PHP下的异步尝试二：初识协程

PHP下的异步尝试系列

如果你还不太了解PHP下的生成器，你可以根据下面目录翻阅

1. PHP下的异步尝试一：初识生成器
2. PHP下的异步尝试二：初识协程
3. PHP下的异步尝试三：协程的PHP版thunkify自动执行器
4. PHP下的异步尝试四：PHP版的Promise
5. [PHP下的异步尝试五：PHP版的Promise的继续完善]

多任务 (并行和并发)

在讲协程之前，先谈谈多进程、多线程、并行和并发。

对于单核处理器，多进程实现多任务的原理是让操作系统给一个任务每次分配一定的 CPU 时间片，然后中断、让下一个任务执行一定的时间片接着再中断并继续执行下一个，如此反复。

由于切换执行任务的速度非常快，给外部用户的感受就是多个任务的执行是同时进行的。

多进程的调度是由操作系统来实现的，进程自身不能控制自己何时被调度，也就是说： 进程的调度是由外层调度器抢占式实现的

而协程要求当前正在运行的任务自动把控制权回传给调度器，这样就可以继续运行其他任务。这与抢占式的多任务正好相反, 抢占多任务的调度器可以强制中断正在运行的任务, 不管它自己有没有意愿。如果仅依靠程序自动交出控制的话，那么一些恶意程序将会很容易占用全部 CPU 时间而不与其他任务共享。

协程的调度是由协程自身主动让出控制权到外层调度器实现的

回到刚才生成器实现 xrange 函数的例子，整个执行过程的交替可以用下图来表示：

协程可以理解为纯用户态的线程，通过协作而不是抢占来进行任务切换。

相对于进程或者线程，协程所有的操作都可以在用户态而非操作系统内核态完成，创建和切换的消耗非常低。

简单的说协程 就是提供一种方法来中断当前任务的执行，保存当前的局部变量，下次再过来又可以恢复当前局部变量继续执行。

我们可以把大任务拆分成多个小任务轮流执行，如果有某个小任务在等待系统 IO，就跳过它，执行下一个小任务，这样往复调度，实现了 IO 操作和 CPU 计算的并行执行，总体上就提升了任务的执行效率，这也便是协程的意义

多线程
在单核下，多线程必定是并发的；
不过现在的统一进程的多线程是可以运行在多核CPU下，所以可以是并行的

并发（Concurrency）

是指能处理多个同时性活动的能力，并发事件之间不一定要同一时刻发生。

并行（Parallesim）

是指同时发生的两个并发事件，具有并发的含义，而并发则不一定并行。
多个操作可以在重叠的时间段内进行。

并行和并发区别

并发指的是程序的结构，并行指的是程序运行时的状态
并行一定是并发的，并行是并发设计的一种
单线程永远无法达到并行状态

协程

协程的支持是在生成器的基础上, 增加了可以回送数据给生成器的功能(调用者发送数据给被调用的生成器函数).
这就把生成器到调用者的单向通信转变为两者之间的双向通信.
我们在上篇文章已经讲过了send方法， 下面让我们理解下协程

同步代码

在没有涉及到异步执行代码之前，我们的代码都是这样的

function printNum($max, $caller)
{
    for ($i=0; $i<$max; $i++ ) {
        echo "调度者:" . $caller . "  打印:" . $i . PHP_EOL;
    }
}

printNum(3, "caller1");
printNum(3, "caller2");

# output
调度者:caller1  打印:0
调度者:caller1  打印:1
调度者:caller1  打印:2
调度者:caller2  打印:0
调度者:caller2  打印:1
调度者:caller2  打印:2

使用协程后改进的代码

初稿，手动调整生成器执行

# 本代码手动调整了进程执行代码的顺序，当然本代码实现不用协程也可以，只是利用本流程说明协程作用
# 生成器给了我们函数中断，协程[生成器send]给了我们重新唤起生成器函数的能力
function printNumWithGen($max)
{
    for ($i=0; $i<$max; $i++ ) {
        $res = yield $i;
        echo $res;
    }
}

$gen1 = printNumWithGen(3);
$gen2 = printNumWithGen(3);

// 手动执行caller1 再 caller2
$gen1->send("调度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);
$gen2->send("调度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);

// 手动执行caller1 再 caller2
$gen1->send("调度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);
$gen2->send("调度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);

// 手动执行caller2 再 caller1
$gen2->send("调度者: caller2 打印:" . $gen2->current() . PHP_EOL);
$gen1->send("调度者: caller1 打印:" . $gen1->current() . PHP_EOL);

# output
调度者: caller1 打印:0
调度者: caller2 打印:0
调度者: caller1 打印:1
调度者: caller2 打印:1
调度者: caller2 打印:2
调度者: caller1 打印:2

总结

上面案例应该让大家理解了协程设计的意义和如何使用协程

那么接下去我们为我们的协程自动一个自动调度器（Co自动执行器），无需再手动来中断和恢复了