浅谈swoole的作用与原理

PHP 中的 Node ?Swoole 到底是什么?

我先从官方文档中引用下 Swoole 的定义:

Swoole:面向生产环境的 PHP 异步网络通信引擎。
使 PHP 开发人员可以编写高性能、可拓展的异步并发 TCP、UDP、Unix Socket、HTTP,WebSocket 服务,而无需深入了解非阻塞 I/O 编程和初级 Linux 内核。

Swoole 使用 C 语言编写,作为 PHP 的基本扩展存在。听起来可还行,是吧?用 PHP 来运行 HTTP 服务?用 PHP 实现 Websockets ?还有其他的可能性,是不是很风骚?而且所有的这些都会保持极高的性能,我们来看看吧!

如何让它运行?

不同平台的安装方法有差异。

对于 Linux 来说,只需要运行一条 PECL 命令:

pecl install swoole

MacOS 用户可以使用 brew 命令:

brew install swoole
brew install homebrew/php/php72-swoole

译者注:截止翻译时,Brew 官方已经移除了所有 PHP 扩展,请使用 PECL 安装。

暂时不支持在 Windows 上的安装,但是可以使用 Docker 的方式。

使用 Docker 运行 Swoole

毫无疑问,运行 PHP + Swoole 的最佳方案便是 Docker。让我们来看看如何创建一个包含 Swoole 的容器。首先,我们需要创建一个 Dockerfile。

FROM php:latest\
RUN pecl install swoole\
ADD php.ini /usr/local/etc/php\
RUN usermod -u 1000 www-data

这看起来十分直接。基于 PHP 官方 Docker 镜像,使用 PECL 安装 Swoole,接着复制 php.ini 到镜像内 —— 搞定。最后一行是 MacOS 的 Docker 一个常规的权限修复命令。

至于被复制的 php.ini 配置文件,它只需一行:

extension=swoole.so

Swoole 可以做什么?

Swoole 有许多功能,大部分是异步执行。以下是其中最让人感兴趣的部分(其他的可以在 Swoole官方文档中找到):

  • TCP/UDP 服务端与客户端,
  • HTTP 服务端与客户端,
  • Websocket 服务端与客户端,
  • 基于 Redis 协议的服务端与客户端,
  • MySQL 客户端,
  • 原子性,
  • 文件系统。

我们来看下其中的 HTTP 服务、Websocket 服务、文件系统怎么使用。在我看来这是最重要的几个功能。

基于 Swoole 实现 HTTP 服务

基于 Swoole 仅需少量代码即可实现一个简易的异步 HTTP 服务。以下是一份示例代码,该例子使用异步文件系统来读取index.html文件并作为响应返回给它处理的每条请求。

<?php
chdir(__DIR__);
$http = new swoole_http_server('php', 8080);
$http->on('start', function ($server) {
    echo "Server has been started!\n";
});
$http->on('request', function ($request, $response) {
    swoole_async_readfile('index.html', function($filename, $content) use ($response) {
        $response->header('Content-Type', 'text/html');
        $response->end($content);
    });
});
$http->start();

如你所见,这段代码看起来有点像 Node.js 的风格。

首先,我们创建一个类似 HTTP 服务的swoole_http_server对象。接着,绑定两个异步回调函数到以下事件:一个用于启动,将会在服务启动时被调用;另一个用于请求,将会在收到每次请求时被调用,它带有$request和$response两个参数。

$request对象包含了所有与请求相关的数据:请求路径(Path)、头信息(Headers)等等。而$response被用来提供输出、设置响应头等。值得一提的是,以上两个对象都不符合 PSR 标准,而是 Swoole 自定义的。
在请求事件中,异步请求文件系统用于从文件加载数据。 一旦数据可用,就会在数据加载完成后触发回调。然后将此数据加载到响应体并关闭比此次响应。 这将会把数据有效地发送回浏览器。

这样看起来很简洁,最重要的是 --- 能运行起来。 来看下它的性能如何呢?

HTTP Server 标准

为了使用 Swoole 测试 HTTP 服务器的性能,我在 Node 中创建了一个应用程序 --- 它可以与 Swoole 中的应用程序完全相同 - 还有一个 服务器,它将提供 index.html 作为静态文件。 全部运行在 3 个独立的容器中。

然后,我用 wrk 工具给这些容器进行压力测试。 结果令人震惊。

Swoole 的工作性能要比预期的好很多!

这令人惊讶。 我没想到 Swoole 会超越 Nginx ,但它确实做到了!这也远远超过了 Node 。 这个扩展的原始功能确实令人印象深刻,但它在请求中完成了更多工作后逐渐消失。 不幸的是, Swoole 有两个小缺点,使这些缺点和原始标准有些偏差。 我们稍后会找到他们。

在 Websocket 服务中使用 Swoole

如前所述, Swoole 提供了一种创建 websocket 服务器的方法。 它以异步方式来进行工作,遵循与 HTTP 协议并和 Swoole 部分方法功能相同。 在我看来,它是最重要的 Swoole 组件之一。 来吧,在 PHP 运行中的 websockets 会是怎么样。让我们看看它的结果。

<?php
$server = new swoole_websocket_server('php', 9501);
$server->on('start', function (swoole_websocket_server $server) {
    echo "Server has been started!\n";
});
$server->on('open', function (swoole_websocket_server $server, $request) {
    echo "websocket: new connection, id: {$request->fd}\n";
});
$server->on('message', function (swoole_websocket_server $server, $frame) {
    echo "websocket: {$frame->fd}:{$frame->data},opcode:{$frame->opcode},fin:{$frame->finish}\n";
    $server->push($frame->fd, "Replying, you sent " . $frame->data);
});
$server->on('close', function (swoole_websocket_server $server, $fd) {
    echo "websocket: connection with id {$fd} has been closed\n";
});
$server->start();

看起来类似于 HTTP 服务器的示例。

首先,我们创建类似于 websocket 服务器的 swoole_websocket_server 对象。 然后,我们将 4 个匿名函数绑定到 4 个事件。 第一个启动事件,它将像 HTTP 服务器的启动事件一样工作。 第二个运行事件,它会在连接另一个 websocket 后执行。 第三个消息事件将在 websocket 向服务器发送消息时执行。最后 --- 关闭时间会在 websocket 断开连接时执行。

ID 是作为 Websocket 连接到服务器的唯一标识,该 ID 随每个新的 websockets 进行递增。

使用 Swoole 时遇到的问题

到目前为止,这一切都运行良好,但在使用 Swoole 测试某些解决方案时遇到了两个问题。 我将它列出来:

  • HTTP 服务器中没有真正的支持 HTTPS,
  • 脚本中不支持全局变量。

第一问题个很容易解决。 我们只需要使用 Nginx 或任何负载均衡设备设置反向代理,就完成了。 但通过这样做,我们就失去了 Swoole 提供的极端性能。

第二个问题更棘手。 Swoole 生成用于处理 HTTP 请求的工作进程,这意味着如果我们创建一个全局变量,它的值在线程之间是独立的,并且它不能工作。下面这段代码是显示问题所在之处。

<?php
$server = new swoole_websocket_server('php', 9501);
$server->on('start', function (swoole_websocket_server $server) {
    echo "Server has been started!\n";
});
$server->on('open', function (swoole_websocket_server $server, $request) {
    echo "websocket: new connection, id: {$request->fd}\n";
});
$server->on('message', function (swoole_websocket_server $server, $frame) {
    echo "websocket: {$frame->fd}:{$frame->data},opcode:{$frame->opcode},fin:{$frame->finish}\n";
    $server->push($frame->fd, "Replying, you sent " . $frame->data);
});
$server->on('close', function (swoole_websocket_server $server, $fd) {
    echo "websocket: connection with id {$fd} has been closed\n";
});
$server->start();

预期中响应的信息将返回 0 ,然后返回 1, 2 , 3 等等,但它总是返回 0 。

我找到了 Swoole 的作者来检查它是否是一个 bug ,但事实并非如此。 为了获得我们期望的行为,我们可以在配置中设置 worker_num = 1 ,但这会降低部分性能。

结论

总的来说,Swoole 有明亮的侧面也有黑暗的角落。我认为将异步编程引入 PHP 仍然是一个好主意。 它可用于各种情况,包括快速设计原型,简洁且责任单一的微服务,低延迟游戏服务器以及作为大型框架的后端服务器。 确实有前途。

以上就是浅谈swoole的作用与原理的详细内容,更多关于swoole的作用与原理的资料请关注我们其它相关文章!

时间: 2021-05-28

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