este código de aplicación de solicitud concurrente se puede ejecutar en un solo hilo, y la corrutina aprovecha al máximo el tiempo que el hilo espera IO, para que el programa pueda ejecutar otros códigos comerciales mientras espera IO.
¿Parece el flujo de ejecución de un hilo? Este es el encanto de una corrutina. Cuando se entrega una corrutina, se suspenderá y transferirá el control a otras corrutinas dentro del hilo, porque se realiza en el hilo. Conmutación, por lo que la sobrecarga es mucho menor que los procesos y los subprocesos.
Después de que el programa llama a la corrutina, la corrutina actual cederá activamente el control a otras corrutinas en el mismo hilo para su procesamiento.Como se muestra en la figura, cuando el desarrollador necesita usar IO en el código, renunciará activamente al control de la corrutina. Utilizado por otras corrutinas.
Quite la parte IO y observe el procesamiento de la corrutina. Todo lo que se ejecuta directamente es lógica de negocios, evitando que el IO haga que el hilo cambie al estado de espera, y haciendo un uso completo del tiempo de ejecución asignado a este hilo por la CPU.
Nota: La corrutina no acelera las tareas, solo puede realizar más tareas.
Debido a que las corrutinas se basan en subprocesos, no hay forma de aprovechar las ventajas de la CPU de varios núcleos. Las corrutinas son adecuadas para escenarios de computación intensivos en E / S.
¿Cuál es el papel de las corrutinas?
La corrutina es aumentar el uso de la CPU y evitar una gran cantidad de cambios de contexto de subproceso cuando el subproceso está bloqueado.
echo "1-start\n";
sleep(1);
echo "1-end\n";
echo "2-start\n";
sleep(1);
echo "2-end\n";
echo "3-start\n";
sleep(1);
echo "3-end\n";
echo "4-start\n";
sleep(1);
echo "4-end\n";
El uso de CPU del código anterior es solo del 1%
Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
go(function () {
echo "go1-start\n";
sleep(1);
echo "go1-end\n";
});
go(function () {
echo "go2-start\n";
sleep(1);
echo "go2-end\n";
});
go(function () {
echo "go3-start\n";
sleep(1);
echo "go3-end\n";
});
go(function () {
echo "go4-start\n";
sleep(1);
echo "go4-end\n";
});
Usando la corrutina, el uso de la CPU se incrementó con éxito al 4%, por lo que la CPU no necesita funcionar inactiva para el bloqueo de E / S o realizar cambios de contexto. ¿No decía que las corrutinas no se pueden acelerar? Después de usar la corrutina aquí, ¿por qué se ejecuta en más de 1 segundo, que es diferente del código anterior? El tiempo obtenido aquí depende del momento en que finalice la última ejecución de la corrutina.
El orden de ejecución de la corrutina
Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
go(function(){
sleep(2);
echo "go1\n";
});
go(function(){
sleep(1);
echo "go2\n";
});
echo "main\n";
Primera salida: main-> go2-> go1
Comunicación entre corrutinas
Channel realiza la comunicación entre múltiples corrutinas, y múltiples corrutinas ayudan a completar tareas comunes.
Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
$chan = new Swoole\Coroutine\Channel();
go(function () use ($chan){
sleep(1);
$chan->push(['name'=>'sunny']);
});
go(function() use ($chan){
$data = $chan->pop();
print_r($data);
});
echo "结束\n";
Combate real: realiza la función waitGroup
Utilice el canal proporcionado por Swoole para implementar un grupo de espera, la función principal es esperar a que se completen todas las corrutinas.
<?php
class WaitGroup{
private $count;
private $chan;
public function __construct()
{
$this->chan = new Swoole\Coroutine\Channel();
}
public function add(){
$this->count++;
}
public function done(){
$this->chan->push(true);
}
public function wait(){
for($i=0;$i<$this->count;$i++){
$this->chan->pop();
}
}
}
<?php
include 'waitgroup.php';
Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
echo "start".PHP_EOL;
$t = microtime(true);
go(function() use ($t){
$wg = new WaitGroup();
$wg->add();
go(function() use ($t,&$wg){
echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
echo "协程1:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
$wg->done();
});
$wg->add();
go(function() use ($t,&$wg){
echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
echo "协程2:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
$wg->done();
});
$wg->add();
go(function() use ($t,&$wg){
echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
echo "协程3:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
$wg->done();
});
$wg->wait();
echo '全部结束:'.(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
});
echo "end".PHP_EOL;
echo microtime(true)-$t.PHP_EOL;
En el código: https://www.sunnyos.com/swoole.php swoole.php code
<?php
sleep(1);
echo "My name is Sunny\n";
Solicitud de red de simulación de vacuna inactiva que requiere mucho tiempo
A continuación, se muestran las tres rutinas gor que se utilizan para realizar solicitudes de red. Cada solicitud toma 1 segundo, pero cuando las tres solicitudes se ejecutan aquí, solo toma 1.2 segundos para ejecutarse, pero la tasa de uso de la CPU es 6 %, esto muestra que la corrutina usa completamente la CPU.
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