PHP 協程最簡潔的講解
協程,又稱微執行緒,纖程。英文名Coroutine。
協程的概念很早就提出來了,但直到最近幾年才在某些語言(如Lua)中得到廣泛應用。
子程式,或者稱為函式,在所有語言中都是層級呼叫,比如A呼叫B,B在執行過程中又呼叫了C,C執行完畢返回,B執行完畢返回,最後是A執行完畢。
所以子程式呼叫是通過棧實現的,一個執行緒就是執行一個子程式。子程式呼叫總是一個入口,一次返回,呼叫順序是明確的。而協程的呼叫和子程式不同。
協程看上去也是子程式,但執行過程中,在子程式內部可中斷,然後轉而執行別的子程式,在適當的時候再返回來接著執行。
注意,在一個子程式中中斷,去執行其他子程式,不是函式呼叫,有點類似CPU的中斷。比如子程式A、B:
def A(): print '1' print '2' print '3' def B(): print 'x' print 'y' print 'z'
假設由協程執行,在執行A的過程中,可以隨時中斷去執行B,B也可能中斷再去執行A,結果可能是:12xy3z
看起來A、B的執行有點像多執行緒,但協程的特點在於是一個執行緒執行,那和多執行緒比,協程有何優勢?
最大的優勢就是協程極高的執行效率。因為子程式切換不是執行緒切換,而是由程式自身控制,因此沒有執行緒切換的開銷,和多執行緒比,執行緒數量越多,協程的效能優勢就越明顯。
第二大優勢就是不需要多執行緒的鎖機制,因為只有一個執行緒,也不存在同時寫變數衝突,在協程中控制共享資源不加鎖,只需要判斷狀態就好了,所以執行效率比多執行緒高很多。
來看例子:
傳統的生產者-消費者模型是一個執行緒寫訊息,一個執行緒取訊息,通過鎖機制控制佇列和等待,但一不小心就可能死鎖。如果改用協程,生產者生產訊息後,直接通過yield跳轉到消費者開始執行,待消費者執行完畢後,切換回生產者繼續生產,效率極高:
import time def consumer(): r = '' while True: n = yield r if not n: returnprint('[消費者] Consuming %s...' % n) time.sleep(1) r = '200 OK' def produce(c): c.next() n = 0 while n < 5: n = n + 1 print('[生產者] Producing %s...' % n) r = c.send(n) print('[生產者] Consumer return: %s' % r) c.close() if __name__=='__main__': c = consumer() produce(c)
執行結果:
[生產者] Producing 1...
[消費者] Consuming 1...
[ 生產者] Consumer return: 200 OK
[ 生產者] Producing 2...
[消費者] Consuming 2...
[生產者] Consumer return: 200 OK
注意到consumer函式是一個generator(生成器),把一個consumer傳入produce後:
首先呼叫c.next()啟動生成器;
然後,一旦生產了東西,通過c.send(n) 切換到 consumer執行;
consumer 通過 yield 拿到訊息,處理,又通過yield把結果傳回;
produce 拿到 consumer 處理的結果,繼續生產下一條訊息;
produce決 定不生產了,通過c.close()關閉consumer,整個過程結束。
整個流程無鎖,由一個執行緒執行,produce和consumer協作完成任務,所以稱為“協程”,而非執行緒的搶佔式多工。一句話總結協程的特點:“子程式就是協程的一種特例。”
如果上面的例子,你看懂了,下面來講講PHP的協程。
<?php //生成器函式 function xrange($start, $end, $step = 1) { for ($i = $start; $i <= $end; $i += $step) {
//返回一個Generator 物件,並暫停,遍歷 Generator物件時,執行緒會回到這裡,繼續執行。 yield $i; } } //呼叫成器函式 $generator = xrange(1, 10);
//列印物件
print_r($generator);//Generator Object()
//遍歷$generator 物件 foreach ($generator as $value) { echo "$value\n"; }
以上就是 PHP 協程最基本的應用了。通過協程,可以處理很多消耗記憶體的任務。比如:讀取和分割大檔案。
可以檢視鳥哥文章:在PHP中使用協程實現多工排程