【学不动系列】01基础篇-了解 Swoole 进程模型

lji
1,994 阅读4分钟

PHP-FPM 进程模型

我们先来看一下 PHP-FPM 是怎么运行的：

image.png

①：发起一个 HTTP 请求。

②：Nginx 转发用户的请求到 PHP-FPM：

location ~ \.php$ {
        root           html;
        fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        fastcgi_index  index.php;
        fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        include        fastcgi_params;
}

这里就是将以 .php 结尾的请求转发到本地 9000 端口，而 9000 端口是 PHP-FPM 默认监听端口。

③：PHP-FPM 工作模式：

Master 进程启动 Worker Pool， Worker Pool 维护多个 Worker 进程， Worker 进程负责监听请求并建立连接，并且实现了 fastcgi 协议来通信获取数据，通过嵌入的 PHP 解释器来执行 PHP 脚本。

`这里每个 Worker 进程是阻塞的方式处理用户的请求，同一个 Worker 同一时间只能处理一个请求，因为硬件资源有限，因此比较难的支持大量的并发，常见的 502 Bad Gateway 就是因为 PHP-FPM 没有可用进程了导致的`

④：将 PHP 执行结果返回给 Nginx。

⑤：Nginx 将数据返回给浏览器。

Swoole 进程模型

在 Swoole 里面，我们通过了解进程模型来理解它是怎么工作的，有两种进程工作模型，分别来了解下：

    1. Swoole 在 SWOOLE_PROCESS 模式下的进程模型

image.png

①：Master 进程：我们启动的进程，是一个多线程的进程，内部包含了 MainReactor 线程，Reactor 线程等，同时负责创建 Manager 进程来协助管理其他工作进程，Master 进程主要负责网络通信相关的功能。 （关于网络通信 I/O 的模型选择，在 Unix 网络编程提供了 5 种 I/O 模型，Swoole 使用了 Reactor 模型，它基于 IO multiplexing（多路复用IO）模型实现）

②：MainReactor 线程：负责 Accept 客户端的连接，并且将此连接分配给负载低的 Reactor 线程处理。

③：Reactor 线程：负责维护客户端 TCP 连接、处理网络 IO、处理协议、收发数据，将 TCP 客户端发来的数据缓冲、拼接、拆分成完整的一个请求数据包， 并且不执行任何 PHP 代码。（Reactor 线程通过监听 Worker 进程发送给主进程的数据，然后将数据发送给客户端。）。

④：Manager 进程：负责创建 / 回收 worker/task 进程。

⑤：Worker 进程：负责处理 Reactor 线程通过 Unix Socket 投递的请求数据包，(这里编写我们的业务逻辑，执行完成后将数据发送到主进程)。

⑥：Task 进程：负责处理 Worker 进程投递的任务，执行完成后通过onFinish 事件将数据发送给 Worker 进程。

里面涉及到的重点有：

Swoole 内部进程间的 IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）使用 Unix Socket 来实现。 Swoole 网络通信 I/O 模型使用 Reactor 模型。

请求处理流程：

❶：客户端发起请求

❷：由 MainReactor 线程建立连接，之后将请求分配给 Reactor 线程， Reactor 线程开始监听到客户端发送的请求数据。

❸：Reactor 线程接收完一个完整请求数据后，将数据发给 Worker 进程处理（数据头部记录了 Reactor 的信息）， Worker 进程执行我们的业务逻辑代码，之后将结果通过 Unxi Socket 发送结果给 Master 进程，（数据头部记录了 Reactor 的信息，请求的 fd 信息）。

❹：主进程的每个 Reactor 线程都负责监听 Worker 进程发送的数据包，但是每个 Worker 进程的发送的数据只会由一个 Reactor 线程监听，这里的数据由 Reactor 返回给客户端。（如果是改变连接状态，则找到对应的监听此连接的 Reactor 线程后调用 epoll_ctl）

Swoole 在 SWOOLE_BASE 模式下的进程模型

image.png

①：Manager 进程：在 SWOOLE_BASE 模式下通过 Manager 进程来管理 Worker 进程，在此模式下如果 worker_num 设置为 1 的时候并且没有使用 Task 和 MaxRequest 特性时，底层将直接创建一个单独的 Worker 进程，不创建 Manager 进程。

②：Worker 进程：每个 Worker 进程同时承担了 SWOOLE_PROCESS 模式下 Reactor 线程和 Worker 进程两部分职责。

③：Task 进程：负责处理 Worker 进程投递的任务，执行完成后通过onFinish 事件将数据发送给 Worker 进程。

上面介绍了 Swoole 两种进程运行模型，我们来整理一下特性：

image.png

开发思维的转变

分析了 PHP-FPM 和 Swoole 两种运行模式，我们在 PHP-FPM 模式下大部分情况是在单独进程下执行代码，不需要我们关心资源回收，进程之间怎么通信等，网络通信 I/O 模型，服务端如何和客户端建立并保持连接等等，当我们转入到 Swoole 开发中的时候，我们必须从之前的舒适区走出来，了解更多操作系统的知识，比如：

  • Reactor 模型是什么?
  • 进程之间如何通信 (IPC)
  • 请求的处理流程变化，参考上面的 Swoole 进程模型。
  • ......

想要用上 Swoole 其实并不难，按照官方文档的 demo 很快就可以启动一个服务，然后把逻辑写到文档上告诉你的位置，但是要更好的适应 Swoole 的开发模式，就必须要清楚它的进程运行模型，了解后相信你对于 Swoole 会更加得心应手。

avatar
文章
阅读
粉丝