協程說複雜不復雜說難也不難，一句話可以概括：能提高併發，但不能加速任務，同步程式碼實現非同步IO，非同步非阻塞的程式碼塊。

協程是一種特殊函式，是一種可以掛起的函式，然後可以從掛起的地方重新恢復執行，一個執行緒內的多個協程是序列的，跟CPU處理程序一樣，同一時刻只能一個協程線上程上執行，除非出讓了控制權給別的協程執行。協程無法利用多核CPU因此協程只能解決併發問題，不能解決任務處理速度問題。協程就是把一個大任務再分成更小的片段，封裝程一個函式，當其中一個協程需要IO阻塞的時候，主動掛起當前協程，把控制權交給其他協程執行。

我們知道程序和執行緒是由作業系統排程的，什麼時候執行取決於作業系統什麼時候把CPU時間交給某個程序或者執行緒，而協程是什麼時候交出控制權是由使用者決定的。程序和執行緒屬於核心態，協程屬於使用者態執行緒。

協程是一種使用者態的輕量級執行緒，協程的排程完全由使用者控制。協程擁有自己的暫存器上下文和棧。協程排程切換時，將暫存器上下文和棧儲存到其他地方，在切回來的時候，恢復先前儲存的暫存器上下文和棧，直接操作棧則基本沒有核心切換的開銷，可以不加鎖的訪問全域性變數，所以上下文的切換非常快。

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協程特點

• 使用者態執行緒、遇到IO主動讓出控制權

• 多個協程程式碼依然是序列的，無需加鎖

• 開銷低，只佔用記憶體，不存在程序、執行緒切換開銷

• 併發量大，單個程序可開啟50w個協程

• 隨時隨地，只要想併發，就呼叫go建立協程

我們知道執行緒是輕量級的程序，那麼協程就是輕量級的執行緒。協程執行線上程之上，一個執行緒可以有多個協程。

我們知道在程序遇到阻塞的時候開多一個執行緒在程序內部切換，避免每次都切換程序，這樣可以更大力度的使用CPU分給這個程序的可使用時間。而協程跟執行緒和程序的關係很類似，只不過協程是跟執行緒直接建立關係。

上圖是多個執行緒之間切換的示意圖，那麼我們來考慮一下，如果執行緒只是等待IO操作（網路或者檔案），那麼為什麼像執行緒重複使用程序一樣來重複的使用這個執行緒呢？我們把IO去掉，看看這個圖是什麼樣子的。

去掉IO部分操作，可以看出來基本上這個併發請求應用程式程式碼可以在 單個執行緒中 執行，協程最大力度的利用了執行緒等待IO的時間，讓程式在等待IO的時候可以執行別的業務程式碼。

看著像不像一個執行緒的執行流程，這就是協程的魅力所在，當一個協程被yield之後會被掛起，把控制權轉移給執行緒內部的其他協程，因為是線上程上進行的切換，所以開銷遠遠比程序和執行緒低很多。

當程式呼叫協程之後，當前協程會主動讓出控制權交給同一個執行緒內的其他協程處理，如圖所示，開發者程式碼中需要使用IO的時候主動讓出協程的控制權給別的協程使用。

去掉IO部分再看協程的處理，直接執行的都是業務邏輯，避免遇到IO導致執行緒轉換到等待狀態，更充分的利用CPU分給這個執行緒的執行時間。

注意：協程並不能讓任務加速進行，只能執行更多工。

協程由於是建立線上程之上的，因此沒有辦法使用CPU多核心的優勢，協程適合適用於IO密集運算的場景。

協程有什麼作用？

協程是為了提高CPU使用率，避免線上程阻塞的時候大量的執行緒上下文切換。

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";

以上程式碼的CPU使用率僅有 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";
});

使用協程，成功把CPU使用率提高到了4%，這樣CPU就不需要為了IO阻塞而空跑，或者進行上下文切換。之前不是說過協程不能加速嗎？這裡使用協程之後怎麼1秒多就執行完了，跟前面的程式碼不一樣？這裡得到的時間取決於最後一個協程執行結束的時間。

協程的執行順序

Swoole\Runtime::enableCoroutine(true);
go(function(){
   sleep(2);
   echo "go1\n";
});
go(function(){
    sleep(1);
    echo "go2\n";
});
echo "main\n";

先輸出：main->go2->go1

協程之間通訊

多個協程之間通訊，採用Channel實現，多個協程協助完成共同的任務。

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 "結束\n";

實戰：實現waitGroup功能

利用Swoole提供的Channel實現一個 waitGroup ，主要功能是用來等待所有協程執行完成的。

<?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,&$wg){
        echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
        echo "協程1:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
        $wg->done();
    });
    $wg->add();
    go(function() use ($t,&$wg){
        echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
        echo "協程2:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
        $wg->done();
    });
    $wg->add();
    go(function() use ($t,&$wg){
        echo file_get_contents("https://www.sunnyos.com/swoole.php");
        echo "協程3:".(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
        $wg->done();
    });
    $wg->wait();
    echo '全部結束:'.(microtime(true)-$t).PHP_EOL;
});
echo "end".PHP_EOL;
echo microtime(true)-$t.PHP_EOL;

程式碼中：https://www.sunnyos.com/swoole.php swoole.php 的程式碼

<?php
sleep(1);
echo "My name is Sunny\n";

休眠疫苗模擬網路請求耗時

這裡看看使用協程3個協程都進行了網路請求，每個請求耗時1秒，但是在這裡執行都時候三個請求執行完了僅耗時1.2秒，但是cpu都使用率卻使用到了6%，這說明了協程充分的使用了cpu。

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