浅谈swoole的作用与原理

吾爱主题阅读：130 2021-11-17 15:53:00 评论：0

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。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 <?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。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 <?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。