Swoole扩展的10种模式

来自PHP百科全书
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前言

并发问题可以理解为两个问题

  • 并发连接数,就是支持同时接受多少客户端TCP连接
  • 并发请求数,没秒能处理多少请求

Swoole底层基于epoll,所以第一个问题在Swoole扩展中实际上不存在任何问题。使用Swoole可以轻松应对10万甚至100万长连接。开发者唯一需要做的就是修改

 ulimit -n

将系统最大文件描述符改为 10万或更大。

不同的模型每秒能处理多少请求数,这个是应用层需要考虑的问题。而且不同的场景下有些模式无法使用。真正的难题就是在这里。实际上

 工具永远是死的,而人是活的。

再复杂艰难的场景也阻挡不了聪明的工程师。合理利用Swoole提供的各项功能可以巧妙解决各种难题。

第一 Worker同步阻塞

这个模式的使用方法:

  • swoole_server设置为SWOOLE_PROCESS
  • 只使用Worker进程
  • 根据不同的情况设置worker_num的数值
  • 设置dispatch_mode参数为1或3
  • Worker进程内使用同步阻塞的代码编写方式,这里不使用任何异步IO接口

这个模式的瓶颈就在与onRequestonReceive里代码逻辑的处理速度。按照快慢可以分为几种

  1. 外网CURL调用。这个最慢,快的数百毫秒,慢的情况可能需要几十秒
  2. 内网RPC或Http接口,这个取决与这个接口的速度
  3. MySQL复杂查询,一条SQL如果没有索引可能需要几百毫秒,甚至几秒或更长时间。而如果是主键查询或者索引足够有效可能只需要几毫秒
  4. Redis/Memcache,内存数据库局域网而且是长连接,调用一次可能只需要几百微秒也就是0.x毫秒就能返回
  5. 读取磁盘文件,普通机械磁盘未命中PageCache引起磁盘寻道,可能需要几十毫秒。SSD磁盘速度就快多了几毫秒即可完成随机读取。
  6. 内存文件系统或共享内存,读取/tmp或/dev/shm下的共享文件本质上是读取共享内存,仅需几微妙到几十微秒即可完成。如果是直接读共享内存可能更快,纳秒级别。

进程数量

根据上面的IO耗时,设置适当的进程数量即可。

  • IO很慢就设置几百个Worker进程,如操作MySQL、CURL、大量读写磁盘
  • IO很快就可设置少量进程,如操作Redis、内存文件系统、共享内存

投递模式

如果请求是无状态的可以使用dispatch_mode=1或3,轮循投递或者区分忙闲投递。

长连接应用

比如聊天室,网络游戏。连接之间需要交互的应用。 可以使用 MySQL/Redis/文件 存储用户的连接fd,分组信息。要向某个用户发数据可以根据UID查出对应的fd,发送数据即可。发送分组,可以根据分阻ID查询出fd列表,循环发送数据即可。

第二 Worker非阻塞+Task

这种模式是典型的同步+异步,复杂的业务逻辑使用同步阻塞在Task进程中处理,简单要求高并发的逻辑使用异步非阻塞在Worker进程中处理。

使用方法

  • 使用SWOOLE_PROCESS模式
  • dispatch_mode 设置为2(默认就是2,可不做任何设置)
  • worker_num 设置为CPU核数
  • task_worker_num 根据业务逻辑的耗时情况进行设置,如果平均耗时较长,需要设置数百个进程,耗时较短可设置几十个进程

Worker进程

在这个模式中,Worker进程不能有任何同步阻塞的操作,只处理请求响应或数据接收发送,仅进行PHP数组或对象操作或其他计算逻辑。具体参考 模式3 Worker进程全异步。

Task进程

无状态地处理任务,并返回结果。需要注意单个Task的执行时间,避免处理时间太长导致Task排队过多。

第三 Worker全异步

这个模式就是真正的异步非阻塞编程,在代码中只能使用Swoole提供的异步非阻塞IO操作,不得执行任何普通的PHP阻塞IO函数,如curl、mysql、redis、fsockopen、stream、socket、proc_open等。

与模式二 不同的是全异步服务器不使用Task进程,即使是很复杂的业务逻辑也在Worker进程中执行。纯异步编程需要对开发者要求较高。

使用方法

  • dispatch_mode设置为2
  • worker_num 设置为CPU核数

逻辑实现

Worker进程内的PHP代码只能进行下列3种操作:

  • 使用swoole_redis、swoole_mysql、swoole_http_client、swoole_client+async操作
  • 进行PHP数组、对象操作或其他内存计算逻辑
  • 使用swoole_server的send、push、close、response->end等操作

适用场景

  • 长连接服务
  • 对并发能力和吞吐量有较高要求
  • 团队开发者技术水平较高

弊端和解决方案

  • 纯异步需要使用嵌套回调的方式编写代码,与传统的编程模式完全不同,异步是事件驱动式的,代码不是顺序执行的。
  • 异步嵌套回调的方式在程序逻辑复杂后会变得难以维护

可使用 Promise 或 Yield/Generator 简化异步编程。

第四 Base模式+同步阻塞

Base模式是一个简化版本,Base模式下Swoole的运行原理与Node.js完全一致,是单线程的。对TCP客户端的Accept、Send、Recv、Close都是同一个进程内操作的。

与Process同步阻塞模式不同的是BASE模式下Worker进程的调度由操作系统实现。因此可以实现一个Leader-Follower模式的服务器程序。

使用方法

  • 使用SWOOLE_BASE模式
  • worker_num根据逻辑代码的耗时情况设置几百或几十
  • worker进程内使用同步阻塞IO操作

适用场景

  • 适合短连接 & 请求响应式 服务,如Web服务、RPC服务
  • 这种模式不能实现单连接并发,客户端的连接被某个Worker进程Accept之后,只能在此进程内处理请求

第五 Process

Process提供了对进程管理的封装。基于Process可实现:

  • 多进程+进程间通信编程
  • 将其他语言编写的程序包装为子进程,重定向标准输入输出到管道,与该程序进行通信。可实现任意编程语言为我PHP所用。

第六 sendMessage